(57)【要約】【課題】排気熱回収器における熱交換と熱交換の制限との切り換えを行う切換弁の作動異常を検出し、作動異常に対して適切な処置を取ることが可能な内燃機関の排気熱回収装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気熱回収装置は、排気熱回収器を用いて冷却水と排気ガスとの熱交換を行うために好適に利用される。具体的には、本装置は、切換弁を用いて排気ガスが流れる通路を切り換えることによって、排気熱回収器における熱交換と熱交換の制限との切り換えを行う。更に、冷却水温などに基づいて流路切換弁の作動異常を検出し、当該作動異常に対して対処するための制御を実行する。これにより、流路切換弁の作動異常を適切に検出しつつ、この作動異常に起因する内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などを効果的に抑制することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路上に配設され、内部を通過する冷却水と排気ガスとの熱交換を行う排気熱回収器と、前記冷却水の循環を行う電動ポンプと、を有する内燃機関の排気熱回収装置であって、
前記排気熱回収器が設けられた排気通路上の箇所を通過する前記排気ガス及び前記冷却水のうちの少なくともいずれかの流量を制御する流路切換弁と、
前記流路切換弁に対する制御を行う流路切換弁制御手段と、
前記流路切換弁の作動異常を検出する作動異常検出手段と、
前記作動異常検出手段が前記流路切換弁の作動異常を検出した場合に、前記作動異常に対して対処するための制御を実行する作動異常対処実行手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項２】
前記流路切換弁は、前記排気熱回収器が設けられた排気通路上の箇所を通過する第１の排気通路と、前記箇所を迂回する第２の排気通路と、を流れる排気ガスの流量を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項３】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁に対する作動指令と、水温センサが検出した前記冷却水の温度との関係に基づいて、当該流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項４】
前記排気熱回収器の下流側を流れる冷却水の温度を検出する第１の水温センサを備え、
前記作動異常検出手段は、前記第１の水温センサが検出した温度に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項５】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却水の温度を推定し、前記第１の水温センサが検出した温度が前記推定された温度を所定値以上上回る場合、又は前記第１の水温センサが検出した温度が低下しない場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項６】
前記排気熱回収器の上流側を流れる冷却水の温度を検出する第２の水温センサを更に備え、
前記作動異常検出手段は、前記第１の水温センサが検出した温度、及び前記第２の水温センサが検出した温度に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項７】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、前記第１の水温センサが検出した温度と前記第２の水温センサが検出した温度との差が所定値以上である場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項８】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁に対する作動指令と、前記冷却水の水圧との関係に基づいて、当該流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項９】
前記排気熱回収器の下流側を流れる冷却水の水圧を検出する第１の水圧センサを備え、
前記作動異常検出手段は、前記第１の水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１０】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却水の水圧を推定し、前記第１の水圧センサが検出した水圧が前記推定された水圧を所定値以上上回る場合、又は前記第１の水圧センサが検出した水圧が低下しない場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１１】
前記排気熱回収器の上流側を流れる冷却水の水圧を検出する第２の水圧センサを更に備え、
前記作動異常検出手段は、前記第１の水圧センサが検出した水圧、及び前記第２の水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１２】
前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、前記第１の水圧センサが検出した水圧と前記第２の水圧センサが検出した水圧との差が所定値以上である場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１３】
前記作動異常対処実行手段は、前記作動異常検出手段が熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定した場合に、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１４】
前記作動異常対処実行手段は、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行った後に、所定条件が成立する場合、前記冷却水をヒータコアに循環させて放熱を促進させる制御を更に行うことを特徴とする請求項１３に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１５】
前記内燃機関はハイブリッド車両に搭載され、
前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を実行する際に、前記内燃機関を所定の運転状態に設定する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１６】
前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を実行する際に、前記電動ポンプを所定の駆動状態に設定する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１７】
前記電動ポンプを停止した状態において、前記水温センサの異常検出を行う手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１８】
前記水温センサの異常が検出された場合、前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を禁止する手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項１９】
前記水温センサの異常が検出されなかった場合において、前記内燃機関の始動後に前記水温センサによって前記冷却水の温度の変化が検出された場合、サーモスタットが異常であると判定する手段を備えることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【請求項２０】
前記流路切換弁制御手段は、前記サーモスタットの異常が検出された場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動を解除することを特徴とする請求項１９に記載の内燃機関の排気熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行う内燃機関の排気熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行い、排気熱を回収する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、内燃機関からの排気熱を冷却水により回収する排気熱回収器において、内燃機関停止直後に電動ポンプを駆動することによって冷却水の循環を行い、排気熱の回収部分での冷却水の沸騰を防止する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１０４９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、排気熱を過剰に回収してしまい、冷却水の温度が上昇し、内燃機関の効率が低下する場合などがあった。ところで、排気熱回収器における熱交換を制限する機構を設けて、上記のような排気熱の過剰な回収を抑制する方法が考えられる。しかし、このような機構を用いた場合にも、当該機構に作動異常が生じた場合に、内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などが生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、排気熱回収器における熱交換と熱交換の制限との切り換えを行う切換弁の作動異常を検出し、作動異常に対して適切な処置を取ることが可能な内燃機関の排気熱回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、内燃機関の排気通路上に配設され、内部を通過する冷却水と排気ガスとの熱交換を行う排気熱回収器と、前記冷却水の循環を行う電動ポンプと、を有する内燃機関の排気熱回収装置は、前記排気熱回収器が設けられた排気通路上の箇所を通過する前記排気ガス及び前記冷却水のうちの少なくともいずれかの流量を制御する流路切換弁と、前記流路切換弁に対する制御を行う流路切換弁制御手段と、前記流路切換弁の作動異常を検出する作動異常検出手段と、前記作動異常検出手段が前記流路切換弁の作動異常を検出した場合に、前記作動異常に対して対処するための制御を実行する作動異常対処実行手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記の内燃機関の排気熱回収装置は、排気熱回収器を用いて冷却水と排気ガスとの熱交換を行うために好適に利用される。具体的には、流路切換弁（以下、単に「切換弁」とも呼ぶ。）は、排気熱回収器が設けられた排気通路上の箇所を通過する排気ガス及び冷却水のうちの少なくともいずれかの流量を制御し、流路切換弁制御手段は、流路切換弁に対する制御を行う。また、作動異常検出手段は、流路切換弁の作動異常を検出し、作動異常対処実行手段は、流路切換弁の作動異常が発生した場合に、当該作動異常に対して対処するための制御を実行する。これにより、流路切換弁の作動異常を適切に検出し、流路切換弁の作動異常に起因する内燃機関の運転不調や排気熱回収器の破壊などを抑制することが可能となる。
【０００８】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の一態様では、前記流路切換弁は、前記排気熱回収器が設けられた排気通路上の箇所を通過する第１の排気通路と、前記箇所を迂回する第２の排気通路と、を流れる排気ガスの流量を調整するように構成することができる。
【０００９】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁に対する作動指令と、水温センサが検出した前記冷却水の温度との関係に基づいて、当該流路切換弁の作動異常を検出する。
【００１０】
この態様では、作動異常検出手段は、例えば、作動指令に応じて流路切換弁が適切に動作した場合に想定される冷却水の温度と、センサから取得された冷却水の温度とを比較することによって、流路切換弁の作動異常を検出する。これにより、水温センサが検出した温度に基づいて、適切に流路切換弁の作動異常を検出することができる。
【００１１】
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記排気熱回収器の下流側を流れる冷却水の温度を検出する第１の水温センサを備え、前記作動異常検出手段は、前記第１の水温センサが検出した温度に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出する。
【００１２】
この場合、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却水の温度を推定し、前記第１の水温センサが検出した温度が前記推定された温度を所定値以上上回る場合、又は前記第１の水温センサが検出した温度が低下しない場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することができる。
【００１３】
また、上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記排気熱回収器の上流側を流れる冷却水の温度を検出する第２の水温センサを更に備え、前記作動異常検出手段は、前記第１の水温センサが検出した温度、及び前記第２の水温センサが検出した温度に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出する。
【００１４】
この場合、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、前記第１の水温センサが検出した温度と前記第２の水温センサが検出した温度との差が所定値以上である場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することができる。
【００１５】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁に対する作動指令と、前記冷却水の水圧との関係に基づいて、当該流路切換弁の作動異常を検出する。
【００１６】
この態様では、作動異常検出手段は、例えば、作動指令に応じて流路切換弁が適切に動作した場合に想定される冷却水の水圧と、センサから取得された冷却水の水圧とを比較することによって、流路切換弁の作動異常を検出する。これにより、水圧センサが検出した水圧に基づいて、適切に流路切換弁の作動異常を検出することができる。
【００１７】
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記排気熱回収器の下流側を流れる冷却水の水圧を検出する第１の水圧センサを備え、前記作動異常検出手段は、前記第１の水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出する。
【００１８】
この場合、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却水の水圧を推定し、前記第１の水圧センサが検出した水圧が前記推定された水圧を所定値以上上回る場合、又は前記第１の水圧センサが検出した水圧が低下しない場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することができる。
【００１９】
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記排気熱回収器の上流側を流れる冷却水の水圧を検出する第２の水圧センサを更に備え、前記作動異常検出手段は、前記第１の水圧センサが検出した水圧、及び前記第２の水圧センサが検出した水圧に基づいて、前記流路切換弁の作動異常を検出する。
【００２０】
この場合、前記作動異常検出手段は、前記流路切換弁制御手段が、前記排気熱回収器による熱交換を制限するために、前記第１の排気通路へ流れる排気ガスの流量が抑制されるように前記流路切換弁を制御した際に、前記第１の水圧センサが検出した水圧と前記第２の水圧センサが検出した水圧との差が所定値以上である場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定することができる。
【００２１】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記作動異常対処実行手段は、前記作動異常検出手段が熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動に異常が発生していると判定した場合に、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行う。これにより、流路切換弁の作動異常が発生した場合に、冷却水温の上昇を適切に抑制することができる。よって、内燃機関のオーバーヒートを抑制することが可能となる。
【００２２】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記作動異常対処実行手段は、前記電動ポンプの流量を増加させる制御を行った後に、所定条件が成立する場合、前記冷却水をヒータコアに循環させて放熱を促進させる制御を更に行う。
【００２３】
この態様では、作動異常対処実行手段は、電動ポンプの流量を増加させる制御を行ったにも拘らず、例えば冷却水温が比較的高温である場合に、冷却水をヒータコアに循環させて放熱を促進させる制御を更に行う。これにより、流路切換弁の作動異常が発生した場合に、冷却水温の上昇を効果的に抑制し、内燃機関のオーバーヒートを確実に抑制することが可能となる。
【００２４】
好ましくは、前記内燃機関はハイブリッド車両に搭載され、前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を実行する際に、前記内燃機関を所定の運転状態に設定する手段を備える。
【００２５】
更に好ましくは、前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を実行する際に、前記電動ポンプを所定の駆動状態に設定する手段を備える。
【００２６】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記電動ポンプを停止した状態において、前記水温センサの異常検出を行う手段を備える。このように電動ポンプを停止した場合には、実際の冷却水温に変化が生じ得るため、この変化が検出できたか否かに基づいて水温センサの異常検出を行うことができる。
【００２７】
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記水温センサの異常が検出された場合、前記作動異常検出手段による前記流路切換弁の作動異常の検出を禁止する手段を備える。このように流路切換弁に対する作動異常の検出を禁止することによって、作動異常の検出精度を確保することができる。
【００２８】
上記の内燃機関の排気熱回収装置の他の一態様では、前記水温センサの異常が検出されなかった場合において、前記内燃機関の始動後に前記水温センサによって前記冷却水の温度の変化が検出された場合、サーモスタットが異常であると判定する手段を備える。この場合、水温センサが正常であると判定された場合において、電動ポンプの停止後に冷却水温の変化が検出された場合には、サーモスタットが開故障等していると判定することができる。
【００２９】
上記の内燃機関の排気熱回収装置において好適には、前記流路切換弁制御手段は、前記サーモスタットの異常が検出された場合、前記排気熱回収器による熱交換を制限するための前記流路切換弁の作動を解除する。即ち、排気熱回収器において排気熱の回収が行われるように、切換弁を制御することができる。サーモスタットが開故障等している場合にはラジエータによって冷却水が冷却され、内燃機関の温度が低下する傾向にあるが、上記のように熱交換の制限を解除して排気熱を回収することにより、冷却水温の低下を抑制することができる。よって、サーモスタットの異常に起因する内燃機関のオーバークールを適切に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００３１】
［冷却系システムの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る排気熱回収装置が適用された冷却系システム１００の概略構成を示す図である。なお、図１においては、実線矢印が冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。また、太線で表した実線は、冷却水が流れる通路（冷却水通路）を示している。
【００３２】
本実施形態に係る冷却系システム１００は、冷却水を用いてエンジン１の冷却を行うと共に、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収し、エンジン１の暖機やヒータの熱源に利用するシステムである。この場合、冷却水は、冷却水通路７ａ、７ｂ、７ｃを通過することによって、エンジン１の冷却及び暖機などを行う。冷却水通路７ａ上には排気熱回収器２が設けられており、冷却水通路７ｂ上にはラジエータ３が設けられており、冷却水通路７ｃ上には電動ポンプ５が設けられている。なお、以下では、冷却水通路７ａ〜７ｃを区別しない場合には、単に冷却水通路７として用いるものとする。
【００３３】
エンジン（内燃機関）１は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する装置である。例えば、エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどによって構成される。また、エンジン１は、ハイブリッド車両などに搭載される。更に、エンジン１には、冷却水の温度を検出する水温センサ６が設けられている。水温センサ６は、検出した温度に対応する検出信号Ｓ６をＥＣＵ５０に供給する。
【００３４】
排気熱回収器２は、エンジン１からの排気ガスが通過する排気通路（不図示）上に設けられている。排気熱回収器２は、内部に冷却水が通過し、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって、排気熱を回収する。また、排気熱回収器２は、熱交換の実行と熱交換の制限との切り換えが可能に構成されている。具体的には、排気通路中に設けられた切換弁（不図示）の動作に応じて、このような切換が行われる。切換弁は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ２によって制御される。
【００３５】
ラジエータ３では、その内部を通過する冷却水が外気によって冷却される。この場合、電動ファン（不図示）の回転により導入された風によって、ラジエータ３内の冷却水の冷却が促進される。また、電動ポンプ（以下、「電動ＷＰ」とも呼ぶ。）５は、電動式のモータを備えて構成され、このモータの駆動により冷却水を冷却水通路７内で循環させる。具体的には、電動ＷＰ５は、バッテリから電力が供給され、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ５によって回転数などが制御される。
【００３６】
サーモスタット４は、冷却水の温度に応じて開閉する弁によって構成される。基本的には、サーモスタット４は、冷却水の温度が高温となったときに開弁する。この場合、サーモスタット４を介して冷却水通路７ｂと冷却水通路７ｃとが接続され、冷却水はラジエータ３を通過することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン１のオーバーヒートが抑制される。これに対して、冷却水の温度が比較的低温である場合には、サーモスタット４は閉弁している。この場合には、冷却水はラジエータ３を通過しない。これにより、冷却水の温度低下が抑制されるため、エンジン１のオーバークールが抑制される。
【００３７】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。ＥＣＵ５０は、上記した各種センサから供給される出力などに基づいて、種々の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、排気熱回収器２内の切換弁における開閉の制御を行う。基本的には、ＥＣＵ５０は、冷間時には、エンジン１の暖機やヒータの加熱などを行うために、排気熱回収器２において熱交換が実行されるように（排気熱が回収されるように）切換弁を制御する。一方、ＥＣＵ５０は、温間時には、エンジン１の冷却を優先するために、排気熱回収器２において熱交換が制限されるように切換弁を制御する。
【００３８】
更に、ＥＣＵ５０は、各種センサの出力に基づいて、切換弁の作動異常を検出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、切換弁に対して供給する作動指令と、その作動指令を出したときに取得された水温や水圧等との関係に基づいて、切換弁の作動異常を検出する。そして、ＥＣＵ５０は、切換弁の作動異常が発生している場合、これに対処するための制御を実行する。このように、ＥＣＵ５０は、流路切換弁制御手段、作動異常検出手段、及び作動異常対処実行手段として動作する。
【００３９】
なお、ＥＣＵ５０は、切換弁の作動異常の検出を行う際、エンジン１を所定の運転状態に設定することができる。また、ＥＣＵ５０は、切換弁の作動異常の検出を行う際に、電動ＷＰ５を所定の駆動状態に設定することもできる。このような制御を行うことにより、作動異常の検出の精度を向上させることができると共に、エミッションやドライバビリティーの悪化等を抑制することが可能となる。
【００４０】
［排気熱回収器の構成］
ここで、排気熱回収器２の構成について、図２を参照して具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る排気熱回収器２の概略構成を示す図である。図２は、主に、上記したエンジン１の排気系と排気熱回収器２とを示している。なお、実線矢印が排気ガス及び冷却水の流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。
【００４１】
排気熱回収器２は、エンジン１からの排気ガスが流通する排気通路１０上に設けられている。詳しくは、排気熱回収器２は、排気ガスを浄化する触媒１１の下流側の排気通路１０上に設置されている。
【００４２】
排気熱回収器２は、排気通路１０の外壁面を覆うように配設された冷却水通路１２を有している。例えば、冷却水通路１２は、排気通路１０に対してらせん状に巻きついて囲む形状を有している。冷却水通路１２は、矢印Ｂ１で示すように冷却水通路７ａより冷却水が流入し、矢印Ｂ２で示すように冷却水通路７ａに対して冷却水を流出させる。
【００４３】
更に、排気通路１０の内部には、切換弁１５が設けられている。切換弁１５は、開閉することによって、排気ガスが通過する排気通路を切り換える。具体的には、切換弁１５は、第１の排気通路１０ａと第２の排気通路１０ｂとの切り換えを行う。これにより、排気熱回収器２における熱交換の実行と、排気熱回収器２における熱交換の制限との切り換えを行う。即ち、切換弁１５は、本発明における流路切換弁に相当する。
【００４４】
詳しくは、切換弁１５が閉となっている場合には、矢印Ａ１、Ａ３で示すように第１の排気通路１０ａに排気ガスが流れる。この場合には、排気ガスは、排気熱回収器２における冷却水通路１２が設けられた排気通路１０上の箇所を通過する。これにより、排気通路１０の壁面を介して、冷却水通路１２内の冷却水に対して排気熱が伝達され、熱交換が実行されることとなる。基本的には、切換弁１５は、冷間時において閉に設定される。こうするのは、排気熱回収器２で回収された排気熱によって、エンジン１の暖機やヒータの加熱などを行うためである。
【００４５】
一方、切換弁１５が開となっている場合には、矢印Ａ２で示すように第２の排気通路１０ｂに排気ガスが流れる。この場合には、排気ガスは、冷却水通路１２が設けられた排気通路１０上の箇所を迂回する通路を通過することとなる。そのため、排気ガスと冷却水との熱交換はほとんど実行されない（即ち熱交換が制限される）。基本的には、切換弁１５は、温間時において開に設定される。こうするのは、排気熱回収器２における熱交換を制限することで、冷却水の温度上昇を抑制することによって、冷却水によりエンジン１を効率的に冷却するためである。
【００４６】
また、切換弁１５は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）１６によって開閉が制御される。また、このＶＳＶ１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１６（図１に示した制御信号Ｓ２に対応する）によって制御される。即ち、ＥＣＵ５０は、ＶＳＶ１２を介して切換弁１５の開閉の制御を行う。
【００４７】
なお、上記ではＥＣＵ５０が切換弁１５の開閉を制御する例を示したが、この代わりに、ＥＣＵ５０が切換弁１５の開度を制御することも可能である。即ち、第１の排気通路１０ａ及び第２の排気通路１０ｂを通過する排気ガスの流量を調整しても良い。
【００４８】
また、上記では、切換弁１５によって、排気ガスが流れる通路を第１の排気通路１０ａと第２の排気通路１０ｂとに切り換える例を示したが、これに限定はされない。他の例では、排気ガスが流れる通路を切り換える代わりに、冷却水が通過する通路を切り換えることによって、熱交換の実行及び熱交換の制限を切り換えることも可能である。即ち、排気熱回収器２が設けられた排気通路１０上の箇所を通過する冷却水通路と、当該箇所を迂回する冷却水通路と、を切り換えられるように切換弁及び冷却水通路を構成しても良い。
【００４９】
以下では、本発明の実施形態に係る、切換弁１５の作動異常の検出方法や、切換弁１５の作動異常が検出された場合に実行する制御などについて具体的に説明する。
【００５０】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、冷却水の水温に基づいて切換弁１５の作動異常を検出する。こうすることにより、エンジン１の運転不調（エミッションの悪化やエンジン出力の低下など）や排気熱回収器２の破壊などを抑制する。
【００５１】
図３は、第１実施形態に係る排気熱回収器２の構成などを示す図である。なお、図２に示した構成要素と同一のものに対して同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
第１実施形態に係る構成においては、冷却水通路７ａ上に水温センサ３０、３１が設けられている。水温センサ３０は、排気熱回収器２の上流側を流れる冷却水の温度を検出し、水温センサ３１は、排気熱回収器２の下流側を流れる冷却水の温度を検出する。即ち、水温センサ３０は、本発明における第２の水温センサに相当し、水温センサ３１は、本発明における第１の水温センサに相当する。水温センサ３０は、検出した温度に対応する検出信号Ｓ３０をＥＣＵ５０に供給し、水温センサ３１は、検出した温度に対応する検出信号Ｓ３１をＥＣＵ５０に供給する。
【００５３】
第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、水温センサ３０、３１が検出した水温に基づいて、切換弁１５の作動異常を検出する。具体的には、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対する作動指令と、水温センサ３０、３１が検出した水温の温度差との関係に基づいて、切換弁１５が開いたまま閉じない故障（以下、「開故障」と呼ぶ。）と、切換弁１５が閉じたまま開かない故障（以下、「閉故障」と呼ぶ。）とを検出する。
【００５４】
詳しくは、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して開弁指令を出している際に、上記した温度差が所定値以上である場合、切換弁１５の閉故障と判定し、逆に、温度差が所定値未満である場合、切換弁１５が正常である（閉故障していない）と判定する。開弁指令に応じて切換弁１５が適切に開弁している場合（即ち正常である場合）には、排気熱回収器２において熱交換が制限されるため、水温センサ３０、３１が検出した水温に温度差がほとんど生じない、即ち排気熱回収器２の上流側と下流側とにおいて水温に差がほとんど生じないと言える。逆に、水温センサ３０、３１が検出した水温に温度差が生じている場合には、切換弁１５が閉じたまま開いておらずに、熱交換が実行されていると言える。したがって、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して開弁指令を出している際に、上記した温度差が所定値以上である場合、切換弁１５の閉故障と判定する。
【００５５】
一方、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して閉弁指令を出している際に、上記した温度差が所定値未満である場合、切換弁１５の開故障と判定し、逆に、温度差が所定値以上である場合、切換弁１５が正常である（開故障していない）と判定する。閉弁指令に応じて切換弁１５が適切に閉弁している場合（即ち正常である場合）には、排気熱回収器２において熱交換が行われるため、水温センサ３０、３１が検出した水温に温度差が生じる、即ち排気熱回収器２の上流側と下流側とにおいて水温に差が生じると言える。具体的には、排気熱回収器２の下流側に設けられた水温センサ３１が検出した温度が、排気熱回収器２の上流側に設けられた水温センサ３０が検出した温度よりも高くなる。逆に、水温センサ３０、３１が検出した水温に温度差がほとんど生じていない場合には、切換弁１５が開いたまま閉じておらずに、熱交換が制限されていると言える。したがって、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して閉弁指令を出している際に、上記した温度差が所定値未満である場合、切換弁１５の開故障と判定する。
【００５６】
このように、第１実施形態によれば、水温センサ３０、３１が検出した温度に基づいて、適切に切換弁１５の作動異常を検出することができる。これにより、切換弁１５の作動異常に起因するエンジン１の運転不調や排気熱回収器２の破壊などを抑制することが可能となる。
【００５７】
なお、上記では冷却水の水温に基づいて切換弁１５の作動異常を検出する例を示したが、水温の代わりに、冷却水の水圧に基づいて切換弁１５の作動異常の検出を行っても良い。この場合にも、排気熱回収器２の上流側を流れる冷却水の水圧を検出する水圧センサ（第２の水圧センサに対応する）と、排気熱回収器２の下流側を流れる冷却水の水圧を検出する水圧センサ（第１の水圧センサに対応する）とを冷却水通路７ａ上に設け、これらが検出した水圧の差に基づいて、切換弁１５の作動異常を検出することができる。これらの水圧センサは、上記した水温センサ３０、３１を設けた箇所と同様の箇所に設けることができる。
【００５８】
上記の場合、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して開弁指令を出している際に、上記した水圧の差が所定値以上である場合、切換弁１５の閉故障と判定する。開弁指令に応じて切換弁１５が適切に開弁している場合（即ち正常である場合）には、排気熱回収器２において熱交換が制限されるため、水圧センサが検出した水圧に差がほとんど生じない、即ち排気熱回収器２の上流側と下流側とにおいて水圧に差がほとんど生じないと言える。よって、水圧センサが検出した水圧に差が生じている場合には、切換弁１５の閉故障が生じていることに他ならないと言える。
【００５９】
これに対して、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して閉弁指令を出している際に、上記した水圧の差が所定値未満である場合、切換弁１５の開故障と判定する。閉弁指令に応じて切換弁１５が適切に閉弁している場合（即ち正常である場合）には、排気熱回収器２において熱交換が実行されるため、水圧センサが検出した水圧に差が生じる、即ち排気熱回収器２の上流側と下流側とにおいて水圧に差が生じると言える。よって、水圧センサが検出した水圧に差がほとんど生じていない場合には、切換弁１５の開故障が生じていることに他ならないと言える。このように、水圧センサが検出した水圧に基づいても、適切に切換弁１５の作動異常を検出することができる。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、水温センサ３０、３１が検出した温度の代わりに、水温センサ６（図１参照）が検出した温度に基づいて、切換弁１５の作動異常を検出する点で第１実施形態と異なる。詳しくは、第２実施形態では、エンジン１の運転状態などに基づいて推定された冷却水の温度（以下、「冷却水温推定値」と呼ぶ。）と、水温センサ６が検出した温度（以下、「冷却水温検出値」と呼ぶ。）とを比較することによって、切換弁１５の作動異常を検出する。
【００６１】
ここで、図４及び図５を参照して、第２実施形態に係る切換弁１５の作動異常の検出処理について具体的に説明する。図４は、切換弁１５における閉故障の検出処理を示すフローチャートである。この処理は、上記した冷却系システム１００におけるＥＣＵ５０が、所定の周期で繰り返し実行する。
【００６２】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５の開弁時の冷却水温を推定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、外気温、車速、エンジン負荷に対する排気温度推定値、冷却水温の推定値、及び排気熱回収器２の効率などに基づいて、開弁時における冷却水温推定値を求める。そして処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して開弁指令を出す。そして、処理はステップＳ１０３に進む。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、水温センサ６から取得した冷却水温検出値と、ステップＳ１０１で得られた冷却水温推定値とを比較する。具体的には、ＥＣＵ５０は、冷却水温検出値が冷却水温推定値を第１所定温度以上上回っているか否かを判定する。第２実施形態においては、このような判定を行うことによって、切換弁１５における閉故障を検出する。
【００６４】
ステップＳ１０３の判定により、閉故障の検出を行うことができる理由は以下の通りである。切換弁１５が正常であれば、開弁指令に応じて切換弁１５は開弁する。この場合には、排気熱回収器２において熱交換が制限されるため、冷却水温検出値と開弁時における冷却水温推定値との間には、ほとんど差がないと考えられる。逆に、切換弁１５が閉故障していれば、切換弁１５は開弁せず、閉のままである。この場合には、排気熱回収器２において熱交換が実行されるため、冷却水温検出値が冷却水温推定値よりも比較的大きくなると考えられる。以上より、冷却水温検出値と冷却水温推定値とを比較することによって、切換弁１５における閉故障を検出することができる。
【００６５】
冷却水温検出値が冷却水温推定値を第１所定温度以上上回っている場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４において、切換弁１５が閉故障していると判定する。このように冷却水温検出値が冷却水温推定値を第１所定温度以上上回っている場合には、切換弁１５が閉故障していることにより開弁せずに、排気熱回収器２において熱交換が実行されたことに他ならないと言える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００６６】
一方、冷却水温検出値が冷却水温推定値を第１所定温度以上上回っていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５において、切換弁１５が正常であると判定する。即ち、ＥＣＵ５０は、切換弁１５が閉故障していないと判定する。このように冷却水温検出値が冷却水温推定値を第１所定温度以上上回っていない場合には、切換弁１５が適切に開弁して、排気熱回収器２において熱交換が制限されたことに他ならないと言える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。上記の処理によれば、適切に切換弁１５の閉故障を検出することができる。
【００６７】
次に、切換弁１５における開故障の検出について説明する。図５は、切換弁１５の開故障の検出処理を示すフローチャートである。この処理も、上記した冷却系システム１００におけるＥＣＵ５０が、所定の周期で繰り返し実行する。
【００６８】
まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５の閉弁時の冷却水温を推定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、外気温、車速、エンジン負荷に対する排気温度推定値、冷却水温の推定値、及び排気熱回収器２の効率などに基づいて、閉弁時における冷却水温推定値を求める。そして処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５に対して閉弁指令を出す。そして、処理はステップＳ２０３に進む。
【００６９】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ５０は、水温センサ６から取得した冷却水温検出値と、ステップＳ２０１で得られた冷却水温推定値とを比較する。具体的には、ＥＣＵ５０は、冷却水温推定値が冷却水温検出値を第２所定温度以上上回っているか否かを判定する。第２実施形態においては、このような判定を行うことによって、切換弁１５における開故障を検出する。
【００７０】
ステップＳ２０３の判定により、開故障の検出を行うことができる理由は以下の通りである。切換弁１５が正常であれば、閉弁指令に応じて切換弁１５は閉弁する。この場合には、排気熱回収器２において熱交換が実行されるため、閉弁時における冷却水温推定値と冷却水温検出値との間には、ほとんど差がないと考えられる。逆に、切換弁１５が開故障していれば、切換弁１５は閉弁せず、開のままである。この場合には、排気熱回収器２において熱交換が制限されるため、冷却水温検出値は冷却水温推定値に対して比較的小さくなると考えられる。以上より、冷却水温検出値と冷却水温推定値とを比較することによって、切換弁１５における開故障を検出することができる。
【００７１】
冷却水温推定値が冷却水温検出値を第２所定温度以上上回っている場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０４において、切換弁１５が開故障していると判定する。このように冷却水温推定値が冷却水温検出値を第２所定温度以上上回っている場合には、切換弁１５が開故障していることにより閉弁せずに、排気熱回収器２において熱交換が制限されたことに他ならないと言える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００７２】
一方、冷却水温推定値が冷却水温検出値を第２所定温度以上上回っていない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０５に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０５において、切換弁１５が正常であると判定する。即ち、ＥＣＵ５０は、切換弁１５が開故障していないと判定する。このように冷却水温推定値が冷却水温検出値を第２所定温度以上上回っていない場合には、切換弁１５が適切に閉弁して、排気熱回収器２において熱交換が実行されたことに他ならないと言える。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００７３】
このように、第２実施形態によれば、適切に切換弁１５の閉故障及び開故障を検出することができる。また、第２実施形態では、通常のエンジンに設けられている水温センサ６に基づいて、切換弁１５の作動異常を適切に検出することができるため、例えば切換弁１５にポテンションメータなどを設け、これに基づいて切換弁１５の作動異常を検出する必要がないため、装置のコストを低減することができる。
【００７４】
なお、上記では、切換弁１５の閉故障及び開故障を別々に行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、切換弁１５の閉故障及び開故障を１つの処理において行うことができる。
【００７５】
また、上記では、冷却水温推定値と冷却水温検出値とを比較することによって切換弁１５の作動異常を検出する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、冷却水温推定値を用いる代わりに、冷却水温検出値の変化に基づいて切換弁１５の作動異常を検出することができる。例えば、切換弁１５に対して開弁指令を出した際に、冷却水温検出値が低下しない場合には、閉故障していると判定することができる。また、切換弁１５に対して閉弁指令を出した際に、冷却水温検出値が上昇しない場合には、開故障していると判定することができる。
【００７６】
更に、上記では冷却水温に基づいて切換弁１５の作動異常を検出する例を示したが、冷却水温の代わりに冷却水の水圧に基づいて、切換弁１５の作動異常の検出を行うことも可能である。具体的には、エンジン１の運転状態などに基づいて推定された冷却水の水圧と、検出された冷却水の水圧とを比較することによって、或いは冷却水の水圧の変化に基づいて、切換弁１５の作動異常を検出することができる。
【００７７】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、切換弁１５の作動異常が検出された場合に、これに対処するための制御を実行する点で、前述した第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。具体的には、第３実施形態に係る制御は、切換弁１５が閉故障した場合に、排気熱回収器２による排気熱の過度の回収により冷却水温が上昇して、エンジン１がオーバーヒートしてしまうことを抑制するために行う。具体的には、第３実施形態では、冷却水温の上昇を抑制するために、電動ＷＰ５の流量を増加させたり、冷却水をヒータコアに循環させて放熱を促進させたりする制御を行う。
【００７８】
図６は、切換弁１５の閉故障が生じた際に実行する制御を示すフローチャートである。この処理は、上記した冷却系システム１００におけるＥＣＵ５０が、所定の周期で繰り返し実行する。
【００７９】
まず、ステップＳ３０１では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５が閉故障しているか否かを判定する。切換弁１５が閉故障しているか否かの判定は、前述した第１実施形態及び第２実施形態で示した処理を実行することにより行うことができる。切換弁１５が閉故障している場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０３に進む。これに対して、切換弁１５が閉故障していない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０２に進む。この場合、ＥＣＵ５０は、通常の制御を実行する（ステップＳ３０２）。即ち、冷却水温の上昇を抑制するための制御を実行しない。そして、処理は当該フローを抜ける。
【００８０】
ステップＳ３０３では、ＥＣＵ５０は、切換弁１５が閉故障していることを示す故障ランプを点灯する。そして、処理はステップＳ３０４に進む。
【００８１】
ステップＳ３０４では、ＥＣＵ５０は、水温センサ６から取得された冷却水温検出値が第１の上限値を超えたか否かを判定する。ここでは、冷却水温の上昇を抑制すべき状況であるか否かを判定する。冷却水温検出値が第１の上限値を超えている場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０５に進む。この場合、冷却水温の上昇を抑制すべき状況であると言える。言い換えると、オーバーヒートなどが生じるおそれがある状況であると言える。一方、冷却水温検出値が第１の上限値を超えていない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、冷却水温の上昇を抑制する必要はないと言える。
【００８２】
ステップＳ３０５では、ＥＣＵ５０は、電動ＷＰ５を全開動作（最大回転）させる、即ち電動ＷＰ５の流量を増加する。このように電動ＷＰ５を全開動作させることにより、冷却水温の上昇を適切に抑制することができる。そして、処理はステップＳ３０６に進む。
【００８３】
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ５０は、水温センサ６から取得された冷却水温検出値が第２の上限値を超えたか否かを判定する。第２の上限値は、ステップＳ３０４で用いた第１の上限値よりも大きな値である。ここでは、冷却水温の上昇を抑制するための制御を、更に行うべき状況であるか否かを判定する。冷却水温検出値が第２の上限値を超えている場合（ステップＳ３０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０７に進む。この場合には、冷却水温の上昇を抑制するための制御を更に行うべき状況であると言える。一方、冷却水温検出値が第２の上限値を超えていない場合（ステップＳ３０６；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、冷却水温の上昇を抑制するための制御を更に行う必要はないと言える。
【００８４】
ステップＳ３０７では、ＥＣＵ５０は、ヒータコアからの放熱量を最大にするために、ヒーターブロアを全開動作（最大回転）させる制御を行う。このヒータコアは冷却水通路７上に設けられており、ヒーターブロアはヒータコア付近に設置されている。このように電動ＷＰ５を全開動作させると共に、ヒーターブロアを全開動作させる制御を行うことにより、冷却水温の上昇を効果的に抑制することができ、エンジン１のオーバーヒートなどを確実に抑制することが可能となる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００８５】
このように、第３実施形態によれば、切換弁１５の作動異常が発生した場合に、冷却水温の上昇を適切に抑制することができる。よって、エンジン１のオーバーヒートなどを効果的に抑制することができる。
【００８６】
なお、上記では、冷却水温検出値が第２の上限値を超えている場合に、ヒーターブロアを全開動作させる制御のみを行う例を示したが、これに限定はされない。他の例では、冷却水温検出値が第２の上限値を超えている場合に、ヒーターブロアを全開動作させると共に、ラジエータ３付近に設けられた電動ファンを全開動作（最大回転）させ、且つＥＧＲバルブを閉に設定する制御を行うことができる。これにより、冷却水温の上昇を更に効果的に抑制することが可能となる。
【００８７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、前述した第１実施形態及び第２実施形態のように切換弁１５の作動異常を検出する代わりに、サーモスタット４及び水温センサ６（図１参照）の異常を検出する点で、前述した第１実施形態等と異なる。即ち、第４実施形態では、冷却系システム１００において異常が発生した場合（例えば冷却水温が上昇するような状況において、この上昇が検出されなかった場合など）において、その異常の原因が、サーモスタット４の異常であるのか、或いは水温センサ６の異常であるのかを特定する。
【００８８】
図７は、第４実施形態に係るサーモスタット４及び水温センサ６の異常検出処理を示すフローチャートである。この処理は、上記した冷却系システム１００におけるＥＣＵ５０が、所定の周期で繰り返し実行する。
【００８９】
まず、ステップＳ４０１では、ＥＣＵ５０は、冷却水温がある程度上昇した後の状況であるか否かを判定する。このような判定を行うのは、第４実施形態では、冷却水温の変化に基づいてサーモスタット４及び水温センサ６の異常検出を行うため、冷却水温がある程度上昇した後の状況でなければ精度良く異常検出を行うことができないからである。具体的には、ステップＳ４０１では、ＥＣＵ５０は、累積吸入空気量が第１所定値よりも大きいか否かを判定する。累積吸入空気量は、エンジン１の発生熱量、言い換えると冷却の熱量（冷損）に対応する。よって、累積吸入空気量に基づいて、冷却水温がある程度上昇した後の状況であるか否かを判定することができる。この場合、第１所定値は、冷却水温がある程度上昇するような累積吸入空気量に設定される。
【００９０】
累積吸入空気量が第１所定値よりも大きい場合（ステップＳ４０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０２に進む。一方、累積吸入空気量が第１所定値以下である場合（ステップＳ４０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、異常検出を精度良く行うことが可能な状況であるとは言えないため、異常検出を行わないで処理を終了する。
【００９１】
ステップＳ４０２では、ＥＣＵ５０は、水温センサ６が検出した水温の変化量（以下、「ＴＨＷ変化量」と表記する。）が第２所定値未満であるか否かを判定する。ここでは、ＴＨＷ変化量に基づいて、サーモスタット４及び水温センサ６のうちの少なくともいずれかが異常であるか否かを判定する。ステップＳ４０２の処理を実行している状況においては、累積吸入空気量が第１所定値よりも大きいために、サーモスタット４が正常である場合（即ちサーモスタット４が閉である場合）には、排気熱の回収に起因して実際の冷却水温は上昇しているはずである。よって、水温センサ６が検出したＴＨＷ変化量を用いることによって、サーモスタット４及び水温センサ６の異常を検出することができると言える。
【００９２】
ＴＨＷ変化量が第２所定値未満である場合（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０３に進む。この場合には、検出された冷却水温がほとんど変化していないため、サーモスタット４及び水温センサ６のうちの少なくともいずれかが異常であると考えられる。よって、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４０３において、サーモスタット４又は水温センサ６が異常であると判定する。この場合、サーモスタット４が開故障しているか、或いは水温センサ６が故障しているものと考えられる。この処理が終了すると、処理はステップＳ４０４に進む。一方、ＴＨＷ変化量が第２所定値以上である場合（ステップＳ４０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、サーモスタット４及び水温センサ６は正常であると言える。
【００９３】
ステップＳ４０４では、ＥＣＵ５０は、電動ＷＰ５を停止する。このように電動ＷＰ５を停止した場合、ステップＳ４０４の処理を行っている状況においては、実際の冷却水温は変化するものと考えられる。したがって、冷却水温に基づいてサーモスタット４及び水温センサ６のいずれが異常であるかを判別するために、ステップＳ４０４において電動ＷＰ５を停止する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ４０５に進む。
【００９４】
ステップＳ４０５では、ＥＣＵ５０は、累積吸入空気量が第３所定値より大きいか否かを判定する。この判定は、実際の冷却水温に確実な変化が生じるまで待機するために行う。実際の冷却水温に変化が生じていなければ、精度良く異常判定を行うことができないからである。累積吸入空気量が第３所定値より大きい場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０６に進む。一方、累積吸入空気量が第３所定値未満である場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、精度良く判定を行うことができない可能性が高いため、異常判定を行わずに処理を終了する。
【００９５】
ステップＳ４０６では、ＥＣＵ５０は、ＴＨＷ変化量が第４所定値よりも大きいか否かを判定する。ここでは、ＴＨＷ変化量に基づいて、サーモスタット４及び水温センサ６のいずれが異常であるかを判定する。ステップＳ４０６の処理を実行している状況においては、実際の冷却水温は変化しているはずである。詳しくは、実際の冷却水温は上昇しているものと考えられる。よって、水温センサ６が検出したＴＨＷ変化量を用いることによって、サーモスタット４及び水温センサ６の異常を検出することができると言える。
【００９６】
ＴＨＷ変化量が第４所定値よりも大きい場合（ステップＳ４０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ４０７に進む。この場合には、水温センサ６によって、実際に生じている冷却水温の変化が検出されている。詳しくは、冷却水温の上昇が検出されている。したがって、水温センサ６は正常であると言える。よって、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４０７において、サーモスタット４が異常であるとの判定を行う。このように判定するのは、電動ＷＰ５を停止するまでは冷却水温がほとんど変化せず、電動ＷＰ５の停止後に冷却水温が上昇した場合には、サーモスタット４が開いたままで閉じていないことに他ならないからである。よって、ＥＣＵ５０は、サーモスタット４が開故障していると判定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００９７】
一方、ＴＨＷ変化量が第４所定値以下である場合（ステップＳ４０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ４０８に進む。この場合には、実際の冷却水温が変化しているにも拘らず、水温センサ６によって冷却水温の変化が検出されていない。したがって、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４０８において、水温センサ６が異常であるとの判定を行う。そして、処理は当該フローを抜ける。
【００９８】
このように、第４実施形態によれば、サーモスタット４及び水温センサ６の異常検出を精度良く行うことができる。
【００９９】
なお、上記では、サーモスタット４及び水温センサ６の異常検出を行う際に電動ＷＰ５を停止する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、エンジン１が高回転、高負荷などである場合には、電動ＷＰ５を停止する代わりに電動ＷＰ５の流量を増加させる制御を行うことによって、上記した異常検出を実行することができる。こうするのは、電動ＷＰ５の流量を上昇させることによって、エンジン１の熱を効率的に奪うことができるからである。
【０１００】
更に、上記の処理により水温センサ６の異常が検出された場合、ＥＣＵ５０は、前述したような切換弁１５の作動異常の検出を禁止することができる。こうするのは、水温センサ６が異常である場合には、切換弁１５の作動異常を精度良く検出することができないからである。このように切換弁１５の作動異常の検出を禁止することによって、切換弁１５の作動異常に対する検出精度を確保することができる。
【０１０１】
また、ＥＣＵ５０は、サーモスタット４の開故障が検出された場合、排気熱回収器２における熱交換を制限するために行う切換弁１５の制御を解除することができる。即ち、排気熱回収器２において排気熱の回収が行われるように、切換弁１５を閉に制御する。サーモスタット４が開故障している場合にはラジエータ３によって冷却水が冷却され、エンジン１の温度が低下する傾向にあるが、上記のようにして排気熱を回収することにより、冷却水温の低下を抑制することができる。よって、サーモスタット４の開故障に起因するエンジン１のオーバークールを適切に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本実施形態に係る排気熱回収装置が適用された冷却系システムの概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る排気熱回収器の概略構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る排気熱回収器の構成などを示す図である。
【図４】切換弁における閉故障の検出処理を示すフローチャートである。
【図５】切換弁における開故障の検出処理を示すフローチャートである。
【図６】切換弁の閉故障が生じた際に実行する制御を示すフローチャートである。
【図７】サーモスタット及び水温センサの異常検出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１  エンジン（内燃機関）
２  排気熱回収器
３  ラジエータ
４  サーモスタット
５  電動ポンプ（電動ＷＰ）
６、３０、３１  水温センサ
７  冷却水通路
１０  排気通路
１０ａ  第１の排気通路
１０ｂ  第２の排気通路
１５  切換弁
５０  ＥＣＵ
１００  冷却系システム
【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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【図６】
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【図７】
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