(57)【要約】【課題】本発明は、精度の高い故障診断を行う温度センサの故障判定装置を実現することを目的としている。【解決手段】このため、エンジンの運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサの故障判定装置において、温度センサが故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、エンジンが運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサの故障判定装置において、前記温度センサが故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、前記エンジンが運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、前記診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段を備えていることを特徴とする温度センサの故障判定装置。
【請求項２】
前記故障診断制御手段は、エンジン停止時の温度と再起動時の温度とを検出し、エンジン停止時の温度から再起動時の温度を引いた値が設定された故障判定値以下の場合には、温度センサが故障であると判定することを特徴とする請求項１に記載の温度センサの故障判定装置。
【請求項３】
外気温度あるいは外気温度に連動する温度を検出する外気相当温度検出手段を備えて、故障判定値は、前記外気相当温度検出手段により検出されたエンジン停止時と再起動時との外気相当温度により変化する値であることを特徴とする請求項２に記載の温度センサの故障判定装置。
【請求項４】
前記温度センサ故障判定条件は、エンジン停止時温度が設定停止時温度以上であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサの故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は温度センサの故障判定装置に係り、特にエンジンの運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサの精度の高い故障診断を図る温度センサの故障判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水温センサ等の温度センサの故障診断方策としては、以下の特許文献１〜４に開示されるものがある。
そして、特許文献２に開示されるものにおいては、エンジン停止時間に応じて判定温度を設定し、再始動時の温度が判定温度より高いときに温度センサが故障と判定するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２０１８３４号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０４５３号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９９９号公報
【特許文献４】特開２００３−２９３８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の温度センサの故障判定装置においては、上述のような故障判定を行うため、温度センサが正常であっても、エンジンの暖機運転が不十分でエンジン停止前にエンジン温度が低い場合に、次の始動時の温度が判定温度より高くなってしまい、温度センサが故障であると誤診断される可能性があるという不都合がある。
また、エンジン停止から再始動までの時間が短い場合に、温度センサの温度変化は小さいため、診断精度は高くないと考えられる。
【０００５】
この発明の目的は、精度の高い故障診断を行う温度センサの故障判定装置を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンの運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサの故障判定装置において、前記温度センサが故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、前記エンジンが運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、前記診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、エンジンの運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサの故障判定装置において、温度センサが故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、エンジンが運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段を備えている。
従って、エンジン停止した後、一定時間経過してから温度センサの故障診断を行っているので、精度の高い故障診断を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上述の如く発明したことにより、故障診断制御手段は、エンジンが運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、診断機能を再起動し故障診断し、精度の高い故障診断を実現している。
【実施例】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１はエンジン、２は吸気通路、３は排気通路である。
このエンジン１は、図２に示す如く、シリンダブロック４と、このシリンダブロック４の上面に装着されるシリンダヘッド５と、シリンダブロック４内を摺動するピストン６とを備える。
そして、前記シリンダブロック４とシリンダヘッド５とピストン６の頂部とによって、気筒数に合致した個数の燃焼室７を形成している。
また、この燃焼室７には、前記吸気通路２の下流側端部を連絡するとともに、前記排気通路３の上流側端部を連絡する。
このとき、前記吸気通路２の下流側端部を開閉する吸気バルブ８が配設されるとともに、前記排気通路３の上流側端部を開閉する排気バルブ９が配設される。
更に、前記燃焼室７の頂部には、点火プラグ１０が配設される。
【００１１】
前記吸気通路２の上流端にエアクリーナ１１を設ける。
そして、このエアクリーナ１１よりも下流側の吸気通路２には、上流側から順次に、吸気温度を検出する吸気温センサ１２と、エアフローメータ１３と、スロットルバルブ１４のスロットル開度（「スロットル角」ともいう。）を検出するスロットル角センサ１５とを配設する。
また、このスロットル角センサ１５よりも下流側の吸気通路２には、前記燃焼室７側に指向させてインジェクタ１６を配設する。
更に、前記排気通路３に触媒１７を設けるとともに、この触媒１７よりも上流側の排気通路３には、排気ガス中の酸素濃度を検出し、出力電圧として反転するリッチ信号とリーン信号とを出力する酸素センサ１８を配設する。
【００１２】
そして、前記吸気温センサ１２と、エアフローメータ１３と、スロットル角センサ１５と、酸素センサ１８とを入力側に接続する制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）１９を設ける。
このとき、この制御手段１９の入力側には、上記以外にも、クランクシャフト２０のクランク角を検出するクランク角センサ２１や前記エンジン１の運転状態に応じて変化する温度を検出する温度センサ、例えば冷却水温度を検出する水温センサ２２、ノックを検出するノックセンサ２３、吸気側カムシャフト２４のカム角を検出するカム角センサ２５、車速を検出する車速センサ２６を夫々接続する。
また、前記制御手段１９の出力側には、インジェクタ１６や前記点火プラグ１０に飛火させる点火コイル２７を夫々接続する。
【００１３】
前記制御手段１９は、各種センサ等からの検出信号を入力するとともに、各種部品に制御信号を出力し、前記温度センサである水温センサ２２の故障判定装置２８を構成している。
このとき、前記制御手段１９は、前記温度センサである水温センサ２２が故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、前記エンジン１が運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間経過後、前記診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段２９を備えている。
詳述すれば、前記故障判定装置２８において、故障診断制御手段２９の診断機能は、エンジン始動時水温Ｔｗｓが第２所定温度Ｔｗｒｅｆ２未満の場合は、前記水温センサ２２を正常と判定する。
Ｔｗｒｅｆ２：エンジンが冷機状態（あるいは半暖機状態）からの始動であるかを判定するための判定値。
また、エンジン始動時水温Ｔｗｓが第２所定温度Ｔｗｒｅｆ２以上の場合は、エンジン運転後のエンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１を計測する。
そして、エンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上の場合は、エンジン運転後のエンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１を記憶し、再診断機能タイマ（単に「タイマ」ともいう。）３０をスタートし、前記制御手段１９のメイン演算処理部（「メインＣＰＵ」ともいう。）３１をオフする。
Ｔｗｒｅｆ１：エンジンが十分暖機されていたかを判定するための判定値。
更に、エンジン停止時水温Ｔｗ１が第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１未満の場合は、制御手段１９の電源をオフする（診断終了）。
【００１４】
そして、前記故障診断制御手段２９は、エンジン停止時の温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１、エンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時の温度、例えば再起動時水温Ｔｗ２、再起動時吸気温Ｔａ２とを検出し、エンジン停止時の温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１から再起動時の温度、例えば再起動時水温Ｔｗ２を引いた値が設定された故障判定値以下の場合には、温度センサである前記水温センサ２２が故障であると判定する、という追加の診断機能を有している。
つまり、前記故障診断制御手段２９は、エンジン停止時の温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１、エンジン停止時吸気温Ｔａ１を計測するとともに、エンジン停止後一定時間である所定時間ｔ１経過後に、タイマ３０で診断機能を再起動し、再起動時水温Ｔｗ２と再起動時吸気温Ｔａ２とを計測する。
また、エンジン停止時水温Ｔｗ１から再起動時水温Ｔｗ２を引いた値、例えば水温低下量Ｔｄを式、
Ｔｄ＝Ｔｗ１−Ｔｗ２
によって演算する。
このとき、エンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２とから固定値である故障基準値Ｔｗｍｃの補正係数Ｋｔｗを求める。
なお、吸気温は、外気温度の代用として用いる。
以下に、エンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２と補正係数Ｋｔｗとの関係を開示する。
Ｔａ１＜Ｔａ２  →  Ｋｔｗ＜１
Ｔａ１＞Ｔａ２  →  Ｋｔｗ＞１
また、設定された故障判定値とは、故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積によって求められる値である。
そして、エンジン停止時水温Ｔｗ１から再起動時水温Ｔｗ２を引いた値である水温低下量Ｔｄと設定された故障判定値、つまり、故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積とを比較し、
Ｔｄ≦Ｔｗｍｃ×Ｋｔｗ
の場合には、水温センサ２２の高温側スタック故障中と判定するとともに、
Ｔｄ＞Ｔｗｍｃ×Ｋｔｗ
の場合には、水温センサ２２の高温側スタック故障は無いと判定するものである。
なお、図３は温度センサである水温センサ２２の故障判定装置２８のタイムチャートを示すものであり、図３（ｃ）において、実線は正常な水温センサ２２の水温Ｔｗを示すとともに、２点鎖線は水温センサ２２の高温側スタック故障中と判定した場合の水温Ｔｗ’を示し、破線は前記吸気温センサ１２の吸気温Ｔａを示している。
【００１５】
前記故障判定装置２８は、外気温度あるいは外気温度に連動する温度を検出する外気相当温度検出手段、例えば前記吸気温センサ１２を備えており、前記故障判定値を、前記外気相当温度検出手段である吸気温センサ１２により検出されたエンジン停止時と再起動時との外気相当温度、つまりエンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２により変化する値としている。
つまり、上述したように、設定された故障判定値を故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積によって求められる値とした際に、補正係数Ｋｔｗをエンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２との大小関係に応じて設定するため、この補正係数Ｋｔｗの変化が前記故障判定値に影響を及ぼすものである。
【００１６】
また、前記温度センサ故障判定条件は、エンジン停止時温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上である。
つまり、エンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上となり、温度センサ故障判定条件を満たしているときには、所定時間ｔ１経過後に、タイマ３０で診断機能を再起動し、前記故障診断制御手段２９による故障診断を開始するものである。
【００１７】
追記すれば、前記故障判定装置２８の故障診断制御手段２９は、エンジン停止時水温Ｔｗ１が第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上であるときに、エンジン停止から所定時間ｔ１経過後に水温センサ故障診断に関する診断機能のみを再起動させ、再起動時水温Ｔｗ２を計測してエンジン停止時水温Ｔｗ１からの水温低下量Ｔｄを求め、この水温低下量Ｔｄが故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積以下、つまり
Ｔｄ≦Ｔｗｍｃ×Ｋｔｗ
の場合に、水温センサ２２の高温側スタック故障中と判定するものである。
このとき、エンジン停止から所定時間ｔ１経過後の診断機能再起動のタイミングは、公知のエバポリーク診断の開始タイミングと同一にする。
そして、前記故障判定装置２８は、従来のエンジン制御システムにエンジン停止から所定時間ｔ１経過後に診断機能を再起動できるように前記タイマ２９を追加し、エンジン停止から十分安定した温度に低下した水温を計測するとともに、エンジン停止時の水温条件を勘案することで、暖機が不十分な時の誤診断の可能性を排除している。
【００１８】
図１の温度センサの故障判定装置２８の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００１９】
前記故障判定装置２８の制御用プログラムがスタート（Ａ０１）すると、エンジン始動時水温Ｔｗｓを計測する処理（Ａ０２）に移行し、エンジン始動時水温Ｔｗｓが第２所定温度Ｔｗｒｅｆ２以上、つまり、
Ｔｗｓ≧Ｔｗｒｅｆ２
であるか否かの判断（Ａ０３）に移行する。
そして、この判断（Ａ０３）がＹＥＳ、つまり、エンジン始動時水温Ｔｗｓが第２所定温度Ｔｗｒｅｆ２以上である
Ｔｗｓ≧Ｔｗｒｅｆ２
の場合には、前記エンジン１が運転終了状態にあるか否かの判断（Ａ０４）に移行する。
また、判断（Ａ０３）がＮＯ、つまり、エンジン始動時水温Ｔｗｓが第２所定温度Ｔｗｒｅｆ２未満である
Ｔｗｓ＜Ｔｗｒｅｆ２
の場合には、後述する水温センサ２２の高温側スタック故障は無い、つまり正常であると判定する処理（Ａ１６）に移行する。
【００２０】
上述の前記エンジン１が運転終了状態にあるか否かの判断（Ａ０４）において、この判断（Ａ０４）がＮＯの場合には、判断（Ａ０４）がＹＥＳとなるまで判断（Ａ０４）を繰り返し行う。
そして、判断（Ａ０４）がＹＥＳの場合には、エンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１とを計測する処理（Ａ０５）に移行する。
また、エンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１との計測後は、エンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上、つまり
Ｔｗ１≧Ｔｗｒｅｆ１
であるか否かの判断（Ａ０６）に移行する。
【００２１】
このエンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上であるか否かの判断（Ａ０６）において、判断（Ａ０６）がＮＯ、つまり、エンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１未満である
Ｔｗ１＜Ｔｗｒｅｆ１
の場合には、後述する制御用プログラムを終了する処理（Ａ１７）に移行する。
また、判断（Ａ０６）がＹＥＳ、つまり、エンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上である
Ｔｗ１≧Ｔｗｒｅｆ１
の場合には、エンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１とを記憶する処理（Ａ０７）に移行する。
【００２２】
そして、処理（Ａ０７）においてエンジン停止時水温Ｔｗ１とエンジン停止時吸気温Ｔａ１とを記憶した後には、再診断機能を実施するために、つまり、エンジン停止から所定時間ｔ１経過後に診断機能を再起動できるように前記タイマ３０をスタートする処理（Ａ０８）に移行する。
また、タイマ３０をスタートさせた後には、前記制御手段１９のメイン演算処理部３１をオフする処理（Ａ０９）に移行する（図３（ａ）のエンジン１のオンからオフへの変化部分参照。）。
【００２３】
その後、エンジン停止から所定時間ｔ１が経過するのを待ち、所定時間ｔ１経過後に前記故障診断制御手段２９の診断機能の再起動を行う処理（Ａ１０）に移行する（図３（ｂ）の診断機能の再起動のオフからオンへの変化部分、及び図３（ｃ）の所定時間ｔ１の経過部分参照。）。
そして、処理（Ａ１０）において、故障診断制御手段２９の診断機能の再起動が行われると、再起動時水温Ｔｗ２と再起動時吸気温Ｔａ２とを計測する処理（Ａ１１）に移行する。
【００２４】
また、再起動時水温Ｔｗ２と再起動時吸気温Ｔａ２とを計測する処理（Ａ１１）の後には、計測されたエンジン停止時水温Ｔｗ１と再起動時水温Ｔｗ２とによって水温低下量Ｔｄを演算する処理（Ａ１２）に移行する。
この処理（Ａ１２）においては、式
Ｔｄ＝Ｔｗ１−Ｔｗ２
によって、水温低下量Ｔｄを演算する。
【００２５】
更に、エンジン停止時水温Ｔｗ１と再起動時水温Ｔｗ２とによって水温低下量Ｔｄを演算する処理（Ａ１２）の後には、エンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２とから故障基準値Ｔｗｍｃの補正係数Ｋｔｗを算出する処理（Ａ１３）に移行する。
このとき、補正係数Ｋｔｗは、以下のようなエンジン停止時吸気温（Ｔａ１）、再起動時吸気温（Ｔａ２）と補正係数（Ｋｔｗ）との関係によって算出される。
Ｔａ１＜Ｔａ２  →  Ｋｔｗ＜１
Ｔａ１＞Ｔａ２  →  Ｋｔｗ＞１
【００２６】
そして、処理（Ａ１３）において補正係数Ｋｔｗを算出した後には、上述の処理（Ａ１２）において演算した水温低下量Ｔｄが設定された故障判定値、つまり、故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積以下であるか否かの判断（Ａ１４）に移行する。
この判断（Ａ１４）がＹＥＳ、つまり、水温低下量Ｔｄが故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積以下である
Ｔｄ≦Ｔｗｍｃ×Ｋｔｗ
の場合には、水温センサ２２の高温側スタック故障中と判定する処理（Ａ１５）に移行する。
また、判断（Ａ１４）がＮＯ、つまり、水温低下量Ｔｄが故障基準値Ｔｗｍｃと補正係数Ｋｔｗとの積を超える
Ｔｄ＞Ｔｗｍｃ×Ｋｔｗ
の場合には、水温センサ２２の高温側スタック故障は無いと判定する処理（Ａ１６）に移行する。
そして、各処理（Ａ１５）及び（Ａ１６）の後に制御用プログラムを終了する処理（Ａ１７）に移行する。
【００２７】
これにより、温度センサの故障判定装置２８において、この故障判定装置２８は、前記温度センサである水温センサ２２が故障しているかどうかを診断する診断機能を備えているとともに、前記エンジン１が運転された後、停止され、かつ温度センサ故障判定条件を満たしているときには、エンジン停止後一定時間である所定時間ｔ１経過後、前記診断機能を再起動し故障診断する故障診断制御手段２９を備えている。
従って、エンジン停止した後、一定時間である所定時間ｔ１経過してから温度センサである水温センサ２２の故障診断を行っているので、精度の高い故障診断を実現することが可能である。
【００２８】
また、前記故障診断制御手段２９は、エンジン停止時の温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１、エンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時の温度、例えば再起動時水温Ｔｗ２、再起動時吸気温Ｔａ２とを検出し、エンジン停止時水温Ｔｗ１から再起動時水温Ｔｗ２を引いた値が設定された故障判定値以下の場合には、温度センサである前記水温センサ２２が故障であると判定する、という診断機能を有している。
従って、温度変化率が少ない安定した状態となる再起動時における温度を故障判定に利用しているので、精度の高い故障診断を実施することが可能である。
【００２９】
更に、前記故障判定装置２８は、外気温度あるいは外気温度に連動する温度を検出する外気相当温度検出手段、例えば前記吸気温センサ１２を備えており、前記故障判定値を、前記外気相当温度検出手段である吸気温センサ１２により検出されたエンジン停止時と再起動時との外気相当温度、つまりエンジン停止時吸気温Ｔａ１と再起動時吸気温Ｔａ２により変化する値としている。
従って、故障診断する温度に影響を与える外気相当温度に連動した故障判定値を用いているので、外気温度の変化により故障判定精度が低下するおそれはなく、使い勝手を向上し得る。
【００３０】
更にまた、前記温度センサ故障判定条件は、エンジン停止時温度、例えばエンジン停止時水温Ｔｗ１が設定停止時温度である第１所定温度Ｔｗｒｅｆ１以上である。
従って、故障判定を行うための温度条件があらかじめ設定されているので、温度センサである前記水温センサ２２が、高温状態に固定されたままの故障を判定する場合に、無駄な診断を行うことがなく、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施例を示す温度センサの故障判定装置の制御用フローチャートである。
【図２】温度センサの故障判定装置のシステム図である。
【図３】温度センサの故障判定装置のタイムチャートを示し、（ａ）はエンジンのタイムチャート、（ｂ）は診断機能の再起動を示すタイムチャート、（ｃ）は温度の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
４  シリンダブロック
５  シリンダヘッド
６  ピストン
７  燃焼室
８  吸気バルブ
９  排気バルブ
１０  点火プラグ
１１  エアクリーナ
１２  吸気温センサ
１３  エアフローメータ
１４  スロットルバルブ
１５  スロットル角センサ
１６  インジェクタ
１７  触媒
１８  酸素センサ
１９  制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）
２０  クランクシャフト
２１  クランク角センサ
２２  水温センサ
２３  ノックセンサ
２４  吸気側カムシャフト
２５  カム角センサ
２６  車速センサ
２７  点火コイル
２８  故障判定装置
２９  故障診断制御手段
３０  再診断機能タイマ（単に「タイマ」ともいう。）
３１  メイン演算処理部（「メインＣＰＵ」ともいう。）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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