(57)【要約】【課題】冷間始動時にエンジンの冷却水温が暖機温度に到達せず飽和した場合、暖機温度を実行条件に開始される空燃比フィードバックの学習制御等が開始されないという課題を解決する。【解決手段】冷間始動からのアイドル回転速度制御中に、エンジン冷却水の熱を利用したヒータが作動されていること、エンジンの冷却水温が暖機温度未満で飽和していることを検出すると、エンジンの冷却水を暖機温度まで上昇させるために、エンジン冷却水温に基づくスロットルバルブ開度よりも所定開度開弁することでアイドル回転速度を上昇させて冷却水を加熱する。  これにより、エンジン冷却水温がヒータの作動により暖機温度に達せずに飽和したときに速やかにエンジン冷却水温を暖機温度まで上昇させることができ、暖機温度を実行条件とする空燃比フィードバックの学習制御等を速やかに実行することが可能になる。【選択図】図４
2007177707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間始動から暖機完了するまでのアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御手段を備えた内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、
ヒータが作動しているか否かを判断するヒータ作動判断手段と、
前記内燃機関の冷却水温が暖機温度未満で飽和するか否かを判断する判断手段とを備え、
前記アイドル回転速度制御手段による暖機運転において、前記ヒータ作動判断手段により前記ヒータの作動が判断され、且つ前記判断手段により、前記内燃機関の冷却水温が飽和すると判断された場合に、前記内燃機関の冷却水温を上昇させる冷却水温上昇手段を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項２】
内燃機関の冷却水温が暖機温度未満の所定温度範囲にあるときの継続時間をカウントする計時手段を備え、
前記判断手段は、前記計時手段によりカウントされる冷却水温が暖機温度未満の所定温度範囲となってからの継続時間が、冷却水温が飽和したと判断するための所定値以上になると内燃機関の冷却水温が飽和したと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関が始動してからの経過時間をカウントする計時手段を備え、
前記判断手段は、前記計時手段によりカウントされるエンジン始動時からの経過時間が、冷却水温が飽和したと判断するための所定値以上になると前記内燃機関の冷却水温が飽和したと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項４】
前記冷却水温が飽和したと判断するための所定値は、内燃機関の始動時水温および／または外気温に基づいて算出されることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか一方に記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の冷却水温の変化量を算出する冷却水温変化量算出手段を備え、
前記判断手段は、前記冷却水温変化量算出手段により、冷却水温が暖機判定温度未満で変化量が小さい場合に、内燃機関の冷却水温が飽和したと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関アイドル回転速度制御装置。
【請求項６】
前記冷却水温上昇手段は、内燃機関のアイドル回転速度を上昇させることで、内燃機関の冷却水温を上昇させることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項７】
前記アイドル回転速度制御手段による暖機運転は、アイドルスイッチがオンされ、且つエンジン回転速度が所定回転速度以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関およびラジエータ間を冷却水が循環する通路を開閉するサーモスタットおよび／または内燃機関の冷却水温を計測する冷却水温検出手段の故障診断を禁止する故障診断禁止手段を備え、
前記判断手段によって前記内燃機関の冷却水温が飽和したと判断した場合に、前記故障診断禁止手段によってサーモスタットおよび／または冷却水温検出手段の故障診断を禁止することを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか１つに記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項９】
内燃機関およびラジエータ間を冷却水温が循環する通路を開閉するために設けられるサーモスタットの故障を判定するサーモスタットの故障判定手段と、
前記判定手段によって前記内燃機関の冷却水温が飽和したと判断されて、前記冷却水温上昇手段により、冷却水温を上昇させ始めてからの経過時間をカウントする計時手段とを備え、
前記サーモスタットの故障判定手段は、前記冷却水温上昇手段により冷却水温を上昇させているにもかかわらず、内燃機関の冷却水温が暖機温度に到達せず、前記計時手段によりカウントされる経過時間が所定値以上になると前記サーモスタットの故障であると判断することを特徴とする請求項１乃至７記載の内燃機関のアイドル回転速度制御装置。
【請求項１０】
内燃機関が発生する発熱量に基づいて内燃機関の冷却水温を推定する冷却水温推定手段を備え、
前記サーモスタットの故障判定手段は、前記冷却水温推定手段により算出された推定冷却水温と、冷却水温検出手段により検出された冷却水温とを比較することによって前記サーモスタットの故障を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アイドル回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間始動時から暖機運転中における内燃機関のアイドル回転速度制御に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子制御技術、特に、デジタル制御技術の発達と共に、エンジンの空燃比を、電子制御燃料噴射装置を用いて制御するようにした、電子制御エンジンが実用化されている。
【０００３】
この電子制御エンジンにおいては、一般に、アイドル運転時に、実際のエンジン回転速度と目標のアイドル回転速度の差に応じて、スロットル弁をバイパスして導入される吸入空気の流量を制御することにより、エンジンのアイドル回転速度を目標のアイドル回転速度にフィードバックするようにされている。
【０００４】
従来、内燃機関のアイドル回転速度制御については、特許文献１に開示された技術が知られている。この特許文献１に開示された発明は、エンジンが暖機してアイドル回転速度制御を実行した場合に、その後、冷却水温が低下しても冷却水温とは無関係に目標回転速度へのフィードバック制御を継続するために、アイドル回転速度制御中に冷却水温が低下によりヒータの効きが低下するという課題を解決するためになされたものである。具体的には、アイドル回転速度制御中に、冷却水温が低下したかを判断し、低下した場合には、アイドル回転速度を高くして、エンジンの発熱量を大きくすることでヒータの効きを改善しようとするものである。
【特許文献１】特公平７−１３４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、エンジンが冷間始動して、アイドル回転速度制御による暖機運転が開始された場合、アイドル回転速度制御時はエンジンの負荷が小さいためにその発熱量が小さい。そのような冷間時のアイドル回転速度制御において、エアコンがオンされると、エンジンの冷却水を利用したヒータコアに冷風が当たることによって、冷却水の熱が奪われてしまう。このため、図２に示すようにエンジンの冷却水温が暖機判定温度にいつまでも到達せず飽和した状態になる。この現象は、外気温よりも車室の設定温度が少し低い状態で、パワーウィンドーが開放されていると特に生じる。冬のような場合では、室内の設定温度と外気温との差が大きいために、エアコンの負荷が高くなり、エンジンのアイドル回転速度が高くなる。このため、エンジンの発熱量が大きくなり上述の不都合は生じにくい。これに対して、室温と外気温の差が小さい場合、エアコンの作動による負荷が小さいためにエンジンの発熱量が小さく、一方、ヒータコアから冷却水の熱が奪われて冷却水温を上昇させ難い状況であるために、上述の問題が生じてしまう。エンジンの冷却水が暖機温度に達しない場合、暖機温度になった時に実行される、空燃比フィードバックの学習制御や、ＩＳＣフィードバックの学習制御、パージ制御等がいつまでも実行されないという課題がある。特許文献１の技術では、暖機が完了した後に冷却水温に応じてアイドル回転速度を高めるものであるもので、エンジンが暖機状態に達しない場合には、アイドル回転速度制御がいつまでも実行されない状態になり、上記の課題を解決することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、冷却水温が暖機判断温度に到達せずに、暖機判定温度以下で飽和すると判断した場合、適切にエンジン温度を上昇させることで、速やかに空燃比フィードバックの学習制御等が開始されるアイドル回転速度制御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】
【０００７】
そこで、請求項１に係る発明は、冷間始動から暖機完了するまでのアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度制御手段を備えた内燃機関のアイドル回転速度制御装置において、ヒータが作動しているか否かを判断するヒータ作動判断手段と、内燃機関の冷却水温が暖機温度未満で飽和するか否かを判断する判断手段を備え、アイドル回転速度制御手段による暖機運転において、ヒータ作動判断手段によりヒータの作動が判断され、且つ判断手段により、内燃機関の冷却水温が飽和すると判断された場合に、内燃機関の冷却水温を上昇させる冷却水温上昇手段を備えた。
【０００８】
これにより、冷間始動時から暖機完了するまでのアイドル回転速度制御中に、内燃機関の冷却水の熱を利用したヒータの作動が確認された場合、判断手段により、内燃機関の冷却水温が暖機温度に達せずに、飽和したと検出されたならば、冷却水温上昇手段によって内燃機関の冷却水温を上昇させて、速やかに内燃機関を暖機温度まで暖める。この結果、暖機温度に達すると制御を実行するように設定されている空燃比フィードバックの学習制御や、ＩＳＣフィードバックの学習制御、パージ制御等をヒータ作動中であっても速やかに実行することが可能になる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明では、内燃機関の冷却水温が暖機温度未満の所定温度範囲にあるときの継続時間をカウントする計時手段を備え、判断手段は、計時手段によりカウントされる冷却水温が暖機温度未満の所定温度範囲となってからの継続時間が、冷却水温が飽和したと判断するための所定値以上になると内燃機関の冷却水温が飽和したと判断する。これにより、内燃機関の冷却水温が飽和したか否かを精度良く判断できる。
【００１０】
請求項３に係る発明では、内燃機関が始動してからの経過時間をカウントする計時手段を備え、内燃機関の冷却水温が飽和したか否かを判断する判断手段は、計時手段によりカウントされるエンジン始動時からの経過時間が、冷却水温が飽和したと判断するための所定値以上になると内燃機関の冷却水温が飽和したと判断する。このように、内燃機関が始動してからの経過時間を計測することによって、その経過時間が所定値に達してから、内燃機関の冷却水温が飽和したか否かを判断してもよい。この方法によっても内燃機関の冷却水温が飽和したか否かを精度良く判断できる。
【００１１】
内燃機関の冷却水温が飽和するか否かを判断するための所定値は、内燃機関の始動時温度や外気温によって変化する。そこで、請求項４に係る発明では、冷却水温が飽和したと判断するための所定値は、内燃機関の始動時水温および／または外気温に基づいて算出される。これにより、内燃機関の冷却水温が飽和するか否かを判断するための所定値を適切に算出することによって、内燃機関の始動時温度や外気温による影響を小さくすることができる。これは、内燃機関の始動時温度や外気温による影響により冷却水温が飽和したと判断するための所定値が通常よりも大きくなっているにも係わらず、所定値を一定としている場合では、継続時間が所定値に達したため、冷却水温が飽和していないにもかかわらず飽和したと誤って判断してしまうことを防止することができる。また、内燃機関の始動時温度や外気温による影響により冷却水温が飽和したと判断するための所定値が通常よりも小さくなっているにも係わらず所定値を一定としている場合では、冷却水温が飽和している場合でも、継続時間が所定値に達していないため、飽和したと判断しないため学習制御等の実行が遅れてしまうことを防止することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明では、内燃機関の冷却水温の変化量を算出する冷却水温変化量算出手段を備え、内燃機関が飽和したか否かを判断する判断手段は、冷却水温変化量算出手段により、冷却水温が暖機判定温度未満で変化量が小さい場合に、内燃機関の冷却水温が飽和したと判断する。暖機判定温度未満での内燃機関の冷却水温の変化量をみることによって、内燃機関の冷却水が暖機温度に到達しないことを推定することが可能になる。これにより、内燃機関の冷却水温が飽和すると判断した場合に、速やかに冷却水を加熱させ、暖機温度に達すると実行する学習制御等を行うことができる。
【００１３】
内燃機関の冷却水が飽和した場合に、内燃機関の冷却水温を速やかに上昇させなければならない。そこで、請求項６に係る発明では、冷却水温上昇手段は、内燃機関のアイドル回転速度を上昇させることで、内燃機関の冷却水温を上昇させる。これにより、アイドル回転速度が上昇することによって、内燃機関で発生する発熱量が大きくなるため、内燃機関の冷却水温を速やかに上昇させることができる。
【００１４】
請求項７に係る発明では、アイドル回転速度制御手段による暖機運転は、アイドルスイッチがオンされ、且つエンジン回転速度が所定回転速度以下である。このようなアイドル運転中の場合、内燃機関で発熱する発熱量が小さいため、内燃機関の冷却水温が飽和する状況になりやすい。そこで、このようなアイドル運動において、冷却水温の飽和を判断することによって適切に冷却水温を上昇させることができる。
【００１５】
請求項８に係る発明では、内燃機関およびラジエータ間を冷却水が循環する通路を開閉するサーモスタットおよび／または内燃機関の冷却水温を計測する冷却水温検出手段の故障診断を禁止する故障診断禁止手段を備え、判断手段によって内燃機関の冷却水温が飽和したと判断した場合に、禁止手段によってサーモスタットおよび／または冷却水温検出手段の故障診断を禁止する。これによって、内燃機関の冷却水温が飽和したと判断した場合、内燃機関の冷却水温が上昇しないために、サーモスタットおよび／または冷却水温検出手段の故障であると誤判定してしまうことを防止することができる。
【００１６】
内燃機関の冷却水温が飽和する場合、ヒータ作動によって内燃機関の冷却水温の熱が奪われることによって生じる場合と、サーモスタットによる開故障によって生じる場合が考えられる。そこで、請求項９に係る発明では、内燃機関およびラジエータ間を冷却水温が循環する通路を開閉するために設けられるサーモスタットの故障を判定するサーモスタットの故障判定手段と、判定手段によって内燃機関の冷却水温が飽和したと判断されて、冷却水温上昇手段により、冷却水温を上昇させ始めてからの経過時間をカウントする計時手段とを備え、サーモスタットの故障判定手段は、冷却水温上昇手段により冷却水温を上昇させているにもかかわらず、内燃機関の冷却水温が暖機温度に到達せず計時手段によりカウントされる経過時間が所定値以上になると、サーモスタットの故障であると判断する。これにより、内燃機関の冷却水温が飽和した場合に、内燃機関の冷却水温が飽和した原因が、ヒータ作動によって内燃機関の冷却水温の熱が奪われるために生じたものか、サーモスタットの開故障によって生じたものか判断することができる。また、冷却水温上昇手段によって冷却水温を上昇させ始めてからの経過時間が所定値か否かを判断することでサーモスタットの故障判断を効率良く行える。
【００１７】
請求項１０に係る発明では、内燃機関が発生する発熱量に基づいて内燃機関の冷却水温を推定する冷却水温推定手段を備え、サーモスタットの故障判定手段は、冷却水温推定手段により算出された推定冷却水温と、冷却水温検出手段により検出された冷却水温とを比較することによってサーモスタットの故障を判定する。このように、冷却水温上昇手段によって内燃機関に発生する発熱量よって推定した推定冷却水温と冷却水温検出手段によって検出された冷却水温を比較することによっても、サーモスタットの故障を精度良く判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明の内燃機関のアイドル回転速度制御装置を採用する前提となるエンジン制御システムの概略図である。図１において、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）２は、内燃機関（以下、「エンジン」という）１の各部の制御を行うものである。エンジン１の吸気系の構成として、吸気通路３とスロットルバルブ４を備える。エンジン１に供給される吸入空気は、図示しないアクセルペダルに設けられるアクセル開度センサからの検出信号に基づいてスロットルバルブの開度を調整することで制御される。
【００２０】
ＥＣＵ２は、このアクセル開度センサの検出信号に基づいて、スロットル開度を駆動するために、スロットルモータへの制御Ｄｕｔｙをモータへ指令する。そして、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ５からの検出信号と図示しないエアフローメータからの検出信号に基づいて、吸入空気に適切な燃料噴射量をエンジン１に供給するために、図示しないインジェクタに駆動信号を供給する。
【００２１】
これにより、最適な混合気がエンジン１のシリンダ内に供給され、所望のタイミングにて、図示しない点火プラグに火花点火を実行させることで、エンジン１の燃焼を行う。また、ＥＣＵ２には、その他補正を行うために、外気温度を検出するためにエンジン１の吸気に設けられる吸気温センサ７の検出信号や、ギアの位置を検出するシフト位置センサ６の検出信号が入力されている。更に、アイドル判定センサ８により、このアイドルスイッチがオンであるか否かの検出信号が入力される。
【００２２】
次に、エンジン１を冷却するための冷却系システムの構成について説明する。冷却通路１０はエンジン内部を循環する経路と、エンジン外部でラジエータ９を循環する経路とからなる。
【００２３】
サーモスタット１１は、バイメタルからなる開閉バルブであり、冷却水をエンジン内部でのみ循環させるか、ラジエータ９を介して循環させるのかを、冷却水温に応じて切り替えるものである。より具体的には、エンジン冷却水温が低い場合は、サーモスタット１１の開閉バルブは閉まっており、冷却水がエンジン内部でのみ循環するようになる。
【００２４】
また、エンジン冷却水温が高い場合は、サーモスタット１１の開閉バルブは開き、冷却水がラジエータ９を介して循環するようになり、ラジエータ９により冷却水が冷やされる。このように、サーモスタット１１の開閉バルブによってエンジン１の冷却水が適切な水温に保たれるようになり、エンジン内部の温度を調節している。
【００２５】
次に、車室内の温度を調整するエアーコンディショナー（以下、「エアコン」という）の構成について説明する。エアコンの構成として、エアコン送風通路１４内部に、外気から空気を取り込むエアコン送風ファン１５と、エバポレータ１６、ヒータコア１８、そしてヒータコア１８の開閉を制御するエアミックスダンパ１７が設置され、また車室内に空気を吹き出すエアコン吹き出し口１９が設置されている。エアコン吹き出し口１９から車室内に吹き出す空気量はエアコン送風ファン１５で調整し、車室内に吹き出す空気温度は、エバポレータ１６によって冷やされた空気の一部をエアミックスダンパ１７の開度を調整してヒータコア１８により暖めることで、エアコンの吹き出し温度を調整する。
【００２６】
ドライバがエアコンのスイッチを入れると、エアコン制御装置１３がエアコン送風ファン１５とエアミックスダンパ１７を制御することによりエアコンの送風温度を調整する。また、ＥＣＵ２によりエンジン１の動力によってエアコンの冷却冷媒を圧縮するコンプレッサの作動が制御されているため、ドライバがエアコンのスイッチを入れたか否かの情報やエアコン作動情報はエアコン制御装置１３によりＥＣＵ２に入力される。
【００２７】
図４はこの発明の実施の形態において、エンジン１が暖機温度未満で飽和したか否かを判断し、アイドル回転速度を上げて、エンジン１を制御するフローチャートである。このルーチンは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。このフローチャートが実行されると、ステップ１００において、エンジン冷却水温が所定温度以上に到達してからの継続時間をカウントするためのタイマＴｓａｔのリセットを行う。そして、タイマＴｓａｔのリセットが完了したら、ステップ１０１に進みエンジン冷却水温が暖機判定温度（８０℃）以下であるか否かを判断する。
【００２８】
エンジン冷却水温が暖機判定温度より大きい場合、エンジン冷却水温が暖機温度に到達しているために、このフローチャートを終了する。エンジン冷却水温が暖機判定温度以下の場合、ステップ１０２に進み、エンジン１が所定状態であるか否かを判断する。エンジン１の所定状態とは、冷間始動時から暖機完了までのエンジン１の負荷が小さいアイドル運転であり、エンジン１における発熱量が小さい状態のことである。エンジン１の運転状態が所定状態である場合は、ステップ１０３に進む。ステップ１０３ではヒータの状態を検出し、ヒータがオンであれば、ステップ１０４に進む。ステップ１０４では、エンジン冷却水温が所定温度以上であるか否かを判断する。具体的な例として、エンジン冷却水温が７５℃あることを判断する。これにより、エンジン冷却水温が７５℃から暖機判定温度（８０℃）以内の領域にあることが分かる。ステップ１０４で、エンジン冷却水温が７５℃以上なら、ステップ１０５に進む。
【００２９】
ステップ１０５では、所定温度以上に到達してからの継続時間をカウントするためのタイマＴｓａｔのカウントアップを行う。ステップ１０６で、タイマＴｓａｔがエンジン冷却水温が飽和したと判定するための所定値以上であるか否かを判断する。所定値は、通常エンジン冷却水温が７５℃となってから暖機が完了するまでに要する時間か、それよりも多少長い時間に設定されている。この時間は、外気温と始動時水温に依存するため、図３に示す外気温と始動時水温をパラメータとする３次元マップにより規定される。
【００３０】
ここで、タイマＴｓａｔが所定値以下であるとステップ１０１に戻り、ステップ１０１からステップ１０６の処理を繰り返す。そして、タイマＴｓａｔが所定値以上となったときは、エンジン冷却水温が暖機温度にて達せず飽和しているとみなし、ステップ１０７に進む。エンジン冷却水温が暖機温度に到達しない場合は、暖機温度を実行条件にしている空燃比フィードバックの学習制御や、ＩＳＣフィードバックの学習制御、パージ制御等がいつまでたっても実行されない。このため、ステップ１０７に進み、エンジン冷却水温を上昇させるための制御を実行する。ステップ１０７では、アイドルアッププラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をセットし、図５の冷却水の加熱制御を行うためのサブルーチンを呼び出す。
【００３１】
次に図５のサブルーチンを説明する。エンジン１の冷却水を加熱させる場合、ステップ１０８へ進み、スロットルバルブ４を所定開度まで開く。スロットルバルブ４を所定開度開くことで、吸入空気量が増え、エンジン１のアイドル回転速度が上昇する。エンジン１のアイドル回転速度が上がることで、エンジン内部で発生する発熱量が増加するので、エンジン内部を循環する冷却水の温度が上昇する。スロットルバルブ４を所定開度開くと、ステップ１０９へ進む。ステップ１０９では、エンジン１の冷却水が暖機判定温度以上に到達したか否かを判断する。エンジン１の冷却水が暖機判定温度以下の場合は、エンジン１の冷却水が暖機判定温度に到達するまでステップ１０８で設定されるスロットル開度を維持する。
【００３２】
ステップ１０９で、エンジン冷却水温が暖機判定温度以上になったと判断すると、アイドル回転速度が冷却水温に基づいて設定される通常のアイドル回転速度となるように、スロットルバルブ４を元の開度にまで戻す。尚、スロットルバルブ４を所定開度に閉弁および開弁するときに、徐々に閉弁および開弁するようにしても良い。このようにすれば閉開弁に伴うトルクショックを低減できるので、ドラビリを悪化させることを抑制できる。
【００３３】
本実施形態１のエンジン始動後からの制御結果を図６に示すタイムチャートを用いて説明する。図６は、第１の実施形態において、エンジン冷却水温が飽和したと判断したとき、スロットルバルブ４を開き、エンジン回転速度を上げて、冷却水温を上昇させるという動作を説明するタイムチャートである。まず、エンジン１が始動すると、図６（ａ）に示すエンジン冷却水温に基づいて図６（ｄ）に示すスロットル開度が設定される。また、図６（ｄ）スロットル開度に対して図６（ｅ）のエンジン回転速度が変化するため、スロットル開度を調整してエンジン回転速度を制御する。エンジン冷却水温に基づくスロットル開度は、エンジン冷却水温が低いほど高く、エンジン冷却水温が高いほど低くなるように設定されている。
【００３４】
このように、エンジン冷却水温に基づいて設定されるスロットル開度は、冷却水温が暖機温度付近になると小さく設定され、エンジンの発生熱量も小さくなる。時刻ｔ１において、エンジン冷却水温が所定水温（ｋＴＨＷＬＯＷ：７５℃）以上になるとタイマＴｓａｔのカウントが開始される。エンジン冷却水温が暖機温度に到達せずタイマＴｓａｔのカウントアップが継続し、時刻ｔ２において、このタイマＴｓａｔが所定値（ｋＴＩＭＥＬＩＭＩＴ）以上になると、エンジン冷却水温が飽和したと判断し、アイドル回転速度を上げるアイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオンにする。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオンされると、スロットルバルブ４を徐々に開弁し、これに伴ってエンジン回転速度が徐々に上昇する。
【００３５】
これにより、エンジン１の発熱量が大きくなり、エンジン冷却水温が上昇し始める。時刻ｔ３において、エンジン冷却水温が暖機判定温度（ｋＴＨＷＨＩＧＨ）以上になると、アイドル回転速度を上げるアイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオフにすると共に、タイマＴｓａｔをリセットする。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオフされると、エンジン冷却水温によって設定された通常のアイドル回転速度となるようにスロットルバルブ４を元の開度に徐々に戻し、それに伴いエンジン回転速度が元の回転速度に戻る。
【００３６】
このように、本実施の形態では、エンジン冷却水温が７５℃となってから８０℃に到達しない時間が長い場合に、エンジン冷却水温が飽和したと判断する。そして、スロットルバルブ４を所定開度開くことでエンジン回転速度を上げ、冷却水温を暖機温度に到達させる。これにより、エンジン冷却水温が暖機温度に到達することで実行される空燃比フィードバックの学習制御や、ＩＳＣフィードバックの学習制御、パージ制御等が実行される。尚、本実施形態では、エンジン冷却水温が飽和したかを判定するための所定値を図３に示す始動時水温と外気温に基づいて設定されたが、簡易的に固定値としても良いし、始動時水温と外気温のいずれか一方のみに基づいて可変に設定しても良い。
【００３７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、エンジンの冷却水温が７５℃となってから８０℃に到達するまでの時間をカウントすることによりエンジン冷却水温の飽和を判断する点が第１の実施形態と異なる部分である。図７を用いて、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３８】
図７において、ステップ２００では、エンジン１が始動時であるか否かを判断する。エンジン１が始動したと判断すると、ステップ２０１へ進み、エンジン１の始動時からの経過時間をカウントするためのタイマＴｓｔａｒｔのリセットを行う。また、エンジン１の始動が完了した場合には、ステップ２０２に進み、タイマＴｓｔａｒｔのカウントアップを行う。ステップ２０３では、エンジン始動時からカウントアップされたタイマＴｓｔａｒｔがエンジン冷却水温が飽和したと判定するための所定値以上であるか否かを判断する。
【００３９】
この所定値は、エンジン始動時から通常のアイドル運転において暖機温度に到達する時間か、それより多少長く設定されている。この時間は、始動時水温と外気温に依存するため、第１の実施形態で用いた図３と同様の３次元マップを用いて始動時水温と外気温とによって規定される。タイマＴｓｔａｒｔが所定値以上であればステップ２０４に進み、エンジン冷却水温が暖機判定温度（８０℃）以内であるか否かを判断する。エンジン冷却水温が暖機判定温度より大きい場合、エンジン冷却水温が暖機温度に到達しているために、このフローチャートを終了する。エンジン冷却水温が暖機判定温度以下の場合、ステップ２０５に進み、エンジン１が所定状態であるか否かを判断する。
【００４０】
エンジン１の所定状態の条件は、実施形態１と同様にアイドル作動中でエンジン１の発熱量が小さい場合である。エンジン１が所定状態である場合、ステップ２０６に進み、ヒータの状態がオンであるか否かを判断する。ヒータがオンである場合、通常エンジン冷却水がエンジン１の始動時から暖機温度に到達している時間にもかかわらず、到達していないためエンジン冷却水温が飽和したと判断し、ステップ２０７に進む。
【００４１】
ステップ２０７では、図５のエンジン冷却水の加熱制御を行うためのサブルーチンが呼び出される。尚、本実施形態では、エンジン冷却水温が飽和したかを判定するための所定値を図３と同様に始動時水温と外気温に基づいて設定されたが、簡易的に固定値としても良いし、始動時水温と外気温のいずれか一方のみに基づいて可変に設定しても良い。
【００４２】
第２の実施形態のエンジン始動時からの制御結果を図８に示すタイムチャートに示す。図８は、エンジン冷却水温が飽和したと判断したとき、スロットルバルブ４を開き、エンジン回転速度を上げて、エンジン冷却水温が上昇させるという動作を説明するタイムチャートである。まず、エンジン１が始動すると、図６（ａ）に示すエンジン冷却水温に基づいて、図６（ｄ）に示すスロットル開度が設定される。
【００４３】
また、エンジン始動時より経過時間を計測するタイマＴｓｔａｒｔのカウントが開始される。タイマＴｓｔａｒｔはエンジン冷却水温が飽和したか否かを判定するための所定値（ｋＴＩＭＥＬＩＭＩＴ）に到達するまでカウントを継続する。タイマＴｓｔａｒｔが所定値（ｋＴＩＭＥＬＩＭＩＴ）より大きくなると、エンジン冷却水温が暖機判定温度以上であるか否かを判断する。時刻ｔ１において、エンジン冷却水温が飽和したと判断させると、アイドル回転速度を上げるアイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオンにする。
【００４４】
アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオンされると、エンジン冷却水温に基づく設定開度よりもスロットルバルブ４が徐々に開弁され、これに伴ってエンジン回転速度が徐々に上昇する。これにより、エンジン１の発熱量が大きくなり、エンジン冷却水温が上昇し始める。時刻ｔ２において、エンジン冷却水温が暖機判定温度（ｋＴＨＷＨＩＧＨ）以上になると、アイドル回転速度をアップさせるアイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオフにすると共に、タイマＴｓｔａｒｔをリセットする。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオフされると、エンジン冷却水温に基づいて設定された通常のアイドル回転速度となるようにスロットルバルブ４を元の開度に徐々に戻し、それに伴いエンジン回転速度が通常のアイドル回転速度に戻る。
【００４５】
このように、本実施形態では、通常エンジン始動時からエンジン冷却水温が暖機温度に到達している時間にもかかわらず、エンジン冷却水温が暖機温度に到達しない場合、飽和したと判断する。そして、エンジン冷却水温に基づく設定開度よりもスロットルバルブ４を所定開度開くことでエンジン回転速度を上げ、冷却水温を暖機温度に到達させる。
【００４６】
これにより、速やかにエンジン冷却水温を上昇させることができるので、暖機温度に到達したときから開始される学習制御等を速やかに実行することができる。
【００４７】
［第３の実施形態］
アイドル運転での暖機運転中にヒータが使用されることでエンジン冷却水温が飽和すると、エンジン冷却水温に基づいて故障診断を行うサーモスタット１１の故障診断や水温センサ１２の故障診断が誤って構成部品の故障であると誤診断する虞がある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、ヒータ作動によるエンジン冷却水温の飽和が確認されると、誤診断を防止するためにサーモスタット１１の異常診断や水温センサ１２の異常診断を禁止することで上述の不都合を解消しようというものである。
【００４９】
以下、図９を用いて詳細に説明する。
【００５０】
まず、第１の実施形態や第２の実施形態の手法によりヒータ作動によるエンジン冷却水温の飽和が検出され、エンジン冷却水温を上昇させるためのスロットル制御が実施されると、ステップ３００にて、サーモスタット１１の故障診断と水温センサ１２の故障診断を禁止する。次に、ステップ３０１にて、エンジン冷却水温を上昇させるための制御が実行中であるか、つまりスロットルバルブ４がエンジン冷却水温に基づいて設定される開度よりも所定開度開いているか（ｘＩＤＬＵＰ＝ＯＮ）を判定する。
【００５１】
スロットルバルブ４がエンジン冷却水温に基づいて設定される開度よりも所定開度開いていれば、その判定を繰り返し実行する。その後、スロットルバルブ４を所定開度開く制御が終了（ｘＩＤＬＵＰ＝ＯＦＦ）すると、ステップ３０２に進み、サーモスタット１１と水温センサ１２の故障診断禁止解除をそれぞれ行う。これにより、ヒータ作動によりエンジン冷却水温が飽和した場合、エンジン冷却水温が上昇しないために生じるサーモスタット１１と水温センサ１２の故障誤判定を防止することができる。
【００５２】
尚、本実施形態は、サーモスタット１１と水温センサ１２の誤判定を防止するために両方の故障診断を禁止したが、この方法に限らずどちらか一方を禁止するのでも良い。
【００５３】
［第４の実施形態］
アイドル運転での暖機運転中に発生するエンジン冷却水温の飽和には、その原因として、ヒータの作動によりエンジン冷却水の熱が奪われるために生じる場合と、サーモスタット１１の開故障によってエンジン冷却水がラジエータ９に流れることにより冷やされるために生じる場合とが挙げられる。
【００５４】
そこで、本実施形態は、エンジン冷却水温が飽和したときに、その飽和の原因がヒータ作動によるものであるか、サーモスタットの開故障によるものであるかを識別する。その識別は、エンジン冷却水温が飽和したことに伴ってエンジン冷却水を上昇させる制御を所定時間行った際に、エンジン冷却水温が上昇すればサーモスタットの開故障はないと判断し、一方、エンジン冷却水温が上昇しなければ、サーモスタットの開故障であると判断することにより行われる。
【００５５】
図１０を用いて本実施例を詳細に説明する。
【００５６】
第１の実施形態や第２の実施形態の手法によりエンジン冷却水温の飽和が検出され、エンジン冷却水温を上昇させるためのスロットル制御が実施されると、まず、ステップ４００では、サーモスタット１１が故障したとして、サーモスタット１１の故障仮判定フラグ（ｘＦＡＩＬ１）がオンされる。次に、ステップ４０１へ進み、アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオンにしてからの経過時間をカウントする仮判定継続タイマＴｆａｉｌのリセットを行う。ステップ４０２では、スロットルバルブ４を所定開度開き、エンジン１のアイドル回転速度を上げて、エンジン冷却水温を上昇させる。ここで、スロットルバルブ４の所定開度は、ヒータに熱が奪われたために生じるエンジン冷却水温の飽和の場合に、目標アイドル回転速度なるように設定されているスロットルバルブ４の開度よりも開弁することによってエンジン冷却水温が暖機温度に達するような開度に設定されている。ステップ４０２で、スロットルバルブ４を所定開度開いたら、ステップ４０３へ進み、エンジン冷却水温ｔｈｗが暖機したか否かを判断する。
【００５７】
ステップ４０３でエンジン冷却水温ｔｈｗが暖機温度ｋＴＨＷＨＩＧＨ以下の場合、ステップ４０４へ進み仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１のカウントアップを行う。ステップ４０５では、仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１が所定時間（ｋＦＡＩＬ１）経過しているか否かを判断する。この所定時間（ｋＦＡＩＬ１）は、飽和したエンジン冷却水温を上昇させるために、スロットルバルブ４をエンジン冷却水温に基づいて設定される開度よりも開弁する制御を実行した場合に、ヒータ作動によるエンジン冷却水温の飽和であれば暖機温度に到達するのに十分な時間に設定される。仮判定継続タイマＴｆａｌｔが所定時間ｋＦＡＩＬ１以下であると、サーモスタット１１の故障仮判定を継続するために、ステップ４０３に戻る。また、仮判定継続タイマＴｆａｉｌが所定時間ｋＦＡＩＬ１以上であると、ステップ４０６に進み、サーモスタット１１が故障していると本判定する。
【００５８】
ステップ４０３でエンジン冷却水温が暖機温度に達した場合や、ステップ４０６でサーモスタット１１が故障していると判定した場合は、ステップ４０７に進みサーモスタット１１の故障仮判定を終了する。故障仮判定を終了させると、ステップ４０８へ進み、エンジン冷却水温によって設定されているアイドル回転速度となるようにスロットルバルブ４の開度を元に戻す。その後、ステップ４０９へ進み仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１のリセットを行う。このフローチャートを実行することによって、エンジン冷却水温が飽和した場合に、ヒータ作動によって生じたものか、サーモスタットの開故障によって生じたものかを判断することができる。
【００５９】
尚、本実施例では、仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１を計測し、所定時間（ｋＦＡＩＬ１）以上であるか否かを判断することによってサーモスタット１１の故障判断を行ったが、スロットルバルブを開いてからのエンジン内部で発生する発熱量より冷却水温を推定し、冷却水温センサ１２によって検出した冷却水温との比較を行うことによって、サーモスタット１１の故障判断を行ってもよい。
【００６０】
図１１は、第４の実施形態において、エンジン冷却水温の飽和が、ヒータ作動によって生じたものであると判断した一例である。まず、図１１（ａ）に示すエンジン冷却水温に基づいてスロットル開度が設定されている。時刻ｔ１において、エンジン冷却水温が所定水温（ｋＴＨＷＬＯＷ）以上になるとエンジン冷却水温が暖機温度付近で飽和したかを判定するためのタイマＴｓａｔのカウントが開始される。時刻ｔ２で、エンジン冷却水温が上昇せずに、タイマＴｓａｔのカウントが継続し、タイマＴｓａｔが所定値（ｋＴＩＭＥＬＩＭＩＴ）以上になる。これにより、エンジン冷却水温が飽和したと判断し、アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）をオンにする。ここで一旦、サーモスタット１１の故障仮判定（ｘＦＡＩＬ１）をオンにし、仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１のカウントアップを行う。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオンされると、スロットルバルブを所定開度まで徐々に開き、それに伴ってエンジン回転速度が徐々に上昇する。これにより、エンジン内部の発熱量が大きくなり冷却水温が上昇し始める。
【００６１】
エンジン冷却水温が暖機判定温度（ｋＴＨＷＨＩＧＨ）以上になると、アイドル回転速度を上げるアイドルアップフラグとタイマＴｓａｔをオフにする。この時、サーモスタット１１の故障判定を行うための仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１が、サーモスタット１１が故障したと本判定する所定時間（ｋＦＡＩＬ１）になる前に暖機温度に達したため、サーモスタット１１が開故障していないと判定する。サーモスタット１１の故障判定が終わると、故障仮判定（ｘＦＡＩＬ１）と仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１をオフにする。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオフされると、エンジン冷却水温に基づいて設定されたアイドル回転速度になるようにスロットルバルブ４を元の開度に徐々に戻す。以上により、エンジン冷却水温が飽和した原因がサーモスタット１１の開故障によるものでなく、ヒータ作動によって熱が奪われたことによるものであると判断できる。
【００６２】
次に、第４の実施形態において、エンジン冷却水温の飽和が、サーモスタット１１の開故障によるものであると判定した場合の一例を図１２に示す。図１１との相違点は、サーモスタット１１の故障判定を行うための仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１が、サーモスタット１１が故障したと本判定する所定時間（ｋＦＡＩＬ１）以上になったために、サーモスタット１１の開故障であると本判定したことである。
【００６３】
時刻ｔ３において、カウントアップされた仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１が、サーモスタット１１が故障したと本判定する所定時間（ｋＦＡＩＬ１）以上になったため、サーモスタット１１が開故障したと判断する。サーモスタット１１の故障本判定（ｘＦＡＩＬ２）をオンにすると、アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）、故障仮判定（ｘＦＡＩＬ１）、仮判定継続タイマＴｆａｉｌ１をそれぞれオフにする。アイドルアップフラグ（ｘＩＤＬＵＰ）がオフされると、エンジン冷却水温に基づいて設定されたアイドル回転速度になるようにスロットルバルブ４を元の開度に徐々に戻し、エンジン回転速度を元のアイドル回転速度に戻す。これにより、エンジン冷却水温が飽和した原因がヒータ作動によるものでなく、サーモスタット１１の開故障によるものであると判断できる。
【００６４】
以上、第１の実施形態乃至第４の実施形態では、エンジン冷却水温が飽和したか否かの判断として、経過時間を計測し、エンジン冷却水温の飽和を判定する所定値以上であるか否かで判定を行った。この判定以外にも、エンジン冷却水温が飽和したか否かを判断する方法として、エンジン冷却水温の変化量をみて暖機判定温度に到達するか否かを判断しても良い。例えば、エンジン冷却水温が暖機判定温度以下で、エンジン冷却水温の変化量がある所定量よりも小さい場合、エンジン冷却水温が暖機判定温度に到達しないと判断しても良い。また、エンジン冷却水温とエンジン冷却水温の変化量により、エンジン冷却水温を推定することによって、これ以上時間が経過してもエンジン冷却水温が暖機判定温度に到達しないと判断しても良い。
【００６５】
また、暖機判定温度を８０℃に設定したが、機種ごとに暖機温度のばらつきがあるため、機種に応じて暖機を判定できる温度であれば良い。同様に、飽和所定温度を７５℃に設定したが、暖機判定温度以下であればどの温度を設定してもよい。
【００６６】
また、エンジン冷却水温を上昇させる方法を、スロットルバルブの開度を調整することによって行ったが、吸気バルブのリフト量を調節することによって行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の内燃機関のアイドル回転速度制御装置を採用するエンジン制御システムの概略図である。
【図２】エンジンの冷却水温が飽和したときのタイムチャートである。
【図３】外気温と始動時水温に基づいてエンジン冷却水温が飽和したか否かを判定するための判定値を規定するマップである。
【図４】第１の実施形態においてエンジン冷却水温が飽和したか否かを判定し、冷却水を加熱するためのフローチャートである。
【図５】第１の実施形態においてエンジンの冷却水を加熱するフローチャートである。
【図６】第１の実施形態の動作を示すタイムチャートである。
【図７】第２の実施形態においてエンジン冷却水温が飽和したか否かを判定し、冷却水を加熱するためのフローチャートである。
【図８】第２の実施形態の動作を示すタイムチャートである。
【図９】第３の実施形態においてエンジンの冷却水を加熱する際に、サーモスタットと水温センサの各故障診断の禁止を行うフローチャートである。
【図１０】第４の実施形態においてエンジン冷却水温を加熱する際にヒータ作動によるエンジン冷却水温の飽和であるかサーモスタットの開故障によるエンジン冷却水温の飽和であるかを識別するためのフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態において、エンジン冷却水温の飽和がヒータ作動によって生じた場合のタイムチャートである。
【図１２】第４の実施形態において、エンジン冷却水温の飽和がサーモスタットの開故障によって生じた場合のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン
２  エンジン制御装置（ＥＣＵ）
３  吸気通路
４  スロットルバルブ
５  エンジン回転数センサ
６  シフト位置センサ
７  吸気温センサ
８  アイドル判定センサ
９  ラジエータ
１０  冷却水通路
１１  サーモスタット
１２  冷却水温センサ
１３  エアコン制御装置
１４  エアコン送風通路
１５  エアコン送風ファン
１６  エバポレータ
１７  エアコンミックスダンパ
１８  ヒータコア
１９  エアコン吹き出し口
【図１】
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【図２】
2007177707.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007177707.tif 000006
【図５】
2007177707.tif 000007
【図６】
2007177707.tif 000008
【図７】
2007177707.tif 000009
【図８】
2007177707.tif 000010
【図９】
2007177707.tif 000011
【図１０】
2007177707.tif 000012
【図１１】
2007177707.tif 000013
【図１２】
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