特許 6190480 サーモスタットの異常診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6190480

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】サーモスタットの異常診断装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 11/16 20060101AFI20170821BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   F01P11/16 E

   F01P11/16 Z

   F01P7/16 502Z

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-52747(P2016-52747)

(22)【出願日】2016年3月16日

【審査請求日】2016年9月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100128587

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 一騎

(72)【発明者】

【氏名】久原 正樹

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１１７７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４０１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

Ｆ０２Ｄ ２９／００−２９／０６、４１／００−４１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの冷却水の温度に応じて冷却水通路を開閉し、放熱装置への前記冷却水の流通の可否を切り替えるサーモスタットの異常診断装置において、
冷却水温センサのセンサ信号に基づき前記冷却水の温度を検出する温度検出部と、
前記冷却水の温度が第１の基準温度に到達した後、前記第１の基準温度よりも低い異常判定基準温度を下回ったときに、前記サーモスタットの異常を検出する異常判定部と、
前記冷却水の温度が前記第１の基準温度に到達した後、前記冷却水の温度が前記第１の基準温度よりも低く、かつ、前記異常判定基準温度よりも高い第２の基準温度を下回ったときに、前記冷却水の温度低下を抑制する制御を行う冷却水温調節部と、
を備える、サーモスタットの異常診断装置。

【請求項2】

前記冷却水温調節部は、前記冷却水の放熱を抑制させる制御、又は、前記エンジンの発熱を増大させる制御のうちの少なくとも一方の制御を行う、請求項１に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【請求項3】

前記冷却水温調節部は、前記冷却水の温度が前記第２の基準温度を下回ったときに、燃料カット制御状態である場合には、前記燃料カット制御を中断させる、請求項１又は２に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【請求項4】

前記冷却水温調節部は、前記冷却水の温度が前記第２の基準温度を下回ったときに、車両の走行モードがＥＶモードである場合には、前記エンジンの駆動を開始させる、請求項１又は２に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【請求項5】

前記冷却水温調節部は、少量の燃料微小噴射を実行させる、請求項３又は４に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【請求項6】

前記冷却水温調節部は、前記冷却水の熱量を利用するヒータ装置の出力を低下させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【請求項7】

前記冷却水温調節部は、前記エンジンを通過する前記冷却水の流量を減少させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のサーモスタットの異常診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーモスタットの異常診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両等に搭載されるエンジン（内燃機関）では、エンジンに設けられた冷却水通路に冷却水を循環させることによってエンジンを冷却することが行われている。冷却水は、ラジエータに代表される放熱装置によって放熱されて冷却されつつ、冷却水ポンプによって圧送されてエンジンに設けられた冷却水通路を含む冷却水循環通路を循環する。

【0003】

ここで、エンジンは燃焼室の温度が低いと燃焼効率が低下するため、冷却システムは、エンジンの温度が上昇するまでの間、ラジエータを通過しないように冷却水を循環させ、エンジンの温度が早期に上昇するように構成されている。具体的には、エンジンに設けられた冷却水通路を通過した冷却水を、ラジエータを介して冷却ポンプの上流側に戻す第１の循環通路以外に、ラジエータをバイパスさせて冷却ポンプの上流側に戻す第２の循環通路が設けられ、第１の循環通路に、冷却水の温度に応じて第１の循環通路を開閉するサーモスタットが設けられる。

【0004】

サーモスタットは、冷却水の温度が低い間、第１の循環通路を閉じる。これにより、冷却水は、ラジエータを通らずに冷却水ポンプの上流側に戻される。また、サーモスタットは、冷却水の温度が上昇した後は、第１の循環通路を開放する。これにより、冷却水は、ラジエータを通過して冷却水ポンプの上流側に戻され、冷却水が冷却される。

【0005】

ここで、特許文献１には、サーモスタットの異常判定を適正に実施するためのエンジンの冷却水温推定装置が開示されている。かかる冷却水温推定装置は、エンジン運転中に、エンジン運転パラメータに基づいて冷却水温を推定するとともに、推定された冷却水温を、冷却水温センサで検出された実冷却水温と比較することによって、サーモスタットの異常の有無を判定している。また、かかる冷却水温推定装置は、燃料カット実行中であっても冷却水温が上昇することを考慮して、燃料カット実行中も冷却水温の上昇を推定することで、冷却水温の推定値と実冷却水温との誤差が過大になることを回避している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３１７６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、サーモスタットに異常が生じている場合、エンジンの始動後、暖機が完了した場合において、再度、冷却水温が大きく低下することがある。このような冷却水温の低下を伴うサーモスタットの異常は、適正に検出されなければならないと考えられる。例えば、車両では、冷却水温が条件の一つとして使用される種々の自己診断が行われる場合があり、冷却水温が大きく低下した場合には、他の自己診断の実行を中止させる必要がある。

【0008】

これに対して、冷却水温を監視し、冷却水温が、暖機完了時の水温を超えた後に、再度、サーモスタットの異常を判定し得る基準温度以下に低下した場合に、サーモスタットの異常を検出することが有効と考えられる。しかしながら、車両の走行状態によっては、サーモスタットが正常であるにもかかわらず、エンジンの暖機完了後に、冷却水温が大きく低下する場合が考えられる。例えば、車両が長い下り坂を走行している場合など、長時間定常走行が続いた場合、冷却水温が大きく低下することがある。このような場合にまで、サーモスタットの異常が検出されないようにすることが必要となる。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、冷却水温センサにより検出される冷却水温を用いて、サーモスタットの異常判定を適正に実行可能な、新規かつ改良されたサーモスタットの異常診断装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンの冷却水の温度に応じて冷却水通路を開閉し、放熱装置への冷却水の流通の可否を切り替えるサーモスタットの異常診断装置において、冷却水温センサのセンサ信号に基づき冷却水の温度を検出する温度検出部と、冷却水の温度が第１の基準温度に到達した後、第１の基準温度よりも低い異常判定基準温度を下回ったときに、サーモスタットの異常を検出する異常判定部と、冷却水の温度が第１の基準温度に到達した後、冷却水の温度が第１の基準温度よりも低く、かつ、異常判定基準温度よりも高い第２の基準温度を下回ったときに、冷却水の温度低下を抑制する制御を行う冷却水温調節部と、を備える、サーモスタットの異常診断装置が提供される。

【0011】

冷却水温調節部は、冷却水の放熱を抑制させる制御、又は、エンジンの発熱を増大させる制御のうちの少なくとも一方の制御を行ってもよい。

【0012】

冷却水温調節部は、冷却水の温度が第２の基準温度を下回ったときに、燃料カット制御状態である場合には、燃料カット制御を中断させてもよい。

【0013】

冷却水温調節部は、冷却水の温度が第２の基準温度を下回ったときに、車両の走行モードがＥＶモードである場合には、エンジンの駆動を開始させてもよい。

【0014】

冷却水温調節部は、少量の燃料微小噴射を実行させてもよい。

【0015】

冷却水温調節部は、冷却水の熱量を利用するヒータ装置の出力を低下させてもよい。

【0016】

冷却水温調節部は、エンジンを通過する冷却水の流量を減少させてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明にかかるサーモスタットの異常診断装置によれば、エンジンの運転中に、冷却水温が第１の基準温度に到達した後に異常判定基準温度まで低下した場合には、サーモスタットの異常が検出される。その際に、冷却水温が、第１の基準温度よりも低く、異常判定基準温度よりも高い第２の基準温度を下回った場合には、冷却水温の低下を抑制する制御が行われるため、単に燃焼熱が発生していないことによる冷却水温の低下によって、サーモスタットの異常が検出されることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態にかかるエンジン冷却システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】同実施形態にかかるサーモスタットの異常診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】同実施形態にかかるサーモスタットの異常診断の概略を示す説明図である。

【図4】参考例によるサーモスタットの異常診断方法を示す説明図である。

【図5】同実施形態にかかるサーモスタットの異常診断方法を示す説明図である。

【図6】同実施形態にかかるサーモスタットの異常診断方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0020】

＜１．エンジン冷却システムの全体構成例＞
まず、本発明の実施の形態にかかるサーモスタットの異常診断装置を適用可能なエンジン冷却システム１０の全体構成の一例について説明する。図１は、エンジン冷却システム１０の全体構成を概略的に示す模式図である。かかるエンジン冷却システム１０は、水平対向型の４気筒ガソリンエンジンに適用された例である。エンジンは、Ｖ型や列型の従来のエンジンであってもよく、気筒数も４気筒に限定されない。

【0021】

エンジンの左バンク（図１では「ＬＨバンク」と表記。）１２及び右バンク（図１では「ＲＨバンク」と表記。）１４には、それぞれ図示しないウォータジャケット（冷却水通路）が設けられている。エンジンの冷却システム１０は、冷却水を、エンジンの左バンク１２及び右バンク１４のウォータジャケットに分配しながら循環させ、エンジンを冷却する。かかるエンジンの冷却システム１０は、冷却水ポンプ（図１では、「Ｗ／Ｐ」と表記。）２２と、ラジエータ３０と、サーモスタット３２と、ヒータコア７４とを備える。

【0022】

冷却水ポンプ２２としては、例えばモータ等により駆動される電動ポンプが用いられる。冷却水ポンプ２２は、エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されたギヤポンプであってもよい。

【0023】

冷却水ポンプ２２が駆動される間、冷却水ポンプ２２により圧送される冷却水は、左バンク１２及び右バンク１４に分配されて、左バンク１２及び右バンク１４に設けられたウォータジャケットを流れる。左バンク１２及び右バンク１４に設けられたウォータジャケットを通過した冷却水は、集合管２８に流入する。また、冷却水ポンプ２２により圧送される冷却水の一部は、補機回路６８を流れて、集合管２８に流入する。補機回路６８は、例えばＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置に設けられた冷却水通路であって、エンジン以外の発熱部を冷却するために設けられる。

【0024】

集合管２８には、第１の循環通路３４、第２の循環通路４２、及び、第３の循環通路７２が接続されている。第１の循環通路３４、第２の循環通路４２、及び、第３の循環通路７２は、それぞれ、冷却水ポンプ２２の上流側に通じている。エンジン及び補機回路６８を通過して、集合管２８で合流した冷却水は、第１の循環通路３４、第２の循環通路４２、及び、第３の循環通路７２を介して、冷却水ポンプ２２の上流側に戻される。

【0025】

第１の循環通路３４に設けられたラジエータ３０は、冷却水を放熱させて冷却水の温度を低下させる放熱装置の一例である。ラジエータ３０を通過した冷却水は、サーモスタット３２を介して、冷却水ポンプ２２の上流側に戻される。

【0026】

サーモスタット３２は、第１の循環通路３４の出口を開閉可能に設けられている。かかるサーモスタット３２は、冷却水温が所定の閾値未満のときに第１の循環通路３４を遮断し、ラジエータ３０を介した冷却水の循環を禁止させる。一方、サーモスタット３２は、冷却水温が所定の閾値以上のときに第１の循環通路３４を開放し、ラジエータ３０を介した冷却水の循環を可能とする。サーモスタット３２の開閉状態にかかわらず、第２の循環通路４２及び第３の循環通路７２を経由して冷却水ポンプ２２の上流側へと循環する冷却水の流路は開放され得る。

【0027】

例えば、サーモスタット３２は、温度によってワックスの体積が変化してサーモバルブを開閉するワックスエレメントを備えたサーモスタットであってよい。サーモスタット３２は、ボトムバイパス弁付のサーモスタット３２であってよい。かかるサーモスタット３２は、冷却水温が所定の閾値未満の場合に、第１の循環通路３４を遮断し、かつ、第２の循環通路４２側を開放する。したがって、冷却水温が所定の閾値未満のときには、エンジン及び補機回路６８を通過した冷却水は、ラジエータ３０を通らずに、第２の循環通路４２を介して循環する。これにより、冷却水温が低い場合には、冷却水を速やかに昇温させることができ、エンジンの暖機を促進させることができる。サーモスタット３２が第１の循環通路３４を開放する閾値は、例えば７５℃とすることができる。なお、サーモスタット３２は、ラジエータ３０よりも上流側の第１の循環通路３４に設けられてもよい。

【0028】

第３の循環通路７２に設けられたヒータコア７４は、冷却水が有する熱量を利用して車室内を暖房するために用いられる装置である。第３の循環通路７２には、例えば図示しないヒータコックが設けられ、暖房要求があった場合等にヒータコックが開かれ、冷却水がヒータコア７４に流入するようにしてもよい。ヒータコア７４を通過する冷却水は、ヒータコア７４において熱交換により冷却され、サーモスタット３２を介して冷却水ポンプ２２の上流側に戻される。

【0029】

また、集合管２８には、冷却水温センサ４０が設けられている。冷却水温センサ４０は、設置位置における冷却水温に応じたセンサ信号を生成し、図示しない制御装置に送信する。冷却水温センサ４０の設置位置は、集合管２８に限定されない。冷却水温センサ４０の設置位置は、エンジンの温度状態が反映されやすい位置であればよく、例えば左バンク１２又は右バンク１４のウォータジャケットの出口部分に設けられてもよい。

【0030】

＜２．サーモスタットの異常診断装置＞
次に、本実施形態にかかるサーモスタットの異常診断装置の構成例について説明する。図２は、サーモスタットの異常診断装置１００の機能構成を示すブロック図である。かかる異常診断装置１００は、公知のマイクロコンピュータを備えて構成され、温度検出部１０２と、冷却水温調節部１０４と、異常判定部１０６とを備える。これらの各部は、マイクロコンピュータによるソフトウェアプログラムの実行により実現されてもよい。また、異常診断装置１００は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の図示しない記憶素子を備える。かかる異常診断装置１００は、冷却水温センサ４０のセンサ信号、エンジンの燃料噴射量、及び、エンジン回転数の情報を取得可能になっている。

【0031】

（温度検出部）
温度検出部１０２は、冷却水温センサ４０のセンサ信号に基づいて、冷却水温Ｔｗを検出する。検出された冷却水温Ｔｗは、図示しない記憶部に記憶される。

【0032】

（異常判定部）
異常判定部１０６は、冷却水温センサ４０により検出される冷却水温Ｔｗに基づき、サーモスタット３２の異常の有無を判定する。異常判定部１０６は、エンジンの始動後に、冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後、第１の基準温度Ｔｗ１よりも低い異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ未満になった場合に、サーモスタット３２の異常を検出する。

【0033】

サーモスタット３２が正常な場合、エンジンの暖機が完了し、冷却水温Ｔｗが一旦上昇した後は、エンジンの運転が継続する限り、大幅に低下することがない。これに対して、冷却水温Ｔｗが、エンジンの暖機完了が推定される第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後に、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ未満になった場合には、冷却水温Ｔｗが低下してもサーモスタット３２が閉じられなくなる開固着状態になっていると考えられる。したがって、異常判定部１０６は、かかる状態が検出されたときに、サーモスタット３２の異常を検出する。異常判定部１０６は、サーモスタット３２の異常を検出した場合、警告表示又は警告音等の警告手段を作動させ、サーモスタット３２の異常をドライバ等に知らせる。これにより、燃焼効率が低い状態でエンジンの運転が継続されることを防ぐ。

【0034】

図３は、異常判定部１０６によるサーモスタット３２の異常診断の基本的な考え方を示す説明図である。図３には、冷却水温センサ４０により検出された冷却水温Ｔｗの推移が示されている。エンジンが始動された時刻ｔ０以降、冷却水は燃焼熱により加熱されて、冷却水温Ｔｗは次第に上昇する。エンジンの始動時において、第１の循環通路３４はサーモスタット３２により遮断されており、冷却水はラジエータ３０を通らずに循環するため、エンジン及び冷却水温Ｔｗは早期に暖機され、冷却水温Ｔｗは時刻ｔ１において第１の基準温度Ｔｗ１に到達する。

【0035】

サーモスタット３２が正常な場合には、冷却水温Ｔｗが、一旦第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後において大幅に低下することは稀である。一方、サーモスタット３２が異常な場合には、冷却水温Ｔｗが、一旦第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後においても、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回ることが考えられる。これは、サーモスタット３２が異常な場合には、冷却水温Ｔｗが低下した場合であっても第１の循環通路３４が遮断されずに、冷却水がラジエータ３０を通って循環する場合に生じ得る。図３に示した例では、異常判定部１０６は、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ未満になってからの時間をカウントし、カウンタ値が、あらかじめ設定される基準時間Ｔ０に到達したときに、サーモスタット３２に異常が生じたと判定する。基準時間Ｔ０は、例えば１〜５秒に設定されてよい。かかる基準時間Ｔ０を設けることにより、冷却水温Ｔｗが一時的に異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回った場合にまで、サーモスタット３２の異常が検出されることを防ぐことができる。

【0036】

第１の基準温度Ｔｗ１は、例えば、エンジンの暖機の完了を判定し得る温度に設定される。例えば、第１の基準温度Ｔｗ１は、８０〜９０℃の範囲内に設定されてもよい。また、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅは、サーモスタット３２の開弁の閾値を考慮して設定される。例えば、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅは、サーモスタット３２が正常な場合に、エンジンの暖機後においてサーモスタット３２により第１の循環通路３４が遮断されることで冷却水温Ｔｗの低下が抑制され、本来低下し得ない温度に設定されてもよい。これにより、サーモスタット３２の異常時には、例えばフェールセーフモードでエンジンを駆動させて、燃焼効率が低い状態でエンジンが通常運転されることを防ぐことができる。

【0037】

また、車両において、冷却水温Ｔｗが所定の温度以上の条件で他の診断が実行されるべき場合に、当該所定の温度が、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅとして設定されてもよい。異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅが、他の診断の温度条件に関連づけられることにより、サーモスタット３２の異常時には、当該他の診断を停止させることができ、他の診断の誤判定を防ぐことができる。そのような他の診断が複数存在する場合には、診断条件となる温度のうち最も高い温度が、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅとして設定されてもよい。例えば、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅは、６０℃に設定されてもよい。

【0038】

（冷却水温調節部）
冷却水温調節部１０４は、エンジンの始動後に、冷却水温Ｔｗが、第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後、第２の基準温度Ｔｗ２を下回ったときに、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行する。第２の基準温度Ｔｗ２は、第１の基準温度Ｔｗ１よりも低く、かつ、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅよりも高い温度に設定される。エンジンの暖機が完了し、冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後において、サーモスタット３２が正常な場合であっても、車両の走行状態及び周囲の環境条件によっては、冷却水温Ｔｗが低下することが有り得る。例えば、燃料噴射量がゼロの状態が長時間続いた場合には、サーモスタット３２が閉じられて、ラジエータ３０を通らずに冷却水が循環する場合であっても、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ未満になり得る。特に、寒冷地において、車室内の暖房機器の出力が高く、燃料噴射量がゼロの状態の高速走行が長時間続く場合には、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ未満になりやすい。

【0039】

そこで、冷却水温調節部１０４は、サーモスタット３２に異常がない場合にまで、誤ってサーモスタット３２の異常が検出されないように、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅまで低下する前に、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行する。冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を開始させる第２の基準温度Ｔｗ２は、例えば、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅより、所定のマージン温度分高い温度とすることができる。これにより、冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗ２を下回った後、冷却水温Ｔｗが上昇し始めるまでに時間差が生じる場合であっても、冷却水温Ｔｗが異常判定閾値Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回らないようにすることができる。例えば、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅが６０℃である場合、第２の基準温度Ｔｗ２は、７０℃に設定されてもよい。

【0040】

サーモスタット３２の正常時における冷却水温Ｔｗの低下は、エンジンの燃焼室で燃焼が生じない状態、例えば、燃料カット制御状態、又は、ハイブリッド車両におけるＥＶモード状態に代表されるように、燃料噴射量がゼロの状態に生じ得る。燃料カット制御状態は、例えば、燃料噴射量の情報に基づいて検知することができる。また、ＥＶモード状態は、例えば、ハイブリッド制御モードの情報を取得することにより検知することができる。

【0041】

図４及び図５は、車両が、燃料カット状態で、長い下り坂を走行する場合の冷却水温Ｔｗの推移を示すタイムチャートであり、図４は、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行しない場合の参考例を示し、図５は、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行した場合の例を示している。図５の例では、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御として、燃料カット制御を中断させる制御が実行される。

【0042】

図４及び図５のいずれの場合においても、時刻ｔ１０でエンジンが始動された後、冷却水は燃焼熱により加熱されて冷却水温Ｔｗが徐々に上昇し、第１の基準温度Ｔｗ１を超える。この間、サーモスタット３２は、所定の時期に第１の循環通路３４を開放し、冷却水は、ラジエータ３０を通って循環し始める。そして、車両が長い下り坂を走行しはじめ、時刻ｔ１１において、ドライバがアクセルペダルを開放することにより、燃料カット制御がオフからオンに切り替わる。

【0043】

冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行しない場合、図４に示すように、燃焼熱により冷却水が加熱されることがないことと併せて、低温になったエンジンを冷却水が通過することでさらに冷却水が冷却される。この間、サーモスタット３２により第１の循環通路３４が遮断されて、冷却水はラジエータ３０を通らずに循環するものの、エンジンの温度が低下することの影響によって、冷却水温Ｔｗは、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回り得る。時刻ｔ１２において、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回り、時刻ｔ１２から所定の基準時間Ｔ０が経過した時刻ｔ１３において、異常判定部１０６は、サーモスタット３２が正常であるにもかかわらず、サーモスタット３２の異常を検出することになる。

【0044】

一方、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行した場合、図５に示すように、冷却水温Ｔｗは一旦低下するものの、時刻ｔ１４において、冷却水温Ｔｗが第２の基準閾値Ｔｗ２を下回ると、冷却水温調節部１０４により燃料カット制御が中断される（オン→オフ）。これにより、エンジンでは燃焼熱の発生が再開され、冷却水温Ｔｗは上昇傾向に変化している。したがって、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回ることがなく、異常判定部１０６が、サーモスタット３２の異常を検出することがない。

【0045】

サーモスタット３２が異常な場合には、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行した場合であっても、冷却水はラジエータ３０を通って循環することになり、冷却水温Ｔｗは、徐々に低下して、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回り得る。したがって、冷却水温調節部１０４は、サーモスタット３２が異常な場合に、冷却水がラジエータ３０を通って循環する際には冷却水温Ｔｗが低下し得る程度に、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行させる。

【0046】

冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御は、エンジンの発熱量を増大させる制御、又は、冷却水の放熱量を減少させる制御のうちの少なくとも一方の制御であってよい。つまり、エンジンの発熱量を増大させて、冷却水温Ｔｗに伝達される熱量を増やすか、あるいは、冷却水の放熱量を減少させて、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御が実行され得る。

【0047】

エンジンの発熱量を増大させる制御は、例えば、エンジンが燃料カット制御状態の場合には、燃料カット制御を中断させる制御であってよい。この場合、燃焼熱を発生させつつも、エンジンの出力トルクができる限り小さく抑えられる程度の少量の燃料噴射（燃料微小噴射）に切り替えられる。これにより、ドライバに与える違和感を少なくでき、かつ、燃費の低下を抑制することができる。

【0048】

また、エンジンの発熱量を増大させる制御は、車両がＥＶモードで走行している場合には、エンジン駆動を開始させる制御であってよい。この場合、車両の要求トルクをエンジン及び駆動モータに適切に配分させて、エンジンを駆動させる。特に、エンジンの出力トルクができる限り小さく抑えられる程度の少量の燃料噴射（燃料微小噴射）とすることにより、燃費の低下を抑制することができる。

【0049】

また、冷却水の放熱量を減少させる制御は、エンジン冷却システム１０における冷却水の循環を遮断させ、又は、循環量を減少させる制御であってよい。例えば、集合管２８に、エンジン及び補機回路６８を通過した冷却水が冷却水ポンプ２２の上流側に戻される際の循環通路を、第１の循環通路３４、第２の循環通路４２、及び、第３の循環通路７２とで切り替える電子制御式の流路切替弁が設定されている場合、当該流路切替弁を用いて、冷却水の循環が遮断され、又は、循環量が減少されてもよい。あるいは、冷却水ポンプ２２の上流側又は下流側等のいずれかの位置に電子制御式の遮断弁を設けて、冷却水の循環を遮断させてもよい。これにより、燃焼熱が発生しておらず比較的低温になったエンジンを循環する冷却水の量が少なくなって、冷却水温Ｔｗの低下を抑制することができる。

【0050】

また、冷却水の放熱量を減少させる制御は、車室の暖房機器の出力を低下させる制御であってよい。暖房機器の出力を低下させることにより、ヒータコア７４を通過する冷却水から、熱交換によって失われる放熱量が減少し、冷却水温Ｔｗの低下を抑制することができる。ただし、寒冷地においては、暖房機器の出力を低下させることで車室内の搭乗者の快適性が低下する場合もあることから、暖房機器の出力を低下させる際には、設定温度を１〜３℃程度の範囲で低下させるようにしてもよい。

【0051】

このようにして、冷却水温調節部１０４が、冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗ２を下回ったときに、冷却水温Ｔｗの低下を抑制させることで、サーモスタット３２が正常であるにもかかわらず冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回って異常と判定されることを防ぐことができる。これにより、サーモスタット３２の異常診断の信頼性を向上させることができる。

【0052】

＜３．サーモスタットの異常診断方法＞
ここまで、本実施形態にかかるサーモスタット３２の異常診断装置１００の構成例について説明した。以下、異常診断装置１００により実行されるサーモスタット３２の異常診断方法の一例について説明する。

【0053】

図６は、サーモスタット３２の異常診断方法のフローチャートを示す。ステップＳ１０において、異常診断装置１００がエンジンの始動を検出すると、温度検出部１０２は、所定の処理サイクルで冷却水温センサ４０のセンサ信号を取得し、冷却水温Ｔｗを検出する。次いで、ステップＳ１２において、異常診断装置１００の異常判定部１０６は、冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１を超えたか否かを判別する。

【0054】

冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１以下の場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１４において、異常判定部１０６は、車両のキースイッチがオフになったか否かを判別する。車両のキースイッチがオフになっていれば（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、異常診断装置１００は、本ルーチンを終了する。一方、車両のキースイッチがオフになっていなければ（Ｓ１４：Ｎｏ）、異常判定部１０６は、冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１を超えるまで、ステップＳ１２及びＳ１４を繰り返す。

【0055】

冷却水温Ｔｗが第１の基準温度Ｔｗ１を上回っている場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６において、異常診断装置１００の冷却水温調節部１０４は、冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗ２を下回ったか否かを判別する。冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗ２以上の場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１８において、冷却水温調節部１０４は、車両のキースイッチがオフになったか否かを判別する。ステップＳ１２の後の最初のステップＳ１６では、Ｎｏと判定される。車両のキースイッチがオフになっていれば（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、異常診断装置１００は、本ルーチンを終了する。一方、車両のキースイッチがオフになっていなければ（Ｓ１８：Ｎｏ）、冷却水温調節部１０４は、冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗを下回らない限り、ステップＳ１６及びＳ１８を繰り返す。

【0056】

冷却水温Ｔｗが第２の基準温度Ｔｗ２を下回った場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０において、冷却水温調節部１０４は、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御を実行する。冷却水温調節部１０４は、例えば、燃料カット制御を中断させたり、ＥＶモード走行を中断させてエンジンを始動させたりすることで、エンジンの発熱を増大させる。また、冷却水温調節部１０４は、例えば、冷却水の循環を強制的に停止させたり、循環量を減少させたり、あるいは、車室の暖房機器の出力を低下させたりしてもよい。これにより、サーモスタット３２に異常が無ければ、冷却水温Ｔｗの低下が終了する。

【0057】

次いで、ステップＳ２２において、異常判定部１０６は、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回ったか否かを判別する。冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅ以上の場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２４において、異常判定部１０６は、車両のキースイッチがオフになったか否かを判別する。車両のキースイッチがオフになっていれば（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、異常診断装置１００は、本ルーチンを終了する。一方、車両のキースイッチがオフになっていなければ（Ｓ２４：Ｎｏ）、異常判定部１０６は、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回らない限り、ステップＳ２２及びＳ２４を繰り返す。

【0058】

冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回った場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、異常判定部１０６は、タイマカウントを開始し、ステップＳ２６において、カウンタ値が、あらかじめ設定した基準時間Ｔ０に到達したか否かを判別する。カウンタ値が基準時間Ｔ０に到達していない場合（Ｓ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２８において、異常判定部１０６は、車両のキースイッチがオフになったか否かを判別する。車両のキースイッチがオフになっていれば（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、異常診断装置１００は、本ルーチンを終了する。一方、車両のキースイッチがオフになっていなければ（Ｓ２８：Ｎｏ）、異常判定部１０６は、カウンタ値が基準時間Ｔ０に到達するまで、ステップＳ２６及びＳ２８を繰り返す。

【0059】

一方、カウンタ値が基準時間Ｔ０に到達した場合（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０において、異常判定部１０６は、サーモスタット３２に異常が生じていると判定する。これに伴って、異常判定部１０６は、ドライバ等にサーモスタット３２の異常を知らせるための警告表示をさせたり、警告音を発生させたりしてもよい。さらに、異常判定部１０６は、エンジンの制御モードをフェールセーフモードに移行させて、エンジンの出力を抑制させてもよい。

【0060】

以上説明したように、本実施形態にかかるサーモスタット３２の異常診断装置１００によれば、エンジンが始動し、冷却水温Ｔｗが、暖機完了と推定される第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後に、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回ったときに、サーモスタット３２の異常が検出される。その際に、冷却水温Ｔｗが、第１の基準温度Ｔｗ１に到達した後、第１の基準温度Ｔｗ１よりも低く、異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅよりも高い第２の基準温度Ｔｗ２を下回った場合には、冷却水温Ｔｗの低下を抑制する制御が開始される。これにより、サーモスタット３２が正常な場合には、冷却水温Ｔｗのさらなる低下が抑制され、冷却水温Ｔｗが異常判定基準温度Ｔｗ＿ｔｈｒｅを下回ることがない。したがって、サーモスタット３２が正常な場合にまで、サーモスタット３２の異常が検出されることを防ぐことができる。

【0061】

また、冷却水温調節部１０４は、サーモスタット３２が異常な場合には冷却水温Ｔｗが引き続き低下し続ける程度に、冷却水温Ｔｗの低下を抑制することで、サーモスタット３２の異常時には、異常判定部１０６により、当該異常が適正に検出される。

【0062】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0063】

例えば、上記実施形態では、サーモスタット３２として、ワックスエレメントを備えたサームスタットを使用していたが、本発明はかかる例に限定されない。サーモスタット３２は、冷却水温に基づいて制御装置によって制御される１つ又は複数の制御弁を備え、冷却水の流路の切り替が可能とされた流路切替機構であってもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０ エンジン冷却システム
１２ 左バンク
１４ 右バンク
２２ 冷却水ポンプ
３０ ラジエータ（放熱装置）
３２ サーモスタット
３４ 第１の循環通路
４０ 冷却水温センサ
４２ 第２の循環通路
７２ 第３の循環通路
７４ ヒータコア
１００ 異常診断装置
１０２ 温度検出部
１０４ 冷却水温調節部
１０６ 異常判定部

【要約】

【課題】冷却水温センサにより検出される冷却水温を用いて、サーモスタットの異常判定を適正に実行可能なサーモスタットの異常診断装置を提供する。
【解決手段】サーモスタットの異常診断装置は、冷却水温センサのセンサ信号に基づき冷却水の温度を検出する温度検出部と、冷却水の温度が第１の基準温度に到達した後、第１の基準温度よりも低い異常判定基準温度を下回ったときに、サーモスタットの異常を検出する異常判定部と、冷却水の温度が第１の基準温度に到達した後、冷却水の温度が第１の基準温度よりも低く、かつ、異常判定基準温度よりも高い第２の基準温度を下回ったときに、冷却水の温度低下を抑制する制御を行う冷却水温調節部と、を備える。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】