JP5738576B2 - 水温センサ故障判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、水温センサ故障判定装置に関するものである。

一般的に、自動車における各種の排ガス対策システムは、エンジンが十分に暖機した状態で正常に働くようになっているものが多く、例えば、排気側から排気ガスの一部を抜き出してＥＧＲクーラで冷却してから吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation：略称ＥＧＲ）も、冷間始動時におけるエンジンが冷えた状態（冷機状態）にあっては、排気ガスの再循環を停止してエンジンの暖機を優先するように制御されており、エンジンが十分に暖機しているか否かについては、エンジンを経た冷却水の温度を水温センサにより計測して判断するようにしている。

一方、エンジンの冷却水の循環経路にはサーモスタットがあり、冷間始動時における冷却水の温度が低い時には、サーモスタットの作動によりエンジンとラジエータとの間で冷却水を循環する水路が閉じ且つエンジンからの冷却水をラジエータを経由させずにエンジンに戻す水路が開くことにより、冷却水をラジエータを経由させずに循環させてエンジンの暖機を優先するようになっている。

この種のサーモスタットは、従来より周知である通り、冷却水の温度が高くなった時にケーシング内に封入したワックスが溶け、このワックスが溶ける時の膨張によりニードルやバネ等を介しバルブを開けるようになっており、その作動は機械的な原理で行われるようになっている。

尚、この種のエンジンの冷却系に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００３−２７８５４４号公報

しかしながら、近年においては、車両の排ガス対策システムおける故障発生の有無を監視し、故障発生時には警告灯等を点灯させて運転者に故障の発生を報知すると共に、故障内容を記録しておく車載式故障診断装置（オンボードダイアグノーシス：onboard diagnosis:略称ＯＢＤ）の装備が各国で義務付けられており、水温センサの故障診断も行い得るようにすることが求められている。

即ち、水温センサに故障が発生し、エンジンの冷却水の温度が十分に上昇しているのに検出値が低温のまま変動しなかった場合には、エンジンは冷機状態での運転を継続されることになり、排気ガス対策システムを正常に働かせることができない運転が継続されてしまうからである。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、冷間始動時におけるエンジンの暖機性能を監視して水温センサの故障発生の有無を検知し得る水温センサ故障判定装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンを経た冷却水の温度を検出する水温センサの故障判定装置であって、前記水温センサからの検出信号を入力して冷間始動時における冷却水の温度上昇を監視し且つ始動開始からのエンジンの燃料噴射量を積算して該燃料噴射量が所定の積算値に達した時の冷却水の温度上昇幅の実測値が閾値を超えていない時に水温センサの故障を判定する制御装置を備え、サーモスタットを全開にした条件下で始動開始からのエンジンの燃料噴射量が所定の積算値に達した時の温度上昇幅を閾値として設定したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、水温センサからの検出信号に基づき冷間始動時における冷却水の温度上昇が制御装置により監視されると共に、該制御装置により始動開始からのエンジンの燃料噴射量が積算され、該燃料噴射量が所定の積算値に達しても、冷却水の温度上昇幅の実測値が閾値を超えていない場合に、制御装置により水温センサの故障が判定されることになる。

即ち、サーモスタットが故障して全開状態のままラジエータへの冷却水の循環が継続されてしまっていたとしても、水温センサが正常であるならば、冷却水の温度上昇幅の実測値が閾値を下まわることはないはずであり、サーモスタットの故障により想定される最も低い温度上昇幅に相当する閾値よりも水温センサの温度上昇幅の実測値が低いということは、該水温センサ自体が故障して正常な検出値が出力されていないものと考えられる。

上記した本発明の水温センサ故障判定装置によれば、冷間始動時におけるエンジンの暖機性能を監視することにより、サーモスタットの故障と区別して水温センサの故障発生の有無を検知することができるので、水温センサの故障発生時に直ちに補修等の措置を採ることができ、水温センサの故障によりエンジンの冷機状態での運転が継続されて排気ガス対策システムを正常に働かせることができなくなる事態を早期に解決することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。 冷却水の温度と燃料噴射量の積算値との関係を示すグラフである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における符号の１はディーゼル機関であるエンジンを示し、該エンジン１は、ターボチャージャ２を備えたものとなっており、エアクリーナ３から導入した吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４をインタークーラ６へ送って冷却し、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へ吸気４を導いてエンジン１の各気筒に分配するようにしてあり、また、このエンジン１の各気筒から排出された排気ガス８を排気マニホールド９を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を排気管１０を介し車外へ排出するようにしてある。

また、エンジン１とラジエータ１１との間には、両者間で冷却水１２を循環し得るよう循環経路１３が設けられており、該循環経路１３では、エンジン１を水冷して昇温した冷却水１２を出口部１４に抜き出し、該出口部１４からラジエータ１１を経由して入口部１５に戻すようになっている。

前記循環経路１３におけるエンジン１への入口部１５には、該入口部１５にラジエータ１１から戻される冷却水１２の水路を閉じるサーモスタット１６が設けられており、冷却水１２の温度が低い時には、サーモスタット１６の作動によりラジエータ１１からの冷却水１２をエンジン１に戻す水路が閉じ且つ入口部１５と出口部１４とを連通するバイパス口１７が開くことにより、冷却水１２をラジエータ１１を経由させずに循環させてエンジン１の暖機を優先するようになっている。

ここで、図示例ではエンジン１への入口部１５にサーモスタット１６を設けた入口制御式の例を示しているが、エンジン１からの出口部１４にサーモスタット１６を設けた出口制御式としても良いことは勿論である。

更に、前記入口部１５には、エンジン１を経た冷却水１２の温度を検出する水温センサ１８が設けられ、該水温センサ１８の検出信号１８ａが制御装置１９に入力されるようになっており、該制御装置１９においては、前記水温センサ１８からの検出信号１８ａに基づき冷間始動時における冷却水１２の温度上昇を監視し、始動開始からのエンジン１の燃料噴射量を積算して該燃料噴射量が所定の積算値に達した時の冷却水１２の温度上昇幅が閾値を超えていない時に水温センサ１８の故障を判定するようになっている。

即ち、図２にグラフで示す如く、始動開始時の冷却水１２の温度がＴ₀であった場合、図２中に鎖線Ａで示すように冷却水１２の温度が上昇してサチュレートするが、該サチュレートより早い段階で且つ環境条件によるバラツキが安定する頃合、例えば、約１０℃程度の水温上昇になるであろう燃料噴射量の積算値Ｑ₁を判定ポイントとし、エンジン１の燃料噴射量が前記積算値Ｑ₁に達した時に、冷却水１２の温度上昇幅が閾値ΔＴ₂を超えていなければ、水温センサ１８が故障していると判定するようになっている。

ここで、前記制御装置１９においては、サーモスタット１６を全開にした条件下で始動開始からのエンジン１の燃料噴射量が所定の積算値Ｑ₁に達した時の温度上昇幅を閾値ΔＴ₂として設定するようにしており、サーモスタット１６の故障と区別して水温センサ１８の故障を判定できるようにしてある。

つまり、図２中における実線Ｂは、サーモスタット１６を全開にした条件下での冷却水１２の温度上昇の推移を示しているが、仮にサーモスタット１６が故障して全開状態のままラジエータ１１への冷却水１２の循環が継続されてしまっていたとしても、水温センサ１８が正常であるならば、実線Ｂを下まわるような冷却水１２の温度上昇の推移にはならないはずであり、積算値Ｑ₁の判定ポイントにおいて、サーモスタット１６の故障により想定される最も低い温度上昇幅に相当する閾値ΔＴ₂よりも水温センサ１８の温度上昇幅の実測値が低ければ、該水温センサ１８自体が故障して正常な検出値が出力されていないものと考えられる。

而して、このようにすれば、水温センサ１８からの検出信号１８ａに基づき冷間始動時における冷却水１２の温度上昇が制御装置１９により監視されると共に、該制御装置１９により始動開始からのエンジン１の燃料噴射量が積算され、該燃料噴射量が所定の積算値Ｑ₁に達しても、冷却水１２の温度上昇幅の実測値が閾値ΔＴ₂を超えていない場合に、制御装置１９により水温センサ１８の故障が判定されることになる。

従って、上記形態例によれば、冷間始動時におけるエンジン１の暖機性能を監視することにより、サーモスタット１６の故障と区別して水温センサ１８の故障発生の有無を検知することができるので、水温センサ１８の故障発生時に直ちに補修等の措置を採ることができ、水温センサ１８の故障によりエンジン１の冷機状態での運転が継続されて排気ガス対策システムを正常に働かせることができなくなる事態を早期に解決することができる。

尚、本発明の水温センサ故障判定装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ エンジン
１２ 冷却水
１６ サーモスタット
１８ 水温センサ
１８ａ 検出信号
１９ 制御装置

Claims (1)

1. エンジンを経た冷却水の温度を検出する水温センサの故障判定装置であって、前記水温センサからの検出信号を入力して冷間始動時における冷却水の温度上昇を監視し且つ始動開始からのエンジンの燃料噴射量を積算して該燃料噴射量が所定の積算値に達した時の冷却水の温度上昇幅の実測値が閾値を超えていない時に水温センサの故障を判定する制御装置を備え、サーモスタットを全開にした条件下で始動開始からのエンジンの燃料噴射量が所定の積算値に達した時の温度上昇幅を閾値として設定したことを特徴とする水温センサ故障判定装置。

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