JP2015059458A - Control device for cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたクーリングシステム(冷却装置)の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a cooling system (cooling device) mounted on a vehicle.
車両に搭載された内燃機関を冷却するクーリングシステムにおいて、例えば、冷却水を循環させる電動ウォータポンプに故障が発生すると、内燃機関がオーバヒートしてしまうおそれがある。このため、特開2009−74430号公報(特許文献1)に記載されるように、内燃機関運転中における電動ウォータポンプ、ラジエータファン及びサーモスタットの作動及び停止に伴う冷却水の温度変化に応じて、冷却系の故障を診断する技術が提案されている。 In a cooling system that cools an internal combustion engine mounted on a vehicle, for example, when a failure occurs in an electric water pump that circulates cooling water, the internal combustion engine may overheat. For this reason, as described in JP 2009-74430 A (Patent Document 1), according to the temperature change of the cooling water accompanying the operation and stop of the electric water pump, the radiator fan, and the thermostat during operation of the internal combustion engine, Techniques for diagnosing cooling system failures have been proposed.
しかしながら、特許文献1で提案された技術においては、故障を診断するときの車両及び内燃機関の運転状態が規定されておらず、例えば、故障診断中に内燃機関の運転状態が変化して冷却水温度が変化すると、故障が発生していないにもかかわらず故障が発生したと診断されるなど、故障診断精度が低下してしまうおそれがあった。 However, in the technique proposed in Patent Document 1, the operating state of the vehicle and the internal combustion engine when diagnosing a failure is not defined. For example, the operating state of the internal combustion engine changes during the failure diagnosis and the cooling water When the temperature changes, there is a risk that the failure diagnosis accuracy may be lowered, such as diagnosis that a failure has occurred even though no failure has occurred.
そこで、本発明は、冷却系の故障診断精度を向上させた、クーリングシステムの制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling system control device that improves the failure diagnosis accuracy of the cooling system.
このため、クーリングシステムの制御装置は、内燃機関が定常運転中であり、かつ、内燃機関の冷却系に冷却水を循環させる電動ウォータポンプを駆動制御している状態において、冷却水の温度変化に応じて冷却系に故障が発生しているか否かを診断する。 For this reason, the control device for the cooling system changes the temperature of the cooling water in a state where the internal combustion engine is in steady operation and the electric water pump that circulates the cooling water to the cooling system of the internal combustion engine is driven and controlled. Accordingly, it is diagnosed whether a failure has occurred in the cooling system.
本発明によれば、内燃機関が過渡運転状態のときに故障診断が実行されないため、冷却系の故障診断精度を向上させることができる。 According to the present invention, failure diagnosis is not executed when the internal combustion engine is in a transient operation state, so that the failure diagnosis accuracy of the cooling system can be improved.
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、車両に搭載された内燃機関のクーリングシステムの一例を示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a cooling system for an internal combustion engine mounted on a vehicle.
内燃機関10のシリンダブロック12及びシリンダヘッド14を冷却した冷却水は、第1の冷却水通路16を介して、電動式のラジエータファン18(電動ファン)が併設されたラジエータ20に導かれる。ラジエータ20に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ20を通過することで温度が低下した冷却水は、第2の冷却水通路22を介して内燃機関10へと戻される。 The cooling water that has cooled the cylinder block 12 and the cylinder head 14 of the internal combustion engine 10 is guided through the first cooling water passage 16 to a radiator 20 provided with an electric radiator fan 18 (electric fan). The cooling water guided to the radiator 20 exchanges heat with the outside air when passing through the radiator core to which the fins are attached, and the temperature of the cooling water decreases. Then, the cooling water whose temperature has been lowered by passing through the radiator 20 is returned to the internal combustion engine 10 via the second cooling water passage 22.
また、内燃機関10から排出された冷却水がラジエータ20をバイパスするように、第1の冷却水通路16と第2の冷却水通路22とは、バイパス通路24を介して連通接続されている。第2の冷却水通路22におけるバイパス通路24の接合箇所の上流には、冷却水の温度(冷却水温度)に応じて冷却水の流路を切り替える、例えば、ワックスタイプのサーモスタット26が配設されている。サーモスタット26は、冷却水温度が所定温度以下である暖機中に、内燃機関10から排出された冷却水がラジエータ20に供給されないようにして暖機を促進する。また、サーモスタット26は、冷却水温度が所定温度より高い暖機完了後に、内燃機関10から排出された冷却水がラジエータ20に供給されるようにして所定の冷却性能を発揮できるようにする。なお、サーモスタット26は、第1の冷却水通路16におけるバイパス通路24の接合箇所の下流に配設されていてもよい。 Further, the first cooling water passage 16 and the second cooling water passage 22 are connected to each other via a bypass passage 24 so that the cooling water discharged from the internal combustion engine 10 bypasses the radiator 20. In the second cooling water passage 22, upstream of the joint portion of the bypass passage 24, for example, a wax type thermostat 26 is provided that switches the cooling water flow path according to the cooling water temperature (cooling water temperature). ing. The thermostat 26 promotes warm-up so that the coolant discharged from the internal combustion engine 10 is not supplied to the radiator 20 during warm-up when the coolant temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. In addition, the thermostat 26 allows the cooling water discharged from the internal combustion engine 10 to be supplied to the radiator 20 after the warm-up in which the cooling water temperature is higher than the predetermined temperature, so that the predetermined cooling performance can be exhibited. The thermostat 26 may be disposed downstream of the joint portion of the bypass passage 24 in the first cooling water passage 16.
第2の冷却水通路22におけるバイパス通路24の接合箇所より下流には、内燃機関10とラジエータ20との間で冷却水を強制的に循環させる、電動ウォータポンプ28が配設されている。電動ウォータポンプ28は、アイドルストップ機能により内燃機関10が停止した場合にも冷却性能を発揮できるようにすべく、例えば、内燃機関10とは異なる駆動源としてのブラシレスモータによって駆動される。 An electric water pump 28 that forcibly circulates the cooling water between the internal combustion engine 10 and the radiator 20 is disposed downstream of the junction of the bypass passage 24 in the second cooling water passage 22. The electric water pump 28 is driven by, for example, a brushless motor as a drive source different from the internal combustion engine 10 so that the cooling performance can be exhibited even when the internal combustion engine 10 is stopped by the idle stop function.
ラジエータファン18及び電動ウォータポンプ28の駆動を制御する制御系として、車両の所定位置には、内燃機関10から排出される冷却水の冷却水温度Twを検出する水温センサ30、内燃機関10の回転速度Neを検出する回転速度センサ32、内燃機関10の負荷Tpを検出する負荷センサ34、車速VSPを検出する車速センサ36、外気温OSTMPを検出する外気温センサ38が夫々取り付けられている。ここで、内燃機関10の負荷Tpとしては、例えば、吸気流量、吸気負圧、過給圧力、燃料噴射量、アクセル開度、スロットル開度など、内燃機関10のトルクと密接に関連する状態量が適用できる。水温センサ30、回転速度センサ32、負荷センサ34、車速センサ36及び外気温センサ38の各出力信号は、マイクロコンピュータを内蔵した制御装置40に入力される。 As a control system for controlling the driving of the radiator fan 18 and the electric water pump 28, a predetermined temperature of the vehicle is provided with a water temperature sensor 30 for detecting the coolant temperature Tw of the coolant discharged from the internal combustion engine 10, and the rotation of the internal combustion engine 10. A rotation speed sensor 32 for detecting the speed Ne, a load sensor 34 for detecting the load Tp of the internal combustion engine 10, a vehicle speed sensor 36 for detecting the vehicle speed VSP, and an outside air temperature sensor 38 for detecting the outside air temperature OSTMP are attached. Here, as the load Tp of the internal combustion engine 10, for example, a state quantity closely related to the torque of the internal combustion engine 10 such as an intake air flow rate, an intake negative pressure, a supercharging pressure, a fuel injection amount, an accelerator opening degree, a throttle opening degree, and the like. Is applicable. The output signals of the water temperature sensor 30, the rotational speed sensor 32, the load sensor 34, the vehicle speed sensor 36, and the outside air temperature sensor 38 are input to a control device 40 incorporating a microcomputer.
そして、制御装置40は、フラッシュROM(Read Only Memory)などの不揮発性メモリに格納された制御プログラムに従って、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているか否かを診断すると共に、ラジエータファン18及び電動ウォータポンプ28を夫々電子制御する。ここで、制御装置40は、内燃機関10の運転状態に応じて目標冷却水温度を設定し、実際の冷却水温度が目標冷却水温度に近づくように、電動ウォータポンプ28の吐出量を制御する。 Then, the control device 40 diagnoses whether or not a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10 according to a control program stored in a nonvolatile memory such as a flash ROM (Read Only Memory), and the radiator fan 18. And the electric water pump 28 is electronically controlled. Here, the control device 40 sets the target cooling water temperature according to the operating state of the internal combustion engine 10 and controls the discharge amount of the electric water pump 28 so that the actual cooling water temperature approaches the target cooling water temperature. .
なお、制御装置40が制御プログラムを実行することで、判定手段及び診断手段を具現化することができる。また、冷却水温度Tw、回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPの少なくとも1つは、例えば、CAN(Controller Area Network)などの車載ネットワークを介して接続された、他の制御装置から読み込むようにしてもよい。 It should be noted that the determination unit and the diagnosis unit can be realized by the control device 40 executing the control program. Further, at least one of the coolant temperature Tw, the rotational speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP is obtained from another control device connected via an in-vehicle network such as a CAN (Controller Area Network). You may make it read.
図2は、図示しないイグニッションスイッチがONになったことを契機として、制御装置40が実行する、冷却系の故障診断処理の第1実施例を示す。ここで、冷却系の故障診断処理を実行する前提として、電動ウォータポンプ28をON(駆動)させる制御が行われているものとする(以下同様)。なお、冷却系の故障診断処理は、イグニッションスイッチがONになったことを契機として1回実行されるが、所定時間ごとに繰り返し実行されるようにしてもよい。このようにすれば、1ドライビングサイクルの間に発生した故障も診断することができる。 FIG. 2 shows a first embodiment of a cooling system failure diagnosis process executed by the control device 40 when an ignition switch (not shown) is turned on. Here, it is assumed that control for turning on (driving) the electric water pump 28 is performed as a premise for executing the failure diagnosis process of the cooling system (the same applies hereinafter). The failure diagnosis process for the cooling system is executed once when the ignition switch is turned on, but may be repeatedly executed every predetermined time. In this way, it is possible to diagnose a failure that has occurred during one driving cycle.
ステップ1(図2では「S1」と略記する。以下同様。)では、制御装置40が、水温センサ30及びラジエータファン18が正常であるか否か、要するに、これらに故障が発生しているか否かを判定する。ここで、水温センサ30及びラジエータファン18に故障が発生しているか否かは、例えば、水温センサ30及びラジエータファン18又はその制御系に内蔵された、自己診断機能を使用すればよい。そして、制御装置40は、水温センサ30及びラジエータファン18が正常であると判定すれば処理をステップ2へと進める一方(Yes)、水温センサ30及びラジエータファン18の少なくとも一方が正常でないと判定すれば冷却系の故障診断処理を終了させる(No)。即ち、水温センサ30及びラジエータファン18の少なくとも一方が故障していれば、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているか否かを診断できないため、その診断処理を実行しないようにする。なお、水温センサ30及びラジエータファン18の少なくとも一方に故障が発生していれば、その旨を車両運転者などに報知すべく、例えば、警告灯、ブザーなどを作動させることもできる。 In step 1 (abbreviated as “S1” in FIG. 2, the same applies hereinafter), the control device 40 determines whether or not the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 are normal, that is, whether or not a failure has occurred in these. Determine whether. Here, whether or not a failure has occurred in the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 may be determined by using a self-diagnosis function built in the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 or its control system, for example. If the controller 40 determines that the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 are normal, the control device 40 proceeds to step 2 (Yes), while determining that at least one of the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 is not normal. If this is the case, the failure diagnosis process for the cooling system is terminated (No). That is, if at least one of the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 has failed, it cannot be diagnosed whether or not a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, so that the diagnosis process is not executed. If at least one of the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 has a failure, for example, a warning light, a buzzer, or the like can be operated to notify the vehicle driver to that effect.
ステップ2では、制御装置40が、水温センサ30から読み込んだ冷却水温度Twに基づいて、ラジエータ20に冷却水が通水されているか否か、要するに、暖機が完了しているか否かを判定する。即ち、冷却水温度が所定温度より高くなると、サーモスタット26が作動して冷却水がラジエータ20に供給されるため、制御装置40は、冷却水温度Twが所定温度より高いか否かを介して、ラジエータ20に冷却水が通水されているか否かを判定する。そして、制御装置40は、ラジエータ20に冷却水が通水されていると判定すれば処理をステップ3へと進める一方(Yes)、ラジエータ20に冷却水が通水されていないと判定すれば暖機が完了するまで待機する(No)。このようにすれば、内燃機関10の暖機中に冷却系の故障診断処理が実行されないため、例えば、冷却水温度が不安定な状態での故障診断が行われず、その診断精度の低下を抑制することができる。 In step 2, the control device 40 determines whether or not the cooling water is being passed through the radiator 20 based on the cooling water temperature Tw read from the water temperature sensor 30, in other words, whether or not the warm-up has been completed. To do. That is, when the cooling water temperature becomes higher than the predetermined temperature, the thermostat 26 is operated and the cooling water is supplied to the radiator 20. Therefore, the control device 40 determines whether or not the cooling water temperature Tw is higher than the predetermined temperature. It is determined whether or not cooling water is being passed through the radiator 20. The control device 40 advances the process to step 3 if it is determined that cooling water is being passed through the radiator 20 (Yes), while it is warm if it is determined that cooling water is not being passed through the radiator 20. Wait until the machine is complete (No). In this way, the failure diagnosis process for the cooling system is not executed while the internal combustion engine 10 is warmed up. For example, the failure diagnosis is not performed when the cooling water temperature is unstable, and the deterioration of the diagnosis accuracy is suppressed. can do.
ステップ3では、制御装置40が、冷却水温度Twの高低にかかわらず、ラジエータファン18を常時ONにする。このようにすれば、ラジエータファン18によりラジエータ20に冷却風が供給されるため、例えば、車両の走行風などによる影響を低減することができる。 In step 3, the control device 40 always turns on the radiator fan 18 regardless of the level of the coolant temperature Tw. In this way, since the cooling air is supplied to the radiator 20 by the radiator fan 18, it is possible to reduce the influence of the traveling wind of the vehicle, for example.
ステップ4では、制御装置40が、水温センサ30から冷却水温度Twを読み込み、これを診断開始水温STWとして、例えば、RAM(Random Access Memory)などの揮発性メモリに記憶させる。 In step 4, the control device 40 reads the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 30, and stores it as a diagnosis start water temperature STW in a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory).
ステップ5では、制御装置40が、回転速度センサ32、負荷センサ34、車速センサ36及び外気温センサ38から、回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを夫々読み込む。そして、制御装置40は、各センサから読み込んだ回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを、診断開始回転速度SNe、診断開始負荷STp、診断開始車速SVSP及び診断開始外気温SOSTMPとして、揮発性メモリに夫々記憶させる。 In step 5, the control device 40 reads the rotational speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP from the rotation speed sensor 32, the load sensor 34, the vehicle speed sensor 36, and the outside air temperature sensor 38, respectively. Then, the control device 40 uses the rotation speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside temperature OSTMP read from each sensor as the diagnosis start rotation speed SNe, the diagnosis start load STp, the diagnosis start vehicle speed SVSP, and the diagnosis start outside temperature SOSTMP. Each is stored in a volatile memory.
ステップ6では、制御装置40が、診断開始回転速度SNeなどを記憶してから、定常運転状態であるか否かを判定するための期間である、所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間が経過したか否かは、例えば、制御装置40に備えられた計時機能などを利用することができる。そして、制御装置40は、所定時間経過したと判定すれば処理をステップ7へと進める一方(Yes)、所定時間経過していないと判定すれば所定時間経過するまで待機する(No)。 In Step 6, the control device 40 determines whether or not a predetermined time, which is a period for determining whether or not a steady operation state has elapsed, after storing the diagnosis start rotational speed SNe and the like. Here, for example, a time counting function provided in the control device 40 can be used to determine whether or not the predetermined time has elapsed. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the control device 40 proceeds to step 7 (Yes), while if it is determined that the predetermined time has not elapsed, the control device 40 waits until the predetermined time has elapsed (No).
ステップ7では、制御装置40が、回転速度センサ32、負荷センサ34、車速センサ36及び外気温センサ38から、回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを夫々読み込む。そして、制御装置40は、各センサから読み込んだ回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを、診断終了回転速度FNe、診断終了負荷FTp、診断終了車速FVSP及び診断終了外気温FOSTMPとして、揮発性メモリに夫々記憶させる。 In step 7, the control device 40 reads the rotational speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP from the rotation speed sensor 32, the load sensor 34, the vehicle speed sensor 36, and the outside air temperature sensor 38, respectively. Then, the control device 40 uses the rotation speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP read from each sensor as the diagnosis end rotation speed FNe, the diagnosis end load FTp, the diagnosis end vehicle speed FVSP, and the diagnosis end outside air temperature FOSTMP. Each is stored in a volatile memory.
ステップ8では、制御装置40が、診断開始回転速度SNe、診断開始負荷STp、診断開始車速SVSP、診断開始外気温SOSTMP、診断終了回転速度FNe、診断終了負荷FTp、診断終了車速FVSP及び診断終了外気温FOSTMPに基づいて、車両及び内燃機関10が定常運転状態にあるか否かを判定する。具体的には、制御装置40は、次の4つの条件がすべて成立しているか否かを判定する。なお、|x|は、xの絶対値を示す。
(1)|FNe−SNe|≦NeJDG
(2)|FTp−STp|≦TpJDG
(3)|FVSP−SVSP|≦VSPJDG
(4)|FOSTMP−SOSTMP|≦OSTMPJDG
In step 8, the control device 40 performs the diagnosis start rotational speed SNe, the diagnosis start load STp, the diagnosis start vehicle speed SVSP, the diagnosis start outside temperature SOSTMP, the diagnosis end rotation speed FNe, the diagnosis end load FTp, the diagnosis end vehicle speed FVSP, and the diagnosis end out. Based on the temperature FOSTMP, it is determined whether or not the vehicle and the internal combustion engine 10 are in a steady operation state. Specifically, the control device 40 determines whether or not all of the following four conditions are satisfied. | X | indicates the absolute value of x.
(1) | FNe-SNe | ≦ NeJDG
(2) | FTp−STp | ≦ TpJDG
(3) | FVSP-SVSP | ≦ VSPJDG
(4) | FOSTMP-SOSTMP | ≦ OSTMPJDG
ここで、NeJDG、TpJDG、VSPJDG及びOSTMPJDGは、夫々、診断開始時と診断終了時の回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPが所定範囲内にあるか否かを介して、定常運転状態にあるか否かを判定するための閾値である。これらの閾値は、車両及び内燃機関10の特性を考慮し、例えば、実験、シミュレーションなどを通して適宜設定することができる。そして、制御装置40は、定常運転状態にあると判定すれば処理をステップ9へと進める一方(Yes)、定常運転状態ではない、要するに、過渡運転状態であると判定すれば処理をステップ4へと戻す(No)。 Here, NeJDG, TpJDG, VSPJDG, and OSTMPJDG are the steady operation through whether the rotational speed Ne, load Tp, vehicle speed VSP, and outside air temperature OSTMP at the start and end of diagnosis are within predetermined ranges, respectively. It is a threshold value for determining whether or not it is in a state. These threshold values can be appropriately set through, for example, experiments and simulations in consideration of the characteristics of the vehicle and the internal combustion engine 10. If it is determined that the control device 40 is in the steady operation state, the process proceeds to step 9 (Yes), but if the control device 40 determines that it is not the steady operation state, that is, the transient operation state, the process proceeds to step 4. (No).
ステップ9では、制御装置40が、水温センサ30から冷却水温度Twを読み込み、これを診断終了水温FTWとして、揮発性メモリに記憶させる。 In step 9, the control device 40 reads the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 30, and stores it in the volatile memory as the diagnosis end water temperature FTW.
ステップ10では、制御装置40が、診断終了水温FTWから診断開始水温STWを減算した値の絶対値が所定の閾値TWJDG1以下であるか否か、具体的には、|FTW−STW|≦TWJDG1という条件が成立しているか否かを判定する。ここで、所定の閾値TWJDG1は、内燃機関10の冷却系に故障が発生していなければ、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮されて冷却水温度が略一定に維持されることに鑑み、故障発生の有無を判定するための閾値である。このため、所定の閾値TWJDG1は、例えば、ラジエータ20の冷却性能などを考慮して適宜設定することができる。そして、制御装置40は、上記条件が成立していると判定すれば処理をステップ11へと進める一方(Yes)、上記条件が成立していないと判定すれば処理をステップ13へと進める(No)。 In Step 10, whether or not the absolute value of the value obtained by subtracting the diagnosis start water temperature STW from the diagnosis end water temperature FTW is equal to or less than a predetermined threshold TWJDG1, specifically, | FTW−STW | ≦ TWJDG1 It is determined whether the condition is satisfied. Here, the predetermined threshold value TWJDG1 is determined in view of the fact that if the failure of the cooling system of the internal combustion engine 10 has not occurred, the predetermined cooling performance is exhibited by the radiator 20 and the cooling water temperature is maintained substantially constant. It is a threshold value for determining the presence or absence of occurrence. For this reason, the predetermined threshold value TWJDG1 can be appropriately set in consideration of the cooling performance of the radiator 20, for example. If it is determined that the condition is satisfied, the control device 40 proceeds to step 11 (Yes), whereas if it is determined that the condition is not satisfied, the process proceeds to step 13 (No). ).
ステップ11では、制御装置40が、内燃機関10の冷却系が正常であると診断する。具体的には、制御装置40は、冷却水が循環する第1の冷却水通路16、第2の冷却水通路22及びバイパス通路24などに亀裂などが発生していない、サーモスタット26に固着などが発生していない、電動ウォータポンプ28に断線などの故障が発生していないと診断する。 In step 11, the control device 40 diagnoses that the cooling system of the internal combustion engine 10 is normal. Specifically, the control device 40 is free from cracks in the first cooling water passage 16, the second cooling water passage 22, and the bypass passage 24 through which the cooling water circulates. It is diagnosed that a failure such as disconnection has not occurred in the electric water pump 28 that has not occurred.
ステップ12では、制御装置40が、ラジエータファン18を通常運転、即ち、冷却水温度Twに応じてラジエータファン18の回転速度などを変化させる通常運転に復帰させる。 In step 12, the control device 40 returns the radiator fan 18 to normal operation, that is, normal operation in which the rotational speed of the radiator fan 18 is changed in accordance with the coolant temperature Tw.
ステップ13では、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているため、制御装置40が、内燃機関10のトルクを制限するフェイルセーフモードへと移行する。フェイルセーフモードでは、例えば、燃料噴射量を制限し、又は/及び、吸入空気量を制限することができる。このようにすれば、内燃機関10のトルクが低下して発熱量が減るため、内燃機関10の温度上昇を抑制することができる。 In step 13, since a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, the control device 40 shifts to a fail-safe mode that limits the torque of the internal combustion engine 10. In the fail-safe mode, for example, the fuel injection amount can be limited and / or the intake air amount can be limited. In this way, the torque of the internal combustion engine 10 decreases and the amount of heat generation decreases, so that the temperature increase of the internal combustion engine 10 can be suppressed.
なお、ステップ5〜ステップ8の一連の処理が、判定手段の一例として挙げられると共に、ステップ4、ステップ9及びステップ10の一連の処理が、診断手段の一例として挙げられる。 Note that a series of processes from Step 5 to Step 8 is given as an example of the determining means, and a series of processes from Step 4, Step 9 and Step 10 is given as an example of the diagnostic means.
かかる冷却系の故障診断処理の第1実施例によれば、図3に示すように、ラジエータファン18及び電動ウォータポンプ28を作動させた状態で、所定時間に亘る診断期間の診断開始時点及び診断終了時点における診断開始水温STW及び診断終了水温FTWが夫々検出される。そして、診断終了水温FTWと診断開始水温STWとの偏差、要するに、冷却水の温度変化に応じて、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているか否かが診断される。 According to the first embodiment of the failure diagnosis process for the cooling system, as shown in FIG. 3, the diagnosis start point and the diagnosis in the diagnosis period over a predetermined time with the radiator fan 18 and the electric water pump 28 operated. A diagnosis start water temperature STW and a diagnosis end water temperature FTW at the end time are detected, respectively. Then, whether or not a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10 is diagnosed according to the deviation between the diagnosis end water temperature FTW and the diagnosis start water temperature STW, that is, the temperature change of the cooling water.
内燃機関10の冷却系に故障が発生していない場合には、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮されるため、冷却水温度が目標冷却水温度に収束しており、所定時間に亘る診断期間での冷却水の温度変化が小さい。一方、内燃機関10の冷却系に故障が発生している場合には、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮できないため、所定時間に亘る診断期間での冷却水の温度変化が大きい。このような冷却水の温度変化特性を利用し、診断終了水温FTWと診断開始水温STWとの偏差が所定の閾値TWJDG1より大きければ、内燃機関10の冷却系、例えば、冷却水を強制的に循環させる電動ウォータポンプ28に故障が発生したと診断することができる。 When a failure has not occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, a predetermined cooling performance is exhibited by the radiator 20. Therefore, the cooling water temperature has converged to the target cooling water temperature, and a diagnosis period over a predetermined time period. The temperature change of the cooling water is small. On the other hand, when a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, the radiator 20 cannot exert a predetermined cooling performance, so that the temperature change of the cooling water in the diagnosis period over a predetermined time is large. If the deviation between the diagnosis end water temperature FTW and the diagnosis start water temperature STW is larger than a predetermined threshold TWJDG1 using such a temperature change characteristic of the cooling water, the cooling system of the internal combustion engine 10, for example, the cooling water is forcibly circulated. It can be diagnosed that a failure has occurred in the electric water pump 28 to be operated.
冷却系の故障診断を行う過程において、内燃機関10の回転速度Ne及び負荷Tp、車速VSP並びに外気温OSTMPが所定範囲内のとき、換言すると、回転速度Ne及び負荷Tp、車速VSP並びに外気温OSTMPの変化が小さい定常運転状態のときに、診断開始水温STW及び診断終了水温FTWが検出される。このため、車両及び内燃機関10の運転状態が変化する過渡運転状態での故障診断が回避され、故障診断精度を低下させる要因を排除することができる。従って、冷却系の故障診断精度を向上させることができる。 In the process of performing a failure diagnosis of the cooling system, when the rotational speed Ne and the load Tp, the vehicle speed VSP and the outside air temperature OSTMP of the internal combustion engine 10 are within the predetermined ranges, in other words, the rotational speed Ne and the load Tp, the vehicle speed VSP and the outside air temperature OSTMP. The diagnosis start water temperature STW and the diagnosis end water temperature FTW are detected in a steady operation state in which the change in the difference is small. For this reason, failure diagnosis in a transient operation state in which the operation states of the vehicle and the internal combustion engine 10 change can be avoided, and a factor that lowers the failure diagnosis accuracy can be eliminated. Accordingly, the failure diagnosis accuracy of the cooling system can be improved.
ここで、定常運転状態としては、冷却系における冷却水温度が略一定となる、車両停車中かつ内燃機関10がアイドリング中であるという条件を適用することができる。この場合、前記条件(1)の閾値NeJDGをアイドリングの変動範囲、前記条件(3)の閾値VSPJDGを0とすればよい。このようにすれば、冷却水温度が略一定となる条件下で冷却系の故障診断が実行されるため、その故障診断精度を更に向上させることができる。なお、以下説明する、冷却系の故障診断処理の第2実施例でも同様である。 Here, as the steady operation state, it is possible to apply a condition that the coolant temperature in the cooling system is substantially constant, that the vehicle is stopped and the internal combustion engine 10 is idling. In this case, the threshold NeJDG of the condition (1) may be set to the idling fluctuation range, and the threshold VSPJDG of the condition (3) may be set to 0. In this way, since the failure diagnosis of the cooling system is executed under the condition that the cooling water temperature is substantially constant, the failure diagnosis accuracy can be further improved. The same applies to the second embodiment of the cooling system failure diagnosis process described below.
図4及び図5は、イグニッションスイッチがONになったことを契機として、制御装置40が実行する、冷却系の故障診断処理の第2実施例を示す。なお、先の第1実施例と同様な処理については、重複説明を排除するために、その説明を簡略化する。必要があれば、第1実施例の説明を参照されたい。 4 and 5 show a second embodiment of the cooling system failure diagnosis process executed by the control device 40 when the ignition switch is turned on. In addition, about the process similar to the above 1st Example, the description is simplified in order to eliminate duplication description. If necessary, refer to the description of the first embodiment.
ステップ21では、制御装置40が、水温センサ30及びラジエータファン18が正常であるか否かを判定する。そして、制御装置40は、水温センサ30及びラジエータファン18が正常であると判定すれば処理をステップ22へと進める一方(Yes)、水温センサ30及びラジエータファン18の少なくとも一方が正常でないと判定すれば冷却系の故障診断処理を終了させる(No)。 In step 21, the control device 40 determines whether or not the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 are normal. If the controller 40 determines that the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 are normal, the control device 40 proceeds to step 22 (Yes), while determining that at least one of the water temperature sensor 30 and the radiator fan 18 is not normal. If this is the case, the failure diagnosis process for the cooling system is terminated (No).
ステップ22では、制御装置40が、水温センサ30から読み込んだ冷却水温度Twに基づいて、ラジエータ20に冷却水が通水されているか否かを判定する。そして、制御装置40は、ラジエータ20に冷却水が通水されていると判定すれば処理をステップ23へと進める一方(Yes)、ラジエータ20に冷却水が通水されていないと判定すれば暖機が完了するまで待機する(No)。 In step 22, the control device 40 determines whether or not cooling water is being passed through the radiator 20 based on the cooling water temperature Tw read from the water temperature sensor 30. Then, if it is determined that the cooling water is being passed through the radiator 20, the control device 40 proceeds to step 23 (Yes), while if it is determined that the cooling water is not being passed through the radiator 20, the control device 40 is warmed up. Wait until the machine is complete (No).
ステップ23では、制御装置40が、ラジエータファン18を常時ONにする。
ステップ24では、制御装置40が、電動ウォータポンプ28をOFFにする。このようにすると、内燃機関10の冷却系に冷却水が循環しなくなって、ラジエータ20による所定の冷却性能が発揮されないため、時間経過に伴って冷却系における冷却水温度が徐々に上昇する。
In step 23, the control device 40 always turns on the radiator fan 18.
In step 24, the control device 40 turns off the electric water pump 28. If it does in this way, since cooling water will not circulate through the cooling system of internal-combustion engine 10, and predetermined cooling performance by radiator 20 will not be demonstrated, the cooling water temperature in a cooling system will rise gradually over time.
ステップ25では、制御装置40が、電動ウォータポンプ28をOFFにしてから、第1の所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、第1の所定時間としては、冷却系における冷却水温度をある程度上昇させる時間であって、例えば、内燃機関10の発熱特性及びラジエータ20の冷却性能などに応じて設定することができる。そして、制御装置40は、第1の所定時間経過したと判定すれば処理をステップ26へと進める一方(Yes)、第1の所定時間経過していないと判定すれば第1の所定時間経過するまで待機する(No)。 In step 25, the control device 40 determines whether or not a first predetermined time has elapsed since the electric water pump 28 was turned off. Here, the first predetermined time is a time for raising the cooling water temperature in the cooling system to some extent, and can be set according to, for example, the heat generation characteristics of the internal combustion engine 10 and the cooling performance of the radiator 20. If it is determined that the first predetermined time has elapsed, the control device 40 proceeds to step 26 (Yes), while if it is determined that the first predetermined time has not elapsed, the first predetermined time has elapsed. (No).
ステップ26では、制御装置40が、水温センサ30から冷却水温度Twを読み込み、これを診断開始水温STWとして、不揮発性メモリに記憶させる。 In step 26, the control device 40 reads the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 30, and stores it in the nonvolatile memory as the diagnosis start water temperature STW.
ステップ27では、制御装置40が、ステップ24において作動を停止させた電動ウォータポンプ28をONにする。 In step 27, the control device 40 turns on the electric water pump 28 whose operation was stopped in step 24.
ステップ28では、制御装置40が、回転速度センサ32、負荷センサ34、車速センサ36及び外気温センサ38から、回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを夫々読み込む。そして、制御装置40は、各センサから読み込んだ回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを、診断開始回転速度SNe、診断開始負荷STp、診断開始車速SVSP及び診断開始外気温SOSTMPとして、揮発性メモリに夫々記憶させる。 In step 28, the control device 40 reads the rotational speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP from the rotational speed sensor 32, the load sensor 34, the vehicle speed sensor 36, and the outside air temperature sensor 38, respectively. Then, the control device 40 uses the rotation speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside temperature OSTMP read from each sensor as the diagnosis start rotation speed SNe, the diagnosis start load STp, the diagnosis start vehicle speed SVSP, and the diagnosis start outside temperature SOSTMP. Each is stored in a volatile memory.
ステップ29では、制御装置40が、診断開始回転速度SNeなどを記憶してから、第2の所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、第2の所定時間は、先の第1実施例における所定時間と同様な技術的意義を有する。そして、制御装置40は、第2の所定時間経過したと判定すれば処理をステップ30へと進める一方(Yes)、第2の所定時間経過していないと判定すれば第2の所定時間経過するまで待機する(No)。 In step 29, the control device 40 determines whether or not a second predetermined time has elapsed after storing the diagnosis start rotational speed SNe and the like. Here, the second predetermined time has the same technical significance as the predetermined time in the first embodiment. If it is determined that the second predetermined time has elapsed, the control device 40 proceeds to step 30 (Yes), whereas if it is determined that the second predetermined time has not elapsed, the second predetermined time has elapsed. (No).
ステップ30では、制御装置40が、回転速度センサ32、負荷センサ34、車速センサ36及び外気温センサ38から、回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを夫々読み込む。そして、制御装置40は、各センサから読み込んだ回転速度Ne、負荷Tp、車速VSP及び外気温OSTMPを、診断終了回転速度FNe、診断終了負荷FTp、診断終了車速FVSP及び診断終了外気温FOSTMPとして、揮発性メモリに夫々記憶させる。 In step 30, the control device 40 reads the rotational speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP from the rotation speed sensor 32, the load sensor 34, the vehicle speed sensor 36, and the outside air temperature sensor 38, respectively. Then, the control device 40 uses the rotation speed Ne, the load Tp, the vehicle speed VSP, and the outside air temperature OSTMP read from each sensor as the diagnosis end rotation speed FNe, the diagnosis end load FTp, the diagnosis end vehicle speed FVSP, and the diagnosis end outside air temperature FOSTMP. Each is stored in a volatile memory.
ステップ31では、制御装置40が、診断開始回転速度SNe、診断開始負荷STp、診断開始車速SVSP、診断開始外気温SOSTMP、診断終了回転速度FNe、診断終了負荷FTp、診断終了車速FVSP及び診断終了外気温FOSTMPに基づいて、車両及び内燃機関10が定常運転状態にあるか否かを判定する。そして、制御装置40は、定常運転状態にあると判定すれば処理をステップ32へと進める一方(Yes)、定常運転状態にないと判定すれば処理をステップ26へと戻す(No)。 In step 31, the control device 40 performs the diagnosis start rotational speed SNe, the diagnosis start load STp, the diagnosis start vehicle speed SVSP, the diagnosis start outside temperature SOSTMP, the diagnosis end rotation speed FNe, the diagnosis end load FTp, the diagnosis end vehicle speed FVSP, and the diagnosis end out. Based on the temperature FOSTMP, it is determined whether or not the vehicle and the internal combustion engine 10 are in a steady operation state. And if it judges with it being in a steady operation state, control device 40 will advance processing to Step 32 (Yes), but will return processing to Step 26, if it judges with it not being in a steady operation state (No).
ステップ32では、制御装置40が、水温センサ30から冷却水温度Twを読み込み、これを診断終了水温FTWとして、揮発性メモリに記憶させる。 In step 32, the control device 40 reads the cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 30 and stores it in the volatile memory as the diagnosis end water temperature FTW.
ステップ33では、制御装置40が、診断開始水温STWから診断終了水温FTWを減算した値の絶対値が所定の閾値TWJDG2以上であるか否かを判定する。ここで、所定の閾値TWJDG2は、内燃機関10の冷却系に故障が発生していなければ、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮されて冷却水温度が徐々に低下することに鑑み、故障発生の有無を判定するための閾値である。このため、所定の閾値TWJDG2は、例えば、ラジエータ20の冷却性能などを考慮して適宜設定することができる。そして、制御装置40は、上記条件が成立していると判定すれば処理をステップ34へと進める一方(Yes)、上記条件が成立していないと判定すれば処理をステップ36へと進める(No)。 In step 33, the control device 40 determines whether or not the absolute value of the value obtained by subtracting the diagnosis end water temperature FTW from the diagnosis start water temperature STW is equal to or greater than a predetermined threshold value TWJDG2. Here, the predetermined threshold value TWJDG2 indicates that a failure has occurred in view of the fact that a predetermined cooling performance is exhibited by the radiator 20 and the cooling water temperature gradually decreases unless a failure occurs in the cooling system of the internal combustion engine 10. This is a threshold for determining the presence or absence. For this reason, the predetermined threshold value TWJDG2 can be appropriately set in consideration of, for example, the cooling performance of the radiator 20. If it is determined that the condition is satisfied, the control device 40 proceeds to step 34 (Yes), whereas if it is determined that the condition is not satisfied, the process proceeds to step 36 (No). ).
ステップ34では、制御装置40が、内燃機関10の冷却系が正常であると診断する。
ステップ35では、制御装置40が、ラジエータファン18を通常運転に復帰させる。
In step 34, the control device 40 diagnoses that the cooling system of the internal combustion engine 10 is normal.
In step 35, the control device 40 returns the radiator fan 18 to normal operation.
ステップ36では、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているため、制御装置40が、内燃機関10のトルクを制限するフェイルセーフモードへと移行する。 In step 36, since a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, the control device 40 shifts to a fail-safe mode that limits the torque of the internal combustion engine 10.
なお、ステップ28〜ステップ31の一連の処理が、判定手段の一例として挙げられると共に、ステップ24〜ステップ27、ステップ32及びステップ33の一連の処理が、診断手段の一例として挙げられる。 Note that a series of processes from step 28 to step 31 is given as an example of a determination unit, and a series of processes from step 24 to step 27, step 32, and step 33 is given as an example of a diagnostic unit.
かかる冷却系の故障診断処理の第2実施例によれば、図6に示すように、ラジエータファン18を作動させた状態で、電動ウォータポンプ28を第1の所定時間だけ停止させる。このようにすると、内燃機関10の冷却系に冷却水が循環しないため、冷却系における冷却水温度Twが上昇する。また、電動ウォータポンプ28を再稼働させた時点、即ち、第2の所定時間に亘る診断期間の診断開始時点の診断開始水温STW、及び、診断期間の診断終了時点の診断終了水温FTWが夫々検出される。そして、診断開始水温STWと診断終了水温FTWとの偏差、要するに、冷却水の温度変化に応じて、内燃機関10の冷却系に故障が発生しているか否かが診断される。 According to the second embodiment of the failure diagnosis process for the cooling system, as shown in FIG. 6, the electric water pump 28 is stopped for a first predetermined time while the radiator fan 18 is operated. If it does in this way, since cooling water does not circulate through the cooling system of internal-combustion engine 10, cooling water temperature Tw in a cooling system rises. Further, when the electric water pump 28 is restarted, that is, the diagnosis start water temperature STW at the diagnosis start time in the diagnosis period over the second predetermined time and the diagnosis end water temperature FTW at the diagnosis end time in the diagnosis period are detected. Is done. Then, whether or not a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10 is diagnosed in accordance with the deviation between the diagnosis start water temperature STW and the diagnosis end water temperature FTW, that is, the temperature change of the cooling water.
内燃機関10の冷却系に故障が発生していない場合には、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮されるため、第2の所定時間に亘る診断期間において、電動ウォータポンプ28の一時停止によって上昇した冷却水温度が目標冷却水温度に向かって徐々に低下する。一方、内燃機関10の冷却系に故障が発生している場合には、ラジエータ20により所定の冷却性能が発揮できないため、第2の所定時間に亘る診断期間において、電動ウォータポンプ28の一時停止によって上昇した冷却水温度がなかなか低下しない。このような冷却水の温度変化特性を利用し、診断開始水温STWと診断終了水温FTWとの偏差が所定の閾値TWJDG2未満であれば、内燃機関10の冷却系に故障が発生したと診断することができる。 When a failure has not occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, the radiator 20 exhibits a predetermined cooling performance, so that the electric water pump 28 is temporarily stopped during the diagnosis period over the second predetermined time. The cooled cooling water temperature gradually decreases toward the target cooling water temperature. On the other hand, when a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10, the radiator 20 cannot exert a predetermined cooling performance, so that the electric water pump 28 is temporarily stopped during the second predetermined period of time. Increased cooling water temperature does not decrease easily. Using such a temperature change characteristic of the cooling water, if the deviation between the diagnosis start water temperature STW and the diagnosis end water temperature FTW is less than a predetermined threshold TWJDG2, it is diagnosed that a failure has occurred in the cooling system of the internal combustion engine 10. Can do.
なお、他の作用及び効果については、先の第1実施例と同様であるので、その説明は省略することとする。必要があれば、該当する説明を参照されたい。 Since other operations and effects are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. Please refer to the appropriate explanation if necessary.
10 内燃機関
12 シリンダブロック
14 シリンダヘッド
16 第1の冷却水通路
22 第2の冷却水通路
24 バイパス通路
26 サーモスタット
28 電動ウォータポンプ
30 水温センサ
32 回転速度センサ
34 負荷センサ
36 車速センサ
38 外気温センサ
40 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Cylinder block 14 Cylinder head 16 1st cooling water path 22 2nd cooling water path 24 Bypass path 26 Thermostat 28 Electric water pump 30 Water temperature sensor 32 Rotation speed sensor 34 Load sensor 36 Vehicle speed sensor 38 Outside temperature sensor 40 Control device
Claims (3)
前記内燃機関が定常運転中であり、かつ、前記内燃機関の冷却系に冷却水を循環させる電動ウォータポンプを駆動制御している状態において、前記冷却水の温度変化に応じて前記冷却系に故障が発生しているか否かを診断する診断手段と、
を有することを特徴とするクーリングシステムの制御装置。 Determining means for determining whether the internal combustion engine is in steady operation;
In the state where the internal combustion engine is in steady operation and the electric water pump that circulates the cooling water to the cooling system of the internal combustion engine is driven and controlled, the cooling system fails due to the temperature change of the cooling water Diagnostic means for diagnosing whether or not
A control device for a cooling system, comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のクーリングシステムの制御装置。 The diagnosis means, the temperature of the cooling water when the electric water pump is stopped for a first predetermined time, the driving of the electric water pump is restarted, the temperature of the cooling water after the elapse of a second predetermined time, Diagnosing whether a failure has occurred in the cooling system based on
The control device for a cooling system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクーリングシステムの制御装置。 The determination means determines that the internal combustion engine is in steady operation when the vehicle is stopped and the internal combustion engine is idling.
The control device for a cooling system according to claim 1 or 2, wherein the control device is a cooling system.
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