JP2004278341A

JP2004278341A - 内燃機関の冷却装置の故障検知装置

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Publication number: JP2004278341A
Application number: JP2003067909A
Authority: JP
Inventors: Munenori Tsukamoto; 宗紀塚本; Eisaku Goshiyo; 栄作五所
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: US20040181333A1; JP3930821B2; US6907343B2

Abstract

【課題】冷却装置（ラジエータのサーモスタット）の故障を精度良く検知する。
【解決手段】内燃機関（エンジン）の冷却水を冷却すると共に、サーモスタットを備えてなるラジエータからなる冷却装置の故障検知装置において、内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間ＴＳを検出し（Ｓ１０）、停止時間を所定時間（ＴＲＥＦ１，２）と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数種のしきい値（故障判定しきい値Ａ，Ｂ）を選択し（Ｓ１２からＳ２０，Ｓ２６）、選択されたしきい値と、冷却水温の推定値と検出値の少なくともいずれかに基づいて冷却装置の故障を判定する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の冷却装置の故障検知装置、詳しくはラジエータの故障検知装置、より詳しくはラジエータのサーモスタットの故障検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の内燃機関はインレットパイプとアウトレットパイプからなる連通路を介して接続されて冷却水を冷却するラジエータ（冷却装置）を備え、連通路にはサーモスタット（開閉バルブ）が配置される。サーモスタットは、始動時など冷却水温が低いときは連通路を閉じると共に、昇温すると開弁して連通路を開放し、冷却水をラジエータに導入して冷却する。
【０００３】
かかるラジエータも車両の搭載部品の一つであることから、その故障を検知するのが望ましい。その意図から、本出願人も、特許文献１において、内燃機関が完全にソーク（長時間あるいは十分に放置）されて外気温相当まで冷却された状態で、かつ始動からの外気温の変化が小さいとき、故障検知実行条件が成立したと判断し、推定水温を算出し、推定水温が故障判定値に達したときに検出水温が正常判定値に達していない場合など、ラジエータ、より正確にはラジエータのサーモスタットが故障と判定する技術を提案している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−００８８５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来技術にあっては、機関冷却水温と外気温を用いて故障を判定すると共に、スロットルバルブ下流に温度センサを配置し、吸気温を示すその出力を外気温とみなしている。即ち、この従来技術においては吸気温センサの検出値をそのまま外気温としているが、両者は本来別であり、内燃機関の冷機状態は吸気温よりも外気温の方が影響する。
【０００６】
それらの温度に関しては、図９に示す如く、機関停止してから十分な時間が経過すれば、機関冷却水温と吸気温と外気温は一致するが、停止直後は冷却水温と吸気温の差異が大きいと共に、吸気温と外気温との差異も大きい。図示の如く、これらの値は経時的に接近していき、最終的には一致するが、外気温をエンジンルーム内に配置したセンサ出力から検出する場合、一致するまでの間は、内燃機関の冷機状態を誤認する事態も生じ得る。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、内燃機関の冷機状態を精度良く検出し、それに応じて故障判定することで、内燃機関の冷却装置、詳しくはラジエータ、より詳しくはそのサーモスタットの故障を一層精度良く検知するようにした内燃機関の冷却装置の故障検知装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために請求項１項にあっては、内燃機関に連通路を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタットを備えたラジエータからなる冷却装置の故障検知装置において、前記内燃機関の冷却水温を含む前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを検出あるいは算出する運転状態パラメータ検出手段、前記検出あるいは算出されたパラメータの中、前記冷却水温の機関始動時の検出値と機関始動後の前記冷却水温の上昇に相関する熱負荷パラメータに少なくとも基づき、前記冷却水温の機関始動後の推定値を算出する推定水温算出手段、前記内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間を検出する停止時間検出手段、前記停止時間を所定時間と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数種のしきい値を選択するしきい値選択手段、前記選択されたしきい値と、前記冷却水温の推定値と検出値の少なくともいずれかに基づき、前記冷却装置の故障を判定する故障判定手段を備える如く構成した。
【０００９】
内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間を検出して所定時間と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数種のしきい値を選択すると共に、選択されたしきい値と冷却水温の推定値と検出値の少なくともいずれかに基づいて冷却装置の故障を判定するように構成したので、内燃機関の冷機状態を精度良く検出することができ、それによって冷却装置の故障判定を精度良く行うことができる。
【００１０】
請求項２項にあっては、前記選択されたしきい値が故障判定しきい値であり、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値および前記冷却水温の推定値と検出値の差の少なくともいずれかを前記選択された故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の推定値および前記差の少なくともいずれかが前記選択されたしきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する如く構成した。
【００１１】
選択されたしきい値が故障判定しきい値であり、冷却水温の推定値および冷却水温の推定値と検出値の差の少なくともいずれかを選択された故障判定しきい値と比較し、それが選択されたしきい値を超えるとき、冷却装置が故障と判定するように構成、換言すれば、内燃機関の冷機状態に応じて判定しきい値を持ち替えて比較するようにしたので、判定精度の高いしきい値を設定することができ、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００１２】
請求項３項にあっては、前記選択されたしきい値が故障判定実行しきい値であると共に、前記冷却水温の推定値を前記選択された故障判定実行しきい値と比較する比較手段を備え、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値が前記選択された故障判定実行しきい値を超えるとき、前記冷却水温の検出値を故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の検出値が前記故障判定しきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する如く構成した。
【００１３】
選択されたしきい値が故障判定実行しきい値であると共に、冷却水温の推定値が選択された故障判定実行しきい値を超えるとき、冷却水温の検出値を故障判定しきい値と比較し、冷却水温の検出値が故障判定しきい値を超えるとき、冷却装置が故障と判定する如く構成、換言すれば、内燃機関の冷機状態に応じて故障判定の実行の有無を決定するようにしたので、故障判定時点を適正に決定することができ、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００１４】
請求項４項にあっては、さらに、前記停止時間を第２の所定時間と比較し、前記停止時間が前記第２の所定時間を超えないとき、前記故障判定を禁止する故障判定禁止手段を備える如く構成した。
【００１５】
さらに、停止時間を第２の所定時間と比較し、それを超えないとき、故障判定を禁止するように構成したので、内燃機関が冷機されていない状態にあるとき、故障判定を行うことがなく、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００１６】
請求項５項にあっては、前記冷却水温が前記内燃機関を循環する冷却水温および前記冷却装置を循環する冷却水温のいずれかである如く構成した。
【００１７】
冷却水温が内燃機関を循環する冷却水温および冷却装置を循環する冷却水温のいずれかである如く構成したので、前記と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態を説明する。
【００１９】
図１はその実施の形態に係る内燃機関の冷却装置（ラジエータ）の故障検知装置を全体的に示す概略図である。
【００２０】
図において、符号１０は４サイクル４気筒の内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０の本体１０ａに接続される吸気管１２の途中にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４にはスロットル開度センサ１６が連結され、スロットルバルブ１４の開度θＴＨに応じた電気信号を出力し、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に送る。
【００２１】
前記した吸気管１２はスロットルバルブ配置位置の下流でインテークマニホルド（図示せず）を形成し、そのインテークマニホルドにおいて各気筒の吸気弁（図示せず）の上流側には燃料噴射弁（インジェクタ）２２が気筒ごとに設けられる。
【００２２】
燃料噴射弁２２は燃料ポンプ（図示せず）に機械的に接続されて燃料の圧送を受けると共に、ＥＣＵ２０に電気的に接続されてその開弁時間を制御され、開弁される間、圧送された燃料を前記した吸気弁付近に噴射（供給）する。
【００２３】
吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流には分岐管２４を介して絶対圧センサ２６が取付けられており、吸気管１２内の吸気管内圧力（絶対圧）ＰＢＡに応じた電気信号を出力する。
【００２４】
また、その下流には吸気温センサ３０が取り付けられ、吸気温ＴＡに応じた電気信号を出力すると共に、エンジン本体１０ａの冷却水通路（図示せず）の付近には水温センサ３２が配置され、冷却水温（エンジン冷却水温）ＴＷに応じた電気信号を出力する。
【００２５】
また、エンジン１０においてカム軸あるいはクランク軸（共に図示せず）の付近には、気筒判別センサ３４が取り付けられ、所定気筒のピストン位置ごとに気筒判別信号ＣＹＬを出力する。
【００２６】
同様に、カム軸あるいはクランク軸（共に図示せず）の付近には、ＴＤＣセンサ３６が取付けられ、ピストン（図示せず）のＴＤＣ位置に関連したクランク角度（例えばＢＴＤＣ１０度）ごとにＴＤＣ信号パルスを出力すると共に、クランク角センサ３８が取り付けられ、前記ＴＤＣ信号パルスの周期より短いクランク角度（例えば３０度）周期でＣＲＫ信号パルスを出力する。
【００２７】
また、エンジン１０の排気系においてはエキゾストマニホルド（図示せず）に接続される排気管４０の適宜位置に空燃比センサ（Ｏ２センサ）４２が設けられ、排気ガス中の酸素濃度Ｏ２に応じた信号を出力すると共に、その下流には三元触媒４４が設けられ、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成分を浄化する。
【００２８】
また、エンジン１０の燃焼室（図示せず）には点火プラグ４８が配置され、点火コイル、イグナイタ５０を介してＥＣＵ２０に電気的に接続される。
【００２９】
さらに、エンジン本体１０ａのシリンダヘッド（図示せず）にはノックセンサ５２が配置され、エンジン１０の振動に応じた信号を出力する。また、エンジン１０が搭載される車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には車輪速センサ５４が搭載され、車輪の単位回転ごとにパルスを出力する。
【００３０】
これらセンサの出力もＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０はマイクロコンピュータからなり、上記した各種センサからの入力信号波形の整形、電圧レベルの変換、あるいはアナログ信号値のデジタル信号化などの処理を行う入力回路２０ａ、論理演算を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）２０ｂ、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムと演算結果などを記憶する記憶手段２０ｃ、および出力回路２０ｄなどから構成される。
【００３１】
ＥＣＵ２０にはさらに、エンジン１０が停止されてからの経過時間を計測するオフタイマが設けられる。
【００３２】
ＥＣＵ２０において、ノックセンサ５２の出力は検出回路（図示せず）に入力され、そこでノイズレベルを増幅して得たノック判定レベルと比較される。ＣＰＵ２０ｂは検出回路出力から燃焼室内にノックが発生したか否か検出する。またＣＰＵ２０ｂは、ＣＲＫ信号パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、車輪速センサ５４の出力パルスをカウントして車速ＶＰＳを検出する。
【００３３】
ＣＰＵ２０ｂは、検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷パラメータ）とから予め設定されて記憶手段２０ｃ内に格納されているマップを検索し、基本点火時期を算出し、エンジン冷却水温ＴＷなどから基本点火時期を補正すると共に、ノックが検出されたときは基本点火時期を遅角補正する。
【００３４】
また、ＣＰＵ２０ｂは燃料噴射量（開弁時間）を決定し、出力回路２０ｄおよび駆動回路（図示せず）を介して燃料噴射弁２２を駆動する。
【００３５】
エンジン１０には、ラジエータ（冷却装置）６０が接続される。
【００３６】
図２はそのラジエータ６０を詳細に示す説明側面断面図である。
【００３７】
図示の如く、エンジン本体１０ａはラジエータ６０にインレットパイプ（連通路）６２を介して接続され、インレットパイプ６２にはサーモスタット６４が配置される。
【００３８】
インレットパイプ６２はアッパタンク６６に接続され、そこから下部のロアタンク６８に至る空間には蜂の巣状のコア７０が収納される。冷却水通路の冷却水はウォータポンプ７２で圧送されてインレットパイプ６２からタンク内に入り、コア７０に接触しつつ循環し、アウトレットパイプ７４からエンジン本体１０ａ内の冷却水通路に戻る。尚、図示は省略するが、インレットパイプ６２あるいはその上流側には分岐管が接続され、車室内を暖めるヒータのヒータコアを加熱する。
【００３９】
図２に矢印で示す如く、コア７０は車両進行方向から風を受けて冷却されると共に、背面側に設置されエンジン出力で駆動されるファン７６で強制的に冷却される。
【００４０】
サーモスタット６４はバイメタルからなる開閉バルブであり、冷却水温が低い始動時にはインレットパイプ６２を閉じて冷却水の侵入するのを防止すると共に、冷却水温が上がると開放し、冷却水をコア７０に接触させて冷却して冷却水通路に戻す。
【００４１】
上記した構成において、ＥＣＵ２０は後述する如く、温度センサ７８などの出力に基づき、ラジエータ（冷却装置）６０の故障、具体的にはそのサーモスタット６４の故障、より具体的にはそのサーモスタット６４の開故障（開弁状態に固着するような故障）を検知する。
【００４２】
図３フロー・チャートを参照し、この実施の形態に係る故障検知装置の動作を説明する。尚、図示のプログラムは、イグニション・スイッチがオンされてから動作を開始し、以後、定期的に、例えば２ｓｅｃごとに実行される。
【００４３】
以下説明すると、Ｓ１０でエンジン１０が始動される前に停止されていた時間（停止時間ＴＳ）を検出する。これは、前記したオフタイマの値を読み込むことで行なう。即ち、イグニション・スイッチがオフされてエンジン１０が停止された後、再びオンされることで、図示のプログラムの実行が開始されるが、このステップではオフタイマの値を読み込むことで、その停止時間ＴＳを検出する。
【００４４】
次いでＳ１２に進み、検出された停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（例えば２時間）を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ１４に進み、故障判定許可フラグ（ｆｌｇ）のビットを０にリセットし、Ｓ１６に進み、故障判定を保留する。このように、このフラグのビットを０にリセットすることは、故障判定が許可されないことを意味する。
【００４５】
他方、Ｓ１２で肯定されるときはＳ１８に進み、検出された停止時間ＴＳが第２の所定時間ＴＲＥＦ２（例えば５時間）を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２０に進んで故障判定しきい値をＡ（例えば１０℃）とし（選択し）、Ｓ２２に進んで故障判定許可フラグのビットを１にセットし、Ｓ２４に進んで検出された吸気温ＴＡを外気温と置き換える。他方、Ｓ１８で肯定されるときはＳ２６に進んで故障判定しきい値をＢ（例えば５℃）とし（選択し）、Ｓ２８に進んで同様に故障判定許可フラグのビットを１にセットし、Ｓ３０に進んで同様に検出された吸気温ＴＡを外気温と置き換える。故障判定許可フラグのビットを１にセットすることは、故障判定が許可されることを意味する。尚、Ｓ２４およびＳ３０で吸気温ＴＡを外気温と置き換えるのは、この実施の形態では外気温センサが設けられていない一方、後述する水温推定演算で外気温を使用するからである。
【００４６】
上記の処理について説明すると、図９を参照して先に述べたように、エンジン１０が停止してから十分な時間が経過すれば、冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温は一致するが、停止の直後は冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡの差異が大きいと共に、吸気温ＴＡと外気温との差異も大きい。これらの値は経時的に接近していき、最終的には一致するが、外気温をエンジンルーム内に配置したスロットルバルブ下流の吸気温センサ３０の出力から検出する場合、一致するまでの間は、エンジン１０の冷機状態を誤認する事態も生じ得る。
【００４７】
そこで、この実施の形態にあっては、停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（２時間）を超えないとき、エンジン１０が冷機されていず、冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温との差異が大きいと判断して故障判定を許可せず、判定保留（故障診断停止）とするようにした。
【００４８】
また、停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（２時間）を超えるときは第２の時間ＴＲＥＦ２（５時間）と比較し、第２の所定時間を超えないときは冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温との差異が依然としてあると共に、吸気温ＴＡと外気温の差異も多少あってエンジン１０が完全には冷機されていない準冷機状態にあると判断し、故障判定しきい値を１０℃とするようにした。他方、停止時間ＴＳが第２の所定時間を超えるときは冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温の差異がなく、エンジン１０が完全に冷機されている状態にあると判断し、故障判定しきい値を５℃とするようにした。
【００４９】
図４にこれら故障判定しきい値Ａ，Ｂを示すが、図示の如く、判定しきい値Ａは、Ｂに比して大きく（高温側に）設定される。この実施の形態においては、エンジン１０の停止時間ＴＳに応じてかかる２種（複数）の判定しきい値Ａ，Ｂのいずれかを選択すると共に、選択されたしきい値を用いて後述するように故障判定を行なうようにした。尚、故障判定しきい値Ａ，Ｂは、図示の如く、検出水温ＴＷ（同図に「実水温」と示す）からの偏差として示される。
【００５０】
図４に示す特性を説明すると、ラジエータ６０においてサーモスタット６４が正常に動作している場合、エンジン１０が始動されてから暖機されるまで、サーモスタット６４は閉弁してインレットパイプ６２を閉鎖する。その結果、ラジエータ６０に残留する冷却水はその内部を循環するに止まり、エンジン１０の暖機が促進される。
【００５１】
その後、エンジン１０の暖機が進むにつれてエンジン冷却水温ＴＷが上昇すると、サーモスタット６４が開弁（開放）してエンジン冷却水がインレットパイプ６２を介してラジエータ６０に流入し、その内部で循環されて冷却する。冷却されたラジエータ冷却水は、アウトレットパイプ７４を介してエンジン１０に流出させられ、エンジン冷却水となってエンジン１０を冷却する。
【００５２】
このとき、サーモスタット６４が故障、より具体的には開弁（開放）状態に固着される開故障を生じると、始動直後からエンジン冷却水がインレットパイプ６２を流れる結果、オーバークール状態に陥り、冷却水温の上昇が緩慢になる。この実施の形態にあっては、後述するようにエンジン１０の熱負荷を算出すると共に、外気温などから冷却損失を算出し、算出された熱負荷から冷却損失を減算して（サーモスタット正常時の）エンジン冷却水温ＴＷの上昇値を推定するが、このときの冷却損失が外気温（初期吸気温）を用いて算出されるため、準冷機状態では冷却損失が小さくなり、高い推定値となるおそれがある。
【００５３】
即ち、推定演算時の冷却損失は現温度と外気温の差によって与えられ、その差が大きくなるにつれて冷却損失も大きくなるため、外気温が実際値よりも高い可能性がある準冷機状態では推定値が誤って高く算出されるおそれがある。そこで、この実施の形態にあっては、準冷機状態の故障判定しきい値Ａを冷機状態のしきい値Ｂよりも高く設定し誤判定を防止するようにした。このように、この実施の形態においては、エンジン１０の停止時間ＴＳを検出し、それに応じて故障判定の許可・不許可を決定すると共に、故障判定を許可するときも停止時間ＴＳに応じてかく設定故障判定しきい値Ａ，Ｂ２種のいずれかを選択するようにしたので、エンジン１０の冷機状態を精度良く検出することができ、故障判定しきい値を判定精度の高い値に設定することができ、よって故障判定を精度良く行うことができる。
【００５４】
図５は、図３に示すフロー・チャートと平行して実行される、同様にこの実施の形態に係る故障検知装置の動作を説明するフロー・チャートである。図示のプログラムもイグニション・スイッチがオンされてから動作を開始し、以後、定期的に、例えば２ｓｅｃごとに実行される。
【００５５】
以下説明すると、Ｓ１００において前記したフラグのビットが１にセットされているか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１０２に進み、水温推定演算を実行する。ここで水温推定演算は、前記したエンジン冷却水温ＴＷの推定値の算出である。Ｓ１０２の水温推定演算は、本出願人が先に特開２０００−００８８５３号で提案した手法を用いて行なう。
【００５６】
その特開２０００−００８８５３号で提案した手法を簡単に説明すると、推定水温は、冷却水温ＴＷのエンジン始動時の検出値とエンジン始動後の冷却水温ＴＷの上昇に相関する熱負荷パラメータ（水温推定基本値）に少なくとも基づいて算出する。より具体的には、燃料噴射量などからエンジン負荷積算値を求めると共に、冷却水温ＴＷのエンジン始動時の検出値と前記した外気温の差などから温室内ヒータ、走行風の冷却損失などを積算して積算冷却損失値を求め、エンジン負荷積算値から減算してエンジン始動後の冷却水温ＴＷの上昇に相関する熱負荷パラメータを求める。次いで、その熱負荷パラメータから水温推定基本値を求めると共に、水温推定始動時水温補正係数を乗じ、よって得た積を冷却水温ＴＷのエンジン始動の検出値に加算することで、推定水温（エンジン水温ＴＷの推定値）を算出する。
【００５７】
次いで、Ｓ１０４に進み、推定水温から検出水温を減算した差（冷却水温ＴＷの推定値と検出値（図４に示す実水温）の差）が、前記した故障判定しきい値、即ち、図３フロー・チャートの処理で選択された故障判定しきい値ＡあるいはＢを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１０６に進み、冷却装置（ラジエータ）６０が故障、具体的にはサーモスタット６４が故障，より具体的にはそれが開弁状態に固着される開故障にあると判定（検知）する。次いでＳ１０８に進み、判定を終了したことから、故障判定許可フラグのビットを０にリセットして以降の処理をスキップする。
【００５８】
一方、Ｓ１０４で否定されるときはＳ１１０に進み、検出された冷却水温ＴＷが故障判定トリガ温度（故障判定実行しきい値）以上か否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１１２に進み、Ｓ１０４の処理と逆に冷却水温の検出値ＴＷから推定値（エンジン水温ＴＷの推定値）を減算して得た差が正常判定しきい値（図４に示す）を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１１４に進み、冷却装置（ラジエータ）が正常、具体的にはサーモスタット６４が正常と判定し、Ｓ１１６に進んで前記フラグのビットを０にリセットする。このように、Ｓ１１０の故障判定トリガ温度（故障判定実行しきい値）は故障判定、より正確には正常か否かの判定を行なうためのしきい値を意味する。
【００５９】
他方、Ｓ１１２で否定されるときはＳ１１８に進み、故障・正常の判定を保留すると共に、Ｓ１２０に進み、前記したフラグのビットを０にリセットする。尚、Ｓ１１８で判定を保留するのは、Ｓ１０４で推定値−検出値が故障判定しきい値を超えていないと判断されることから故障とは判定し難い一方、検出値−推定値が比較的低く設定される正常判定しきい値を超えないと判断されることから、正常とも判断し難いためである。これによって、誤検知を回避することができる。
【００６０】
この実施の形態は上記の如く、エンジン１０の停止時間を検出し、それに応じて故障判定の許可・不許可を決定すると共に、故障判定を許可するときも停止時間に応じて故障判定しきい値をＡ，Ｂの間で選択するようにしたので、エンジン１０の冷機状態を精度良く検出でき、それによって冷却装置（ラジエータ）６０の故障判定を精度良く行うことができる。
【００６１】
図６は、この発明の第２の実施の形態に係る故障検知装置の動作を説明する、図３と同様なフロー・チャートである。図示のプログラムもイグニション・スイッチがオンされてから動作を開始し、以後、定期的に、例えば２ｓｅｃごとに実行される。
【００６２】
尚、第２の実施の形態に係る装置にあっては、図２に１点鎖線で示す如く、サーモスタット６４の下流においてインレットパイプ６２の適宜位置には温度センサ７８が配置され、インレットパイプ６２およびアウトレットパイプ７４の少なくともいずれか、より具体的にはインレットパイプ６２を流れる冷却水の温度（以下「ラジエータ水温」という）を示す電気信号を出力（検出）する。温度センサ７８の出力もＥＣＵ２０に送られる。
【００６３】
以下説明すると、Ｓ２００で第１の実施の形態と同様、エンジン１０が始動される前に停止されていた時間（停止時間ＴＳ）を検出し、Ｓ２０２に進み、検出された停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（例えば２時間）を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２０４に進み、故障判定許可フラグ（ｆｌｇ）のビットを０にリセットする。次いでＳ２０６に進み、故障判定を保留する。
【００６４】
他方、Ｓ２０２で肯定されるときはＳ２０８に進み、検出された停止時間ＴＳが第２の所定時間ＴＲＥＦ２（例えば５時間）を超えるか否か判断し、否定されるときはＳ２１０に進んで故障判定トリガ温度偏差（故障判定実行しきい値）をＡ（例えば４０℃）とし（選択し）、Ｓ２１２に進んで故障判定許可フラグのビットを１にセットし、Ｓ２１４に進んで吸気温ＴＡを外気温と置き換えると共に、Ｓ２０８で肯定されるときはＳ２１６に進んで故障判定トリガ温度偏差（故障判定実行しきい値）をＢ（例えば３５℃）とし（選択し）、Ｓ２１８に進んで同様に故障判定許可フラグのビットを１にセットし、Ｓ２２０に進んで吸気温ＴＡを外気温と置き換える。
【００６５】
上記の処理について説明すると、先に述べたように、エンジン１０の停止時間に応じて冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温の関係は変化する。そこで、第２の実施の形態にあっても、停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（２時間）を超えないときは判定保留とする（故障診断停止）と共に、停止時間ＴＳが第１の所定時間ＴＲＥＦ１（２時間）を超えるときは、第２の時間ＴＲＥＦ２（５時間）と比較し、第２の所定時間（５時間）を超えないときは冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温との差異が依然としてあると共に、吸気温ＴＡと外気温の差異も多少あり、エンジン１０が完全に冷機されていない準冷機状態にあると判断し、故障判定トリガ温度偏差をＡ（４０℃）とするようにした。他方、停止時間ＴＳが第２の所定時間を超えるときは冷却水温ＴＷと吸気温ＴＡと外気温の差異がなく、エンジン１０が完全に冷機されている冷機状態にあると判断し、故障判定トリガ温度偏差をＢ（３５℃）とするようにした。
【００６６】
図７にこれら故障判定トリガ温度偏差Ａ，Ｂを示す。第２の実施の形態においては、エンジン１０の停止時間ＴＳに応じてかかる２種（複数）の故障判定トリガ温度偏差Ａ，Ｂのいずれかを選択すると共に、選択された値を推定水温（エンジン冷却水温ＴＷの推定値）と比較して故障判定を実行するか否か判断するようにした。第１の実施の形態で述べたと同様の理由から、図示の如く、エンジン１０が準冷機状態にあると判断されるとき選択される故障判定トリガ温度偏差Ａは、Ｂに比して大きく（高温側に）設定される。尚、故障判定トリガ温度偏差Ａ，Ｂは、図示の如く、検出ラジエータ水温ＴＲ（図に「実水温」と示す）からの偏差として示される。
【００６７】
図８は、図６に示すフロー・チャートと平行して実行される第２の実施の形態に係る装置の動作を説明する、図５と同様なフロー・チャートである。
【００６８】
以下説明すると、Ｓ３００において前記したフラグのビットが１にセットされているか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ３０２に進み、第１の実施の形態と同様、エンジン水温ＴＷの推定演算を実行する。Ｓ３０２の水温推定演算も、具体的には、本出願人が先に特開２０００−００８８５３号で提案した手法を用いて行なう。
【００６９】
次いで、Ｓ３０４に進み、推定水温温度偏差が故障判定トリガ温度偏差、即ち、図６フロー・チャートの処理で選択された故障判定トリガ温度偏差ＡあるいはＢを超えるか否か判断し、否定されるときは故障判定を実行しないと判断して以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ３０６に進み、検出されたラジエータ水温が故障判定実水温変化しきい値（故障判定しきい値）を超えるか否か判断する。
【００７０】
Ｓ３０６で肯定されるときはＳ３０８に進み、冷却装置（ラジエータ）６０が故障、具体的にはサーモスタット６４が故障，より具体的にはそれが開弁状態に固着される開故障にあると判定（検知）する。次いでＳ３１０に進み、故障判定許可フラグのビットを０にリセットして以降の処理をスキップする。
【００７１】
一方、Ｓ３０６で否定されるときはＳ３１２に進み、検出されたラジエータ水温ＴＲが正常判定実水温変化しきい値（図７に示す）未満か否か判断し、肯定されるときはＳ３１４に進み、冷却装置（ラジエータ）が正常、具体的にはサーモスタット６４が正常と判定し、Ｓ３１６に進んで前記フラグのビットを０にリセットする。
【００７２】
他方、Ｓ３１２で否定されるときはＳ３１８に進み、第１の実施の形態と同様の理由から故障・正常の判定を保留すると共に、Ｓ３２０に進み、前記したフラグのビットを０にリセットする。
【００７３】
この実施の形態は上記の如く、エンジン１０の停止時間を検出し、それに応じて故障判定を許可・不許可を決定すると共に、故障判定を許可するときも停止時間に応じて故障判定トリガ温度偏差（故障判定実行しきい値）をＡ，Ｂの間で選択するようにした。図７を参照して説明すると、完全に冷機された状態を基準に考えると、本来は時点ｔ１で故障判定を実行するのが望ましいが、準冷機状態にあるとき、推定水温が高くなることから、故障判定トリガ温度偏差が１種しか設定されない場合、ｔ１より前のｔ２で実行することになる。
【００７４】
しかしながら、第２の実施の形態にあっては上記のように構成したことで、適正な時点で故障判定を実行することができる。これにより、エンジン１０の冷機状態を精度良く検出でき、それによって冷却装置（ラジエータ）６０の故障判定を精度良く行うことができる。
【００７５】
この実施の形態は上記の如く、内燃機関（エンジン）１０に連通路を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタット６４を備えてなるラジエータ６０からなる冷却装置の故障検知装置において、前記内燃機関の冷却水温ＴＷを含む前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを検出あるいは算出する運転状態パラメータ検出手段（水温センサ３２、ＥＣＵ２０）、前記検出あるいは算出されたパラメータの中、前記冷却水温の機関始動時の検出値と機関始動後の前記冷却水温の上昇に相関する熱負荷パラメータに少なくとも基づき、前記冷却水温の機関始動後の推定値を算出する推定水温算出手段（ＥＣＵ２０、Ｓ１０２，Ｓ３０２）、前記内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間ＴＳを検出する停止時間検出手段（ＥＣＵ２０、Ｓ１０，Ｓ２００）、前記停止時間を所定時間（ＴＲＥＦ２）と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数種のしきい値（故障判定しきい値Ａ，Ｂ、故障判定トリガ温度偏差（故障判定実行しきい値Ａ，Ｂ））を選択するしきい値選択手段（ＥＣＵ２０、Ｓ１２からＳ２０，Ｓ２６，Ｓ２０２からＳ２１０，Ｓ２１６）、前記選択されたしきい値と、前記冷却水温の推定値と検出値の少なくともいずれかに基づき、前記冷却装置の故障を判定する故障判定手段（ＥＣＵ２０、Ｓ１００からＳ１２０，Ｓ３００からＳ３２０）を備える如く構成した。
【００７６】
また、前記選択されたしきい値が故障判定しきい値であり、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値および前記冷却水温の推定値と検出値の差の少なくともいずれか、より具体的には前記冷却水温の推定値と検出値の差を前記選択された故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の推定値および前記差の少なくともいずれかが前記選択されたしきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する（ＥＣＵ２０、Ｓ１００からＳ１２０）如く構成した。
【００７７】
また、前記選択されたしきい値が故障判定実行しきい値（故障判定トリガ温度）であると共に、前記冷却水温の推定値を前記選択された故障判定実行しきい値と比較する比較手段（ＥＣＵ２０，Ｓ３０６）を備え、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値が前記選択された故障判定実行しきい値を超えるとき、前記冷却水温の検出値を故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の検出値が前記故障判定しきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する（ＥＣＵ２０、Ｓ３００からＳ３２０）如く構成した。
【００７８】
さらに、前記停止時間ＴＳを第２の所定時間（ＴＲＥＦ１）と比較し、前記停止時間が前記第２の所定時間を超えないとき、前記故障判定を禁止する故障判定禁止手段を備える（ＥＣＵ２０、Ｓ１０，Ｓ１４，Ｓ２００，Ｓ２０４）如く構成した。
【００７９】
また、前記冷却水温が前記内燃機関を循環する冷却水温（エンジン冷却水温ＴＷ）および前記冷却装置を循環する冷却水温（ラジエータ水温ＴＲ）のいずれかである如く構成した。
【００８０】
尚、上記において、ラジエータ６０は図２に示す構造に限定されるものではなく、例えば、サーモスタット６４をアウトレットパイプ７４の側に設けても良い（その場合は温度センサ７８をアウトレットパイプ７４側に配置するのが望ましい）。
【００８１】
また、水温推定を本出願人が先にて提案した手法を用いて行なうようにしたが、それに限られるものではなく、熱負荷などに応じたエンジン冷却水温ＴＷの上昇値を推定できるならば、それ以外の適宜な手法を用いても良い。いずれにしても、この発明はエンジンの冷機状態を精度良く検出し、それに応じて故障判定あるいは故障判定実行のしきい値を選択することにあるので、それと比較されるべき値は図示したものに限られず、種々の変形が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間を検出して所定時間と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数種のしきい値を選択すると共に、選択されたしきい値と冷却水温の推定値と検出値の少なくともいずれかに基づいて冷却装置の故障を判定するように構成したので、内燃機関の冷機状態を精度良く検出することができ、それによって冷却装置の故障判定を精度良く行うことができる。
【００８３】
請求項２項にあっては、選択されたしきい値が故障判定しきい値であり、冷却水温の推定値および冷却水温の推定値と検出値の差の少なくともいずれかを選択された故障判定しきい値と比較し、それが選択されたしきい値を超えるとき、冷却装置が故障と判定するように構成、換言すれば、内燃機関の冷機状態に応じて判定しきい値を持ち替えて比較するようにしたので、判定精度の高いしきい値を設定することができ、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００８４】
請求項３項にあっては、選択されたしきい値が故障判定実行しきい値であると共に、冷却水温の推定値が選択された故障判定実行しきい値を超えるとき、冷却水温の検出値を故障判定しきい値と比較し、冷却水温の検出値が故障判定しきい値を超えるとき、冷却装置が故障と判定する如く構成、換言すれば、内燃機関の冷機状態に応じて故障判定の実行の有無を決定するようにしたので、故障判定時点を適正に決定することができ、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００８５】
請求項４項にあっては、さらに停止時間を第２の所定時間と比較し、それを超えないとき、故障判定を禁止するように構成したので、内燃機関が冷機されていない状態にあるとき、故障判定を行うことがなく、よって冷却装置の故障判定を一層精度良く行なうことができる。
【００８６】
請求項５項にあっては、冷却水温が内燃機関を循環する冷却水温および冷却装置を循環する冷却水温のいずれかである如く構成したので、前記したと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の冷却装置の故障検知装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の中の冷却装置（ラジエータ）の詳細を示す説明側面断面図である。
【図３】図１装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートの処理で使用される故障判定しきい値などの特性を示すタイム・チャートである。
【図５】図３と同様に図１装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置の故障検知装置の動作を示す、図３と同様なフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの処理で使用される故障判定トリガ温度偏差などの特性を示すタイム・チャートである。
【図８】図６と同様に第２の実施の形態に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図９】内燃機関の冷機状態と水温などの経時的な変化を示すタイム・チャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関（エンジン）
２０ＥＣＵ（電子制御ユニット）
２０ｂＣＰＵ
２２燃料噴射弁（インジェクタ）
２６絶対圧センサ
３０外気温（吸気温）センサ
３２水温センサ
３８クランク角センサ
５４車輪速センサ
６０ラジエータ
６２インレットパイプ（連通路）
６４サーモスタット
７８温度センサ

Claims

内燃機関に連通路を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタットを備えたラジエータからなる冷却装置の故障検知装置において、
ａ．前記内燃機関の冷却水温を含む前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを
検出あるいは算出する運転状態パラメータ検出手段、
ｂ．前記検出あるいは算出されたパラメータの中、前記冷却水温の機関始動時の検出値と機関始動後の前記冷却水温の上昇に相関する熱負荷パラメータに少なくとも基づき、前記冷却水温の機関始動後の推定値を算出する推定水温算
出手段、
ｃ．前記内燃機関が始動される前に停止されていた停止時間を検出する停止時間
検出手段、
ｄ．前記停止時間を所定時間と比較し、比較結果に基づいて予め設定された複数
種のしきい値を選択するしきい値選択手段、
ｅ．前記選択されたしきい値と、前記冷却水温の推定値と検出値の少なくともい
ずれかに基づき、前記冷却装置の故障を判定する故障判定手段、
を備えたことを特徴とする内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
前記選択されたしきい値が故障判定しきい値であり、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値および前記冷却水温の推定値と検出値の差の少なくともいずれかを前記選択された故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の推定値および前記差の少なくともいずれかが前記選択されたしきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
前記選択されたしきい値が故障判定実行しきい値であると共に、
ｆ．前記冷却水温の推定値を前記選択された故障判定実行しきい値と比較する比
較手段、
を備え、前記故障判定手段は、前記冷却水温の推定値が前記選択された故障判定実行しきい値を超えるとき、前記冷却水温の検出値を故障判定しきい値と比較し、前記冷却水温の検出値が前記故障判定しきい値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
さらに、
ｇ．前記停止時間を第２の所定時間と比較し、前記停止時間が前記第２の所定時
間を超えないとき、前記故障判定を禁止する故障判定禁止手段、
を備えたことを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
前記冷却水温が前記内燃機関を循環する冷却水温および前記冷却装置を循環する冷却水温のいずれかであることを特徴とする請求項１項から４項のいずれかに記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。