JP3849707B2

JP3849707B2 - 筒内噴射式内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP3849707B2
Application number: JP2005029440A
Authority: JP
Inventors: 達也岡; 啓二若原; 彰市川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP2005163795A

Description

本発明は、エンジンの冷却水の温度調節を行うサーモスタットの故障の有無を検出するエンジン冷却系のサーモスタット故障検出装置に関するものである。

一般に、水冷式のエンジンでは、エンジン内の冷却水路（ウォータジャケット）とラジエータとの間で冷却水を循環させる冷却水循環経路に、冷却水温に応じて自動的に開閉するサーモスタットを設け、エンジンの始動後に暖機運転が完了するまでは、サーモスタットを閉じて冷却水の循環を停止し、エンジン側の冷却水温を速やかに適正温度域に上昇させて、燃費向上、エミッション低減を図り、エンジン側の冷却水温が適正温度域を越えたときにサーモスタットを自動的に開いて、ラジエータ側の冷えた冷却水をエンジン側へ循環させてエンジン側の冷却水温を適正温度域まで低下させるようになっている（例えば特開昭５８−００８２２５号公報）。
特開昭５８−００８２２５号公報（第２頁等）

ところで、サーモスタットの故障モードには、サーモスタットが開き放しになる開故障と、閉じ放しになる閉故障とがある。開故障が発生すると、エンジンが冷えた状態で始動する冷間始動
時でも、始動当初からラジエータ内の冷えた冷却水がエンジン内に循環されてしまうため、始動後のエンジン側の冷却水温の上昇が妨げられて、エンジンの暖機が遅れ、燃費悪化やエミッション増加を招いてしまう。また、閉故障が発生すると、エンジン側の冷却水温が適正温度域を越えたときでも、ラジエータ側の冷えた冷却水がエンジン側に循環されないため、エンジン側の冷却水温が上昇し続け、エンジンがオーバーヒートしてしまうおそれがある。従って、サーモスタットの故障が発生したときには、それを直ちに検出して運転者に警告することが望ましい。

尚、エンジン冷却系の故障を検出する公知技術として、特開平４−１９３２９号公報に示すように、ラジエータの入口と出口にそれぞれ水温センサを設け、ラジエータの入口水温と出口水温とに基づいてラジエータの放熱性能を評価して、ラジエータの劣化を検出するものがある。サーモスタットは、エンジン側の冷却水温に応じて自動的に開閉作動するものであるため、上記公知技術のように、サーモスタットの開閉作動とは無関係のラジエータ側の冷却水温を２箇所で検出してもサーモスタットの故障を検出することはできない。しかも、ラジエータ側に新たに２つの温度センサを設けなければならず、その分、コスト高になる欠点がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、サーモスタットの故障を比較的安価な手段で精度良く検出することができる内燃機関冷却系のサーモスタット故障検出装置を提供することにある。

まず、本発明の理解を容易にするために、サーモスタット故障時の冷却水温の挙動を図５及び図６を用いて説明する。

図５は、サーモスタットが開き放しになる開故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したものである。冷間始動時には、サーモスタットが正常であれば閉弁しているため、冷却水の循環が停止されて、エンジン側冷却水温の上昇が促進され、ラジエータ側冷却水温はほとんど上昇しないが、開故障が発生すると、冷間始動時でも、始動当初からラジエータ内の冷えた冷却水がエンジン内に循環されてしまうため、始動後のエンジン側冷却水温の上昇が遅れ、一方、ラジエータ側冷却水温は始動直後から上昇し始める。

また、暖機完了後（サーモスタットの開弁後）に、エンジン側冷却水温がサーモスタットの閉弁温度以下に低下したときには、サーモスタットが正常であれば閉弁して冷却水の循環が停止され、エンジン側冷却水温が再上昇し、ラジエータ側冷却水温が低下するが、開故障時には、サーモスタットが閉弁せずに冷却水が循環し続けてエンジン側冷却水温が低下し続け、一方、ラジエータ側冷却水温は上昇する。

図６は、サーモスタットが閉じ放しになる閉故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したものである。エンジン側冷却水温がサーモスタット開弁温度を越えたときには、サーモスタットが正常であれば開弁して、ラジエータ側の冷えた冷却水がエンジン側に循環され、エンジン側冷却水温が低下し、ラジエータ側冷却水温が上昇するが、閉故障時には、サーモスタットが開弁せず、冷却水の循環が行われずに、エンジン側冷却水温が上昇し続け、一方、ラジエータ側冷却水温はあまり上昇しない。

このように、サーモスタットが故障すると、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動が正常時と大きく異なるため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を見ればサーモスタットが正常か故障かを判別可能である。

そこで、本発明の請求項１のサーモスタット故障検出装置は、サーモスタットよりもエンジン側の冷却水循環経路の冷却水温（エンジン側冷却水温）をエンジン側冷却水温検出手段により検出すると共に、サーモスタットよりもラジエータ側の冷却水循環経路の冷却水温（ラジエータ側冷却水温）をラジエータ側冷却水温検出手段により検出し、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温とに基づいてサーモスタットの故障の有無を故障診断手段により診断するものである。

また、サーモスタットが正常であれば閉じている温度領域で、開故障の有無を開故障診断手段により診断する。つまり、図５に示すように、開故障時にエンジン側／ラジエータ側の冷却水温の挙動が正常時の冷却水温の挙動と大きく異なる領域は、サーモスタットが正常であれば閉じている温度領域であるため、この温度領域で開故障の診断を行うことで、開故障を精度良く診断できる。

更に請求項１では、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差に基づいてサーモスタットの開故障の有無を診断する。つまり、サーモスタットが閉じているときには、冷却水温の循環が停止されるため、エンジン側冷却水温が上昇するが、ラジエータ側冷却水温はほぼ一定か又は放熱により温度低下するため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が時間経過とともに拡大する。しかし、開故障が発生すると、冷却水の循環によりエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が正常時よりもかなり少なくなる。従って、この温度差から、サーモスタットが正常に閉じているか、開き放しの開故障であるか否かを精度良く判別することができる。

図５及び図６に示したエンジン側／ラジエータ側の冷却水温の挙動は、エンジンの発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、エンジンの運転状態、外気温、吸気温、空調装置の作動状態によって変化する。

この対策として、さらに請求項１では、故障判定の判定基準値を外気温、吸気温、空調装置の作動状態のうちの少なくとも１つに基づいて判定基準値設定手段により設定する。このようにすれば、エンジンの発熱量や冷却水の放熱量を考慮した故障判定が可能となり、その分、故障診断精度を向上することができる。

［実施形態（１）］以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン１１の冷却系全体の概略構成を説明する。エンジン１１のシリンダブロックとシリンダヘッドの内部にはウォータジャケット１２が設けられ、このウォータジャケット１２内に冷却水が注入されている。このウォータジャケット１２の出口部にはサーモスタット１３が設けられ、このサーモスタット１３を通過する高温の冷却水が冷却水循環路１４を介してラジエータ１５に送られる。このラジエータ１５で放熱して温度低下した冷却水は、冷却水循環路１６を介してウォータジャケット１２内に戻される。従って、サーモスタット１３の開弁時には、冷却水がウォータジャケット１２→サーモスタット１３→冷却水循環路１４→ラジエータ１５→冷却水循環路１６→ウォータジャケット１２という経路で循環し、エンジン１１を適温に冷却する。

また、ウォータジャケット１２の入口部にはウォータポンプ１７が設けられ、このウォータポンプ１７がラジエータ１５の後方に設置された冷却ファン１８と連結され、これらウォータポンプ１７と冷却ファン１８とがベルト１９を介して伝達されるエンジン動力によって一体的に回転駆動される。ウォータポンプ１７の回転により上記冷却水循環経路での冷却水の循環を促進し、冷却ファン１８の回転によりラジエータ１５の放熱効果を高め、ラジエータ１５内の冷却水の冷却を促進する。

エンジン１１のシリンダブロックには、サーモスタット１３よりもエンジン１１側の冷却水循環経路であるウォータジャケット１２内の冷却水温（エンジン側冷却水温）を検出するエンジン側冷却水温センサ２０（エンジン側冷却水温検出手段）が設けられている。尚、エンジン側冷却水温センサ２０の取付位置は、サーモスタット１３よりもエンジン１１側の冷却水循環経路であれば良く、例えばウォータジャケット１２のシリンダヘッド側の部分に取り付けても良い。

また、サーモスタット１３よりもラジエータ１５側の冷却水循環路１４の途中には、ラジエータ１１側に送られる冷却水温（ラジエータ側冷却水温）を検出するラジエータ側冷却水温センサ２１（ラジエータ側冷却水温検出手段）が設けられている。尚、ラジエータ側冷却水温センサ２１の取付位置は、サーモスタット１３よりもラジエータ１５側の冷却水循環経路であれば良く、例えばラジエータ１５に取り付けても良い。

これらエンジン側／ラジエータ側の両冷却水温センサ２０，２１の出力信号は電子制御装置２２（以下「ＥＣＵ」と略記する）に取り込まれる。このＥＣＵ２２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、エンジン制御とサーモスタット故障診断とを行う。尚、ＥＣＵ２２は、エンジン制御用ＥＣＵとサーモスタット故障診断用ＥＣＵとに分離された２つのＥＣＵから構成しても良いし、１つのＥＣＵでエンジン制御とサーモスタット故障診断の双方を行うようにしても良い。

ＥＣＵ２２には、エンジン制御やサーモスタット故障診断を行うための情報として、上述した両冷却水温センサ２０，２１からの冷却水温信号の他、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数信号、吸気量センサ２４からの吸気量信号、吸気温センサ２５からの吸気温信号、車速センサ２６からの車速信号が読み込まれ、更に、空調装置２７のブロワモータの作動状態を示す信号も読み込まれる。このＥＣＵ２２には、サーモスタット１３の故障を検出したときにそれを警告する警告手段である警告ランプ２８と、サーモスタット１３の故障情報を記憶する書込み可能な不揮発性メモリであるバックアップＲＡＭ２９が接続されている。このバックアップＲＡＭ２９は、エンジン停止中もバッテリ（図示せず）から電源が供給され、故障情報の記憶を保持し、修理・点検時に故障情報を読み出せるようになっている。

ＥＣＵ２２に内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）には、図２乃至図４に示すサーモスタット故障診断用の各プログラムが記憶され、これらのプログラムを実行することで、サーモスタット１３の開故障と閉故障の有無を診断する。以下、各プログラムの処理内容について説明する。

図２は、サーモスタット故障診断全体の処理を統括する故障診断メインプログラムである。本プログラムは、特許請求の範囲でいう故障診断手段としての役割を果たし、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し起動される。本プログラムが起動されると、まずステップ１００で、後述する図３に示す開故障診断プログラムを実行し、サーモスタット１３が開き放しになる開故障が発生したか否かを診断する。この後、ステップ２００で、後述する図４に示す閉故障診断プログラムを実行し、サーモスタット１３が閉じ放しになる閉故障が発生したか否かを診断し、本プログラムを終了する。

ここで、図３の開故障診断プログラムによる開故障の診断方法について図５のタイムチャートを用いて説明する。図５は、開故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したものである。エンジン１１が冷えた状態で始動する冷間始動時には、サーモスタット１３が正常であれば閉弁しているため、冷却水の循環が停止されて、エンジン側冷却水温の上昇が促進されるが、ラジエータ側冷却水温はほとんど上昇しないため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が時間経過とともに拡大する。これに対し、開故障が発生すると、冷間始動時でも、始動当初からラジエータ１５内の冷えた冷却水がエンジン１１のウォータジャケット１２内に循環されてしまうため、始動後のエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が正常時よりもかなり小さくなる。

この点に着目し、図３の開故障診断プログラムでは、冷間始動後の所定期間のエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が大きいか小さいかによってサーモスタットが正常に閉じているか、開故障であるか否かを判別する。具体的には、まずステップ１０１で、始動時のエンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の閉弁温度以下であるか否かによって冷間始動か否かを判定し、冷間始動時でなければ、開故障の診断を行うことなく、本プログラムを終了する。

ここで、開故障の診断を冷間始動時に行う理由は、冷間始動当初は、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温とがほぼ同一若しくは近い温度であるため、冷間始動後にエンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度に達するまでの期間は、開故障時と正常時の冷却水温の上昇具合が大きく異なり、他の運転期間と比較して開故障を検出しやすいためである。

前記ステップ１０１で、冷間始動と判定された場合には、ステップ１０２に進み、開故障診断条件が成立しているか否かを判定する。ここで、開故障診断条件は、（１）エンジン側冷却水温センサ２０及びラジエータ側冷却水温センサ２１の双方が正常であること、（２）冷間始動から所定時間経過後であること（但し、所定時間は冷間始動後にエンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度に達するまでの時間以内に設定される）、（３）エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度よりも低いことであり、これら（１）〜（３）の条件を全て満たしたときに開故障診断条件が成立する。ここで、上記条件（１）（両冷却水温センサ２０，２１が正常であること）は、例えば冷却水温センサ２０，２１の出力電圧が所定範囲内であるか否かによって判定される。また、上記条件（２）（冷間始動から所定時間経過後）は、開故障時と正常時とで冷却水温の挙動に明確な相違が現れるまでに必要な時間的条件である。また、上記条件（３）（エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度よりも低いこと）は、エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度を越えるとサーモスタット１３が開弁してしまうため、開故障を判別しにくくなるためである。

上記ステップ１０２で、上記条件（１）〜（３）のいずれか１つでも満たさない場合には、開故障診断条件が不成立となり、開故障の診断を行うことなく、本プログラムを終了する。上記条件（１）（両冷却水温センサ２０，２１が正常であること）の判定を含むステップ１０２の処理は、特許請求の範囲でいう故障診断禁止手段としての役割を果たす。

これに対し、上記（１）〜（３）の条件が全て満たされて開故障診断条件が成立していれば、ステップ１０３に進み、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）を算出し、次のステップ１０４で、この温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）から開故障を判定するための開故障判定基準値αを、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、吸気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、吸気温、車速、空調装置２７のブロワモータの作動状態のうちの少なくとも１つをパラメータとしてマップ又は関数式により算出する。

この後、ステップ１０５で、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）を開故障判定基準値αと比較し、温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）が開故障判定基準値α以上のときには、ステップ１０６に進み、サーモスタット１３が正常に開いていると判定して本プログラムを終了する。

これに対し、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）が開故障判定基準値αよりも小さいときには、ステップ１０７に進み、サーモスタット１３が開故障と判定し、次のステップ１０８で、警告ランプ２８を点灯又は点滅して、運転者に警告すると共に、バックアップＲＡＭ２９に開故障の情報を記憶して本プログラムを終了する。

以上説明した図３の開故障診断プログラムは、特許請求の範囲でいう開故障診断手段としての役割を果たす。

次に、図４の閉故障診断プログラムによる閉故障の診断方法について図６のタイムチャートを用いて説明する。図６は、サーモスタット１３が閉じ放しになる閉故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したものである。エンジン側冷却水温がサーモスタット開弁温度を越えたときには、サーモスタット１３が正常であれば開弁して、ラジエータ側の冷えた冷却水がエンジン１１側へ循環され、エンジン側冷却水温が低下し、ラジエータ側冷却水温が上昇するため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が時間経過とともに小さくなる。これに対し、閉故障が発生したときには、エンジン側冷却水温がサーモスタット開弁温度を越えても、サーモスタット１３が開弁せず、冷却水の循環が行われずに、エンジン側冷却水温が上昇し続けるが、ラジエータ側冷却水温はあまり上昇しないため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が時間経過とともに益々大きくなる。

この点に着目し、図４の閉故障診断プログラムでは、冷間始動してからエンジン側冷却水温がサーモスタット１３の開弁温度に達した後の所定期間にエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差が大きいか小さいかによってサーモスタットが正常に開いているか、閉故障であるか否かを判別する。具体的には、まずステップ２０１で、始動時のエンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の閉弁温度以下であるか否かによって冷間始動か否かを判定し、冷間始動時でなければ、閉故障の診断を行うことなく、本プログラムを終了する。

これに対し、ステップ２０１で、冷間始動と判定された場合には、ステップ２０２に進み、閉故障診断条件が成立しているか否かを判定する。ここで、閉故障診断条件は、（１）エンジン側冷却水温センサ２０及びラジエータ側冷却水温センサ２１の双方が正常であること、（２）エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の開弁温度を越えてから所定時間経過していること、（３）エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の閉弁温度よりも高いことであり、これら（１）〜（３）の条件を全て満たしたときに閉故障診断条件が成立する。

ここで、上記条件（２）（サーモスタット１３の開弁温度を越えてから所定時間経過後）は、閉故障時と正常時とで冷却水温Ｔｅ，Ｔｒの挙動に明確な相違が現れるまでに必要な時間的条件である。また、上記条件（３）（エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の閉弁温度よりも高いこと）は、エンジン側冷却水温Ｔｅがサーモスタット１３の閉弁温度以下になるとサーモスタット１３が閉弁してしまうため、閉故障を判別しにくくなるためである。

上記ステップ２０２で、上記条件（１）〜（３）のいずれか１つでも満たさない場合には、閉故障診断条件が不成立となり、閉故障の診断を行うことなく、本プログラムを終了する。

これに対し、上記（１）〜（３）の条件が全て満たされて閉故障診断条件が成立していれば、ステップ２０３に進み、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）を算出し、次のステップ２０４で、この温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）から閉故障を判定するための閉故障判定基準値βを、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、吸気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、吸気温、車速、空調装置２７のブロワモータの作動状態のうちの少なくとも１つをパラメータとしてマップ又は関数式により算出する。

この後、ステップ２０５で、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）を閉故障判定基準値βと比較し、温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）が閉故障判定基準値β以下のときには、ステップ２０６に進み、サーモスタット１３が正常に閉じていると判定して本プログラムを終了する。

これに対し、エンジン側冷却水温Ｔｅとラジエータ側冷却水温Ｔｒとの温度差（Ｔｅ−Ｔｒ）が閉故障判定基準値βよりも大きいときには、ステップ２０７に進み、サーモスタット１３が閉故障と判定し、次のステップ２０８で、警告ランプ２８を点灯又は点滅して、運転者に警告すると共に、バックアップＲＡＭ２９に閉故障の情報を記憶して本プログラムを終了する。尚、本プログラムは、特許請求の範囲でいう閉故障診断手段としての役割を果たす。

以上説明した実施形態（１）によれば、エンジン側冷却水温センサ２０とラジエータ側冷却水温センサ２１により検出したエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温とに基づいて、従来では検出できなかったサーモスタット１３の故障を検出できるので、サーモスタット１３の故障による燃費悪化、エミッション増加、オーバーヒートを未然に防止できる。しかも、エンジン側冷却水温センサ２０は、従来のエンジンにも設けられていたエンジン制御用の水温センサを使用すれば良いので、従来のエンジン制御システムにラジエータ側冷却水温センサ２１を新たに追加するだけで良く、比較的構成が簡単で、コストアップも少なくて済み、低コスト化の要求も満たすことができる。

更に、この実施形態（１）では、故障判定基準値を設定する際に、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、吸気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、吸気温、車速、空調装置２７のブロワモータの作動状態のうちの少なくとも１つをパラメータとして故障判定基準値を算出するようにしたので、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を考慮した故障判定が可能となり、その分、故障診断精度を向上することができる。

［実施形態（２）］前記実施形態（１）では、サーモスタット１３の開故障と閉故障の診断を、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温との温度差に基づいて行ったが、図７及び図８に示す実施形態（２）では、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の各々の温度変化率に基づいてサーモスタット１３の開故障と閉故障の診断を次のようにして行う。

図７に示す開故障診断プログラムでは、図３と同じく、冷間始動時で且つ開故障診断条件が成立しているときに、ステップ１０３ａ以降の開故障の診断処理を実行する（ステップ１０１，１０２）。開故障診断条件は、前記実施形態（１）と同じである。開故障の診断を行う場合には、まずステップ１０３ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅを、前回のエンジン側冷却水温Ｔｅ（ｉ−１）と今回のエンジン側冷却水温Ｔｅ（ｉ）との差の絶対値で求めると共に、ラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒを、前回のラジエータ側冷却水温Ｔｒ（ｉ−１）と今回のラジエータ側冷却水温Ｔｒ（ｉ）との差の絶対値で求める。

この後、ステップ１０４ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅから開故障を判定するための開故障判定基準値γと、ラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒから開故障を判定するための開故障判定基準値δを、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、吸気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、吸気温、車速、空調装置２７のブロワモータの作動状態のうちの少なくとも１つをパラメータとしてマップ又は関数式により算出する。

この後、ステップ１０５ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅが開故障判定基準値γ以上で、且つラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒが開故障判定基準値δ以下であるか否かを判定し、ΔＴｅ≧γとΔＴｒ≦δの双方の条件を満たしていれば、ステップ１０６に進み、サーモスタット１３が正常に開いていると判定して本プログラムを終了する。

これに対し、ΔＴｅ≧γとΔＴｒ≦δのいずれか一方でも条件を満たさないときには、ステップ１０７に進み、サーモスタット１３が開故障と判定し、次のステップ１０８で、警告ランプ２８を点灯又は点滅して運転者に警告すると共に、バックアップＲＡＭ２９に開故障の情報を記憶して本プログラムを終了する。

一方、図８に示す閉故障診断プログラムでは、図４と同じく、冷間始動時で且つ閉故障診断条件が成立しているときに、ステップ２０３ａ以降の閉故障の診断処理を実行する（ステップ２０１，２０２）。閉故障診断条件は前記実施形態（１）と同じである。閉故障の診断を行う場合には、まずステップ２０３ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅを、前回のエンジン側冷却水温Ｔｅ（ｉ−１）と今回のエンジン側冷却水温Ｔｅ（ｉ）との差の絶対値で求めると共に、ラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒを、前回のラジエータ側冷却水温Ｔｒ（ｉ−１）と今回のラジエータ側冷却水温Ｔｒ（ｉ）との差の絶対値で求める。

この後、ステップ２０４ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅとラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒとの比ΔＴｅ／ΔＴｒから閉故障を判定するための閉故障判定基準値εを、エンジン１１の発熱量や冷却水の放熱量を左右するパラメータである、吸気量Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、吸気温、車速、空調装置２７のブロワモータの作動状態のうちの少なくとも１つをパラメータとしてマップ又は関数式により算出する。

この後、ステップ２０５ａで、エンジン側冷却水温変化率ΔＴｅとラジエータ側冷却水温変化率ΔＴｒとの比ΔＴｅ／ΔＴｒを閉故障判定基準値εと比較し、ΔＴｅ／ΔＴｒ≦εであれば、ステップ２０６に進み、サーモスタット１３が正常に閉じていると判定して本プログラムを終了する。

これに対し、ΔＴｅ／ΔＴｒ＞εの場合には、ステップ２０７に進み、サーモスタット１３が閉故障と判定し、次のステップ２０８で、警告ランプ２８を点灯又は点滅して、運転者に警告すると共に、バックアップＲＡＭ２９に閉故障の情報を記憶して本プログラムを終了する。

［その他の実施形態］前記実施形態（１），（２）では、サーモスタット１３の開故障の診断を冷間始動後の所定時間経過後に行うようにしたが、開弁状態のサーモスタット１３が閉弁した後（図５のＴ２以後）の所定時間経過後に開故障を診断するようにしても良い。要は、サーモスタット１２が正常であれば閉じている温度領域で、開故障の診断を行うようにすれば良い。また、故障判定基準値を算出する際に用いるパラメータとして、吸気量に代えて吸気管圧力を用いても良く、また、吸気温に代えて外気温を用いても良い。

また、図１のシステム構成例では、ラジエータ１５を冷却する冷却ファン１８をエンジン１１の動力によって回転駆動するようにしたが、電動モータを駆動源とする電動ファンを用いるようにしても良い。また、ラジエータ１５の取付位置はウォータジャケット１２の出口部に限定されず、ウォータジャケット１２の入口部等、他の部分であっても良い。

また、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動は、ウォータポンプ１７、冷却ファン１８、空調装置２７のブロワモータの故障によっても影響を受けるため、エンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温からウォータポンプ１７、冷却ファン１８、空調装置２７のブロワモータの故障も診断するようにしても良い。また、エンジン側冷却水温センサ２０の故障時には、ラジエータ側冷却水温センサ２１の出力信号をエンジン制御情報として用いるようにしても良い。

その他、本発明は、開故障診断プログラムと閉故障診断プログラムのいずれか一方のみを実施するようにしても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

本発明の実施形態（１）におけるエンジン冷却系全体の構成を示す図サーモスタット故障診断メインプログラムの処理の流れを示すフローチャート実施形態（１）の開故障診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート実施形態（１）の閉故障診断プログラムの処理の流れを示すフローチャートサーモスタットが開き放しになる開故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したタイムチャートサーモスタットが閉じ放しになる閉故障が発生したときのエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の挙動を正常時と比較して示したタイムチャート実施形態（２）の開故障診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート実施形態（２）の閉故障診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート

符号の説明

１１…エンジン
１２…ウォータジャケット
１３…サーモスタット
１４…冷却水循環路
１５…ラジエータ
１６…冷却水循環路
１８…冷却ファン
２０…エンジン側冷却水温センサ（エンジン側冷却水温検出手段）
２１…ラジエータ側冷却水温センサ（ラジエータ側冷却水温検出手段）
２２…ＥＣＵ（故障診断手段，開故障診断手段，閉故障診断手段，故障診断禁止手段）
２３…エンジン回転数センサ
２４…吸気量センサ
２５…吸気温センサ
２６…車速センサ
２７…空調装置
２８…警告ランプ（警告手段）
２９…バックアップＲＡＭ

Claims

エンジンを冷却する冷却水の循環経路において該エンジンとラジエータとの間に設けられたサーモスタットの故障を検出する内燃機関冷却系のサーモスタット故障検出装置であって、
前記サーモスタットよりも前記エンジン側の冷却水循環経路の冷却水温（以下「エンジン側冷却水温」という）を検出するエンジン側冷却水温検出手段と、
前記サーモスタットよりも前記ラジエータ側の冷却水循環経路の冷却水温（以下「ラジエータ側冷却水温」という）を検出するラジエータ側冷却水温検出手段と、
前記エンジン側及び前記ラジエータ側の両冷却水温検出手段によって検出したエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温とに基づいて前記サーモスタットの故障の有無を診断する故障診断手段とを備え、
前記故障診断手段は、前記サーモスタットが正常であれば閉じている温度領域で、該サーモスタットが閉じずに開き放しになる故障（以下「開故障」という）の有無を診断する開故障診断手段であり、
該開故障診断手段は、前記エンジン側及び前記ラジエータ側の両冷却水温検出手段によって検出したエンジン側冷却水温とラジエータ側冷却水温の各々の温度変化率に基づいて前記サーモスタットの開故障の有無を診断するとともに、故障判定の判定基準値を、外気温、吸気温、空調装置の作動状態のうちの少なくとも１つに基づいて設定する判定基準値設定手段を有することを特徴とするエンジン冷却系のサーモスタット故障検出装置。