(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路の水温を検出するバイパス水温センサと、前記エンジン冷却水通路と前記バイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置であって、
前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサまたは前記バイパス水温センサの少なくとも一方が正常である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記正常な水温センサを用いて前記切替弁の閉故障を判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の切替弁故障判定装置において、
前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサまたは前記バイパス水温センサのいずれか一方の水温センサについては正常であるか異常であるかを判定できない未正常判定であり、他方の水温センサが正常である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記正常な水温センサを用いて前記切替弁の閉故障を判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の切替弁故障判定装置において、
前記エンジン水温センサが正常である場合、前記切替弁開弁要求後に前記エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値の上昇率が、前記切替弁の閉弁時のエンジン水温上昇率よりも低い場合には、前記切替弁は正常であると判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の切替弁故障判定装置において、
前記エンジン水温センサが正常である場合、前記切替弁開弁要求後に前記エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値が所定値よりも小さい場合には、前記切替弁は正常であると判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の切替弁故障判定装置において、
前記エンジン水温センサが正常である場合、前記切替弁の閉弁中のエンジン水温を推定し、前記エンジン水温の推定値と、前記切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値との差が所定値以上である場合には、前記切替弁は正常であると判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の切替弁故障判定装置において、
前記バイパス水温センサが正常である場合、前記切替弁が閉弁であるときのバイパス水温算出値と、前記切替弁開弁要求後に前記バイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以上である場合には、前記切替弁は正常であると判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項７】
エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路の水温を検出するバイパス水温センサと、前記エンジン冷却水通路と前記バイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置であって、
前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサ及び前記バイパス水温センサの両方が正常であると判定された場合、前記切替弁の開弁要求後のエンジン水温検出値とバイパス水温検出値との差が所定値以下である場合には、前記切替弁は正常であると判定することを特徴とする切替弁故障判定装置。
【請求項８】
エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路の水温を検出するバイパス水温センサと、エンジン内に冷却水を循環するエンジン冷却水通路とエンジンをバイパスするバイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置であって、
前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサ及び前記バイパス水温センサの両方の水温センサの異常または正常を確定できない未正常判定の状態である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値と前記バイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以下である場合には、前記切替弁は正常であると判定する切替弁故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン（内燃機関）冷却系の切替弁の故障を判定する切替弁故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジンでは、冷却水通路としてウォータジャケットをエンジン（シリンダブロック及びシリンダヘッド）に設け、冷却水をウォータポンプによってウォータジャケットを経由して循環させることで、エンジン全体を冷却（暖機）するようにしている。このような冷却系において、エンジン冷却水通路と、エンジンをバイパスするヒータ系統（ヒータ通路）との冷却水の循環を制限する切替弁を設け、冷間中は切替弁を閉弁し、エンジン内（ウォータジャケット内）の冷却水の流通を停止（エンジン内水停止）することによってエンジンの早期暖機を行う技術がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
こうしたエンジン内水停止を行う冷却系においては、例えば、エンジンの出口水温を検出するエンジン水温センサと、ヒータ系統の水温を検出するヒータ系水温センサ（例えばヒータ入口水温センサ）とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０２６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２０８７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したエンジン内水停止を行う冷却系において、切替弁が閉故障すると、エンジン内の冷却水が沸騰するおそれがあるため、切替弁が閉故障していることを検出する必要がある。切替弁の閉故障は水温センサの水温検出値を用いて判定することは可能であるが、水温センサの異常／正常を確定できないときに水温検出値から切替弁故障を判定すると、水温センサの故障または切替弁の故障のいずれであるのかを判別することができない。なお、切替弁の閉故障は、例えば、弁体のシール部分の固着、感温部のサーモワックスの漏れ、弁体を付勢するばねの特性変化などによって発生する。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、エンジン内に冷却水を循環するエンジン冷却水通路とエンジンをバイパスするバイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁を備え、その切替弁の閉弁によりエンジン内の冷却水の流通を停止する冷却系において、切替弁の閉故障を正確に判定することが可能な切替弁故障判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路（ヒータ通路）の水温を検出するバイパス水温センサ（ヒータ入口水温センサ）と、前記エンジン冷却水通路と前記バイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置を前提としている。そして、このような切替弁故障判定装置において、前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサまたは前記バイパス水温センサの少なくとも一方が正常である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記正常な水温センサを用いて前記切替弁の閉故障を判定することを技術的特徴としている。より具体的には、切替弁の閉弁時に、前記エンジン水温センサまたは前記バイパス水温センサのいずれか一方の水温センサについては正常であるか異常であるかを判定できない未正常判定であり、他方の水温センサが正常である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記正常な水温センサを用いて前記切替弁の閉故障を判定する。
【０００８】
本発明によれば、切替弁開弁前において、エンジン水温センサまたはバイパス水温センサのいずれか一方の水温センサについては正常または異常を確定できない未正常判定となっていても、その未正常判定の水温センサの正常判定を行う前に、正常判定済みの水温センサを用いて切替弁の閉故障を判定することができる。このように、正常／異常を確定できていない水温センサを用いずに、正常判定済みの水温センサを用いることにより、水温センサ異常と切替弁閉故障とを区別することが可能になり、切替弁の閉故障を正確に判定することができる。
【０００９】
本発明の具体的な構成として、エンジン水温センサが正常である場合、切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値の上昇率が、切替弁の閉弁時のエンジン水温上昇率よりも低い場合には、切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００１０】
この発明では、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の冷却水（高温水）とバイパス通路内の冷却水（低温水）とが混合して実際のエンジン水温が低下するので、エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値の変化率は、切替弁閉弁時の場合と比較して低くなるという点に着目し、切替弁開弁要求後に、エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値の上昇率が、切替弁の閉弁時のエンジン水温上昇率よりも低い場合は「切替弁正常」であると判定し、上記エンジン水温検出値の上昇率が切替弁閉弁時のエンジン水温上昇率以上である場合には「切替弁閉故障」であると判定する。このように、エンジン水温センサが正常である場合は、その正常なエンジン水温センサを用いて切替弁の正常または閉故障を正確に判定することができる。
【００１１】
他の具体的な構成として、エンジン水温センサが正常である場合、切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値が所定値よりも小さい場合には、前記切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００１２】
この発明では、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の冷却水（高温水）とバイパス通路内の冷却水（低温水）とが混合して実際のエンジン水温が低下し、これに伴ってエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値も低下するのに対し、切替弁が閉故障している場合、開弁要求してもエンジン内の冷却水が流通しないので実際のエンジン水温が上昇していき、これに伴ってエンジン水温センサにて検出されるンジン水温検出値は上昇していく。つまり、切替弁が正常である場合のエンジン水温検出値は、切替弁が閉故障している場合と比較して低くなるという点に着目して、切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値が所定値よりも小さい場合は「切替弁正常」であると判定し、そのエンジン水温検出値が所定値以上である場合には「切替弁閉故障」であると判定する。このように、エンジン水温センサが正常である場合は、その正常なエンジン水温センサを用いて切替弁の正常または閉故障を正確に判定することができる。
【００１３】
他の具体的な構成として、エンジン水温センサが正常である場合、切替弁の閉弁中のエンジン水温を推定し、そのエンジン水温推定値と、切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値との差が所定値以上である場合には、切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００１４】
この発明では、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の冷却水（高温水）とバイパス通路内の冷却水（低温水）とが混合して実際のエンジン水温が低下し、これに伴ってエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値も低下するのに対し、切替弁閉弁中（エンジン内水停止中）を条件に推定したエンジン水温推定値は時間の経過とともに上昇していくので、切替弁正常時のエンジン水温検出値と上記エンジン水温推定値とは乖離するという点に着目し、切替弁閉弁中を条件に推定したエンジン水温推定値と、切替弁開弁要求後にエンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値との差が所定値以上である場合は「切替弁正常」であると判定し、上記エンジン水温推定値とエンジン水温検出値との差が所定値未満である場合は「切替弁閉故障」であると判定する。このように、エンジン水温センサが正常である場合は、その正常なエンジン水温センサを用いて切替弁の正常または閉故障を正確に判定することができる。
【００１５】
他の具体的な構成として、バイパス水温センサが正常である場合、切替弁が閉弁であるときのバイパス水温算出値と、切替弁開弁要求後にバイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以上である場合には、切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００１６】
この発明では、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の高温水がバイパス通路内に流入するので、バイパス通路内の冷却水の水温が上昇し、これに伴ってバイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値も上昇するのに対し、切替弁が閉弁であるときのバイパス水温算出値（例えば、排気熱回収器等にてバイパス通路内の冷却水に伝わる熱量を基に算出した水温算出値）の上昇速度は遅いので、そのバイパス水温算出値と切替弁正常時のバイパス水温検出値とは乖離するという点に着目し、切替弁が閉弁であるときのバイパス水温算出値と、切替弁開弁要求後にバイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以上である場合は「切替弁正常」であると判定し、上記切替弁閉弁時のバイパスイ水温算出値とバイパス水温検出値との差が所定値よりも小さい場合は「切替弁閉故障」であると判定する。このように、エンジン水温センサが正常である場合は、その正常なエンジン水温センサを用いて切替弁の正常または閉故障を正確に判定することができる。
【００１７】
本発明の他の解決手段として、エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路の水温を検出するバイパス水温センサと、前記エンジン冷却水通路と前記バイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置において、前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサ及び前記バイパス水温センサの両方が正常であると判定された場合、前記切替弁の開弁要求後のエンジン水温検出値とバイパス水温検出値との差が所定値以下である場合には、前記切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００１８】
この発明では、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の冷却水（高水温）とバイパス通路内の冷却水（低水温）とが混合して、実際のエンジン水温と実際のバイパス水温とが略同等になるので、エンジン水温センサ及びバイパス水温センサの両方の水温センサが正常であれば、それら２つの水温センサにて検出される水温検出値は略同等になるという点を解決原理としており、切替弁開弁要求後に、エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値とバイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以下である場合は「切替弁正常」であると判定し、上記エンジン水温検出値とバイパス水温検出値との差が所定値よりも大きい場合は「切替弁閉故障」であると判定する。
【００１９】
本発明の他の解決手段として、エンジン冷却水通路の水温を検出するエンジン水温センサと、エンジンをバイパスするバイパス通路の水温を検出するバイパス水温センサと、前記エンジン冷却水通路と前記バイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁とを備えた冷却系に適用され、前記切替弁の閉故障を判定する切替弁故障判定装置において、前記切替弁閉弁時に、前記エンジン水温センサ及び前記バイパス水温センサの両方の水温センサの異常または正常を確定できない未正常判定の状態である場合、前記切替弁の開弁要求後に、前記エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値と、前記バイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以下である場合には、前記切替弁は正常であると判定するという構成を挙げることができる。
【００２０】
この発明によれば、エンジン水温センサ及びバイパス水温センサの両方の正常または異常を確定できない未正常判定の状態であっても、それら２つの水温センサと切替弁とを同時に正常判定することが可能になる場合もある。この点について以下に説明する。
【００２１】
まず、切替弁への開弁要求により、切替弁が実際に開いた場合（切替弁が正常である場合）、エンジン内の冷却水（高温水）とバイパス通路内の冷却水（低温水）とが混合して、実際のエンジン水温と実際のバイパス水温とが略同等になる。ここで、エンジン水温センサ及びバイパス水温センサの両方の水温センサの正常または異常が判定されていなくても、実際のエンジン水温センサ及びバイパス水温センサが共に正常である場合は、それら２つの水温センサにて検出される水温検出値は略同等な値となる。したがって、切替弁開弁要求後に、エンジン水温センサにて検出されるエンジン水温検出値と、バイパス水温センサにて検出されるバイパス水温検出値との差が所定値以下であれば、エンジン水温センサ及びバイパス水温センサは正常であり、切替弁についても正常であると判定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エンジン内に冷却水を循環するエンジン冷却水通路とエンジンをバイパスするバイパス通路との冷却水の循環を制限する切替弁を備え、その切替弁の閉弁によりエンジン内の冷却水の流通を停止するエンジン冷却系において、切替弁の閉故障を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用するエンジンの冷却系の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の冷却系に用いる切替弁の構造を示す断面図である。なお、（Ａ）では切替弁の閉弁状態を示し、（Ｂ）では切替弁の開弁状態を示している。
【図３】図１のエンジンの冷却系において、冷間中に冷却水通路を循環する冷却水の流れを示す図（Ａ）、及び、エンジン半暖機状態のときに冷却水通路を循環する冷却水の流れを示す図（Ｂ）を併記して示す図である。
【図４】図１のエンジンの冷却系においてエンジン完全暖機時に冷却水路を循環する冷却水の流れを示す図である。
【図５】ＥＣＵが備えるｔｈｗ１カウンタ、ｔｈｗ２カウンタ、高水温継続カウンタ及び低水温継続カウンタを示す図である。
【図６】切替弁故障判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】切替弁故障判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】切替弁故障判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】切替弁故障判定処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】切替弁故障判定処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】切替弁故障判定処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】切替弁故障判定処理の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１３】切替弁故障判定処理の別の例を示すフローチャートである。
【図１４】切替弁故障判定処理の別の例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
本発明を適用するエンジン１の冷却系（エンジン内水停止冷却系）について図１を参照して説明する。
【００２６】
この例の冷却系は、電動ウォータポンプ（電動ＷＰ）２、ラジエータ３、サーモスタット４、ヒータ５、排気熱回収器６、ＥＧＲクーラ７、切替弁１０、及び、これら機器に冷却水を循環する冷却水通路２００などを備えている。
【００２７】
冷却水通路２００は、冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）を、エンジン１、ラジエータ３及びサーモスタット４を経由して循環させるエンジン冷却水通路２０１と、冷却水を、ＥＧＲクーラ７、排気熱回収器６、ヒータ５及びサーモスタット４を経由して循環させるヒータ通路２０２とを備えている。そして、この例では、これらエンジン冷却水通路２０１とヒータ通路２０２との冷却水循環に、１台の電動ウォータポンプ２を併用している。
【００２８】
エンジン１は、コンベンショナル車両やハイブリッド車両などに搭載されるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等であって、シリンダブロック及びシリンダヘッドにウォータジャケット（図示せず）が設けられている。エンジン１には、冷却水出口（シリンダヘッドのウォータジャケット出口）１ｂの水温を検出するエンジン水温センサ２１が配置されている。また、エンジン１の吸気通路には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２３、及び、エンジン１への吸入空気量を検出するエアフロメータ２４が配置されている。さらに、エンジン１には、出力軸であるクランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数センサ２５が配置されている。これらエンジン水温センサ２１、吸気温センサ２３、エアフロメータ２４、及び、エンジン回転数センサ２５の各出力信号はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３００に入力される。
【００２９】
電動ウォータポンプ２は、電動モータの回転数を制御することにより吐出流量（吐出圧）を可変に設定することが可能なウォータポンプであって、吐出口がエンジン１の冷却水入口（ウォータジャケットの入口）１ａに連通するように配設されている。電動ウォータポンプ２の作動はＥＣＵ３００によって制御される。なお、電動ウォータポンプ２は、エンジン１の始動に伴って駆動され、エンジン１の運転状態等に応じて吐出流量が制御される。
【００３０】
サーモスタット４は、例えば感温部のサーモワックスの膨張・収縮によって作動する弁装置であって、冷却水温が比較的低い場合は、ラジエータ３と電動ウォータポンプ２との間の冷却水通路を遮断してラジエータ３（エンジン冷却水通路２０１）に冷却水を流さないようになっている。一方、エンジン１の暖機完了後、すなわち冷却水温度が比較的高い場合には、その冷却水温に応じてサーモスタット４が作動（開弁）してラジエータ３に冷却水の一部が流れることにより、冷却水が回収した熱がラジエータ３から大気に放出される。なお、この例において、サーモスタット４は、上記感温部の周辺水温（≒ワックス温度）が、後述する切替弁１０の開弁温度（例えば７０℃）よりも高い水温（例えば８２℃以上）になったときに開弁するように設定されている。
【００３１】
ヒータ通路２０２は、エンジン１をバイパスするバイパス通路である。ヒータ通路２０２には、冷却水流れの上流側から、ＥＧＲクーラ７、排気熱回収器６、及び、ヒータ５が直列に接続されており、電動ウォータポンプ２から吐出した冷却水が、［ＥＧＲクーラ７→排気熱回収器６→ヒータ５→サーモスタット４→電動ウォータポンプ２］の順で循環する。ヒータ通路２０２には、ＥＧＲクーラ７と排気熱回収器６との間にヒータ接続通路２０２ａが接続されている。このヒータ接続通路２０２ａは切替弁１０を介してエンジン１の冷却水出口（シリンダヘッドのウォータジャケット出口）１ｂに接続されている。切替弁（制御弁）１０はヒータ接続通路２０２ａを開閉する。切替弁１０の詳細については後述する。
【００３２】
ヒータ５は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するための熱交換器であって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時（ヒータｏｎ時）には送風ダクト内を流れる空調風をヒータ５（ヒータコア）に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外（例えば冷房時）のとき（ヒータｏｆｆ時）には空調風がヒータ５をバイパスするようになっている。ヒータ５には、ヒータ入口水温センサ２２が配置されている。このヒータ入口水温センサ２２の出力信号はＥＣＵ３００に入力される。なお、ヒータ５の入口水温は、ヒータ通路２０２（バイパス通路）を流れる冷却水の温度と同等であるので、上記ヒータ入口水温センサ２２がバイパス水温センサに相当する。
【００３３】
排気熱回収器６は、エンジン１の排気通路に配置され、排気ガスの熱を冷却水によって回収するための熱交換器であって、その回収した熱はエンジン暖機や車室内暖房などに利用される。ＥＧＲクーラ７は、エンジン１の排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に配置され、このＥＧＲ通路を通過（還流）するＥＧＲガスを冷却するための熱交換器である。
【００３４】
−切替弁−
次に、上記冷却系に用いる切替弁１０について図２を参照して説明する。
【００３５】
この例の切替弁１０は、ハウジング１１、弁体１２、圧縮コイルばね１３、及び、感温部１４などを備えている。
【００３６】
ハウジング１１には、図１に示すエンジン１の冷却水出口（シリンダヘッドのウォータジャケット出口）１ｂに接続される冷却水入口１１ａ、ラジエータ３に接続されるラジエータ接続口１１ｂ、及び、ヒータ接続口１１ｃが設けられている。このヒータ接続口１１ｃは、図１に示すヒータ接続通路２０２ａを介してヒータ通路２０２に接続される。
【００３７】
ハウジング１１の内部には、バルブシート（弁座）１１１とばね座１１２とが互いに対向する状態で設けられている。これらバブルシート１１１とばね座１１２との間の空間（弁体１２の上流側の空間）が水導入部１１ｄとなっている。この水導入部１１ｄに上記冷却水入口１１ａが連通しており、その水導入部１１ｄを介してラジエータ接続口１１ｂが冷却水入１１ａに連通している。また、弁体１２の下流側の空間が水導出部１１ｅとなっており、この水導出部１１ｅに上記ヒータ接続口１１ｃが連通している。
【００３８】
弁体１２は、上記ハウジング１１の内部で上記バルブシート１１１とばね座１１２との間に、そのバルブシート１１１に対し接離可能に配設されている。この弁体１２と後述する感温部１４のケース１４１とは一体化されている。また、弁体１２とばね座１１２との間には圧縮コイルばね１３が挟み込まれており、その圧縮コイルばね１３の弾性力によって弁体１２がバブルシート１１１に向けて付勢されている。
【００３９】
感温部（感温アクチュエータ）１４はケース１４１及びロッド１４２を備えている。ロッド１４２は、弁体１２の開閉方向に沿って延びる棒状の部材であって、ケース１４１に摺動自在に配設されている。ロッド１４２は弁体１２を貫通しており、このロッド１４２に対し弁体１２が開閉方向に摺動可能となっている。また、ロッド１４２の先端部はハウジング１１の壁体１１ｆ（冷却水入口１１ａとは反対側の壁体）を貫通しており、その先端部がロッド保持部材１６によって保持されている。
【００４０】
感温部１４のケース１４１内には、感温部１４の周辺水温（以下、切替弁周辺水温ともいう）の変化（ワックス温度変化）によって膨張・収縮するサーモワックス１４３が充填されており、このサーモワックス１４３の膨張・収縮によりロッド１４２のケース１４１に対する突出量が変化するようになっている。なお、サーモワックス１４３はゴム等からなるシール材１４４内に収容されている。
【００４１】
そして、以上の構造の切替弁１０において、切替弁周辺水温（≒ワックス温度）Ｔｖｗが所定値（この例では７０℃）よりも低いときには、ケース１４１からのロッド１４２の突出量が小さい（ケース１４１内へのロッド１４２の没入量が大きい）状態となり、弁体１２がバルブシート１１１に圧縮コイルばね１３の弾性力によって着座（閉弁）する（図２（Ａ））。このような閉弁状態から、切替弁周辺水温Ｔｖｗが上記所定値以上（７０℃以上）になると、感温部１４のサーモワックス１４３が膨張する。このサーモワックス１４３の膨張により、ケース１４１からのロッド１４２の突き出し量が大きくなって、感温部１４の全体つまり弁体１２が圧縮コイルばね１３の弾性力に抗してバブルシート１１１から離れる向きに移動して弁体１２がバブルシート１１１から離座（開弁）する（図２（Ｂ））。
【００４２】
このように、この例の切替弁１０は、切替弁周辺水温Ｔｖｗが所定値（７０℃）よりも低いときには閉弁状態となり、図１に示すエンジン１の冷却水出口１ｂ（エンジン冷却水通路２０１）とヒータ通路２０２とが遮断される（エンジン冷却水通路とバイパス通路との冷却水の循環が制限される）。一方、切替弁周辺水温Ｔｖｗが所定値以上（７０℃以上）であるときには開弁状態となり、図１に示すエンジン１の冷却水出口１ｂ（エンジン冷却水通路２０１）とヒータ通路２０２とが連通する。なお、冷却水入口１１ａとラジエータ接続口１１ｂとは連通しているが、図１に示すサーモスタット４が閉弁状態であるときには、冷却水入口１１ａに流入した冷却水はラジエータ接続口１１ｂには流れない。
【００４３】
ここで、この例の切替弁１０においては、感温部１４の内部に電気ヒータ１５が埋め込まれており、この電気ヒータ１５への通電により発生する熱によってサーモワックス１４３を溶かすことにより、切替弁１０を強制的に開弁状態にすることもできる。このヒータ通電による切替弁１０の開弁は、後述する水温センサ異常判定処理（２回目のヒータ入口水温センサ２２の正常判定の際）などにおいて行われる。なお、切替弁１０の電気ヒータ１５は切替弁コントローラ（図示せず）によって作動される。切替弁コントローラはＥＣＵ３００からの開弁要求に応じて切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を行う。
【００４４】
−冷却系の動作説明−
図１に示すエンジン１の冷却系の冷却水通路を循環する冷却水の流れについて図３及び図４を参照して説明する。
【００４５】
まず、冷間中は、切替弁１０の感温部１４の周辺水温Ｔｖｗが低い（７０℃未満）ので切替弁１０が閉弁状態となり、エンジン１内（ウォータジャケット内）の冷却水の流通が停止される（エンジン内水停止）。これによりエンジン１が早期に暖機される。また、切替弁１０が閉弁状態のときには、図３（Ａ）に示すように、電動ウォータポンプ２の作動によりヒータ通路２０２内に冷却水が循環し、冷却水が［電動ウォータポンプ２→ＥＧＲクーラ７→排気熱回収器６→ヒータ５→サーモスタット４→電動ウォータポンプ２］の順で流れる。このような早期暖機中に、暖房の要求があるときには、排気熱回収器６にて回収した熱にてヒータ５に必要な熱量を賄うようにすればよい。
【００４６】
次に、エンジン１が半暖機状態になり、切替弁１０の感温部１４の周辺水温Ｔｖｗが所定以上（７０℃以上）になると切替弁１０が開弁する。切替弁１０が開弁すると、図３（Ｂ）に示すように、上記ヒータ通路２０２内の冷却水循環に加えて、冷却水が、［電動ウォータポンプ２→エンジン１の冷却水入口１ａ→エンジン１内（ウォータジャケット内）→エンジン１の冷却水出口１ｂ→切替弁１０→ヒータ接続通路２０２ａ］の順で流れてエンジン１が冷却される。また、切替弁１０が開弁状態になると、エンジン冷却水通路２０１内（エンジン１内）の冷却水とヒータ通路（バイパス通路）２０２内の冷却水とが混合される。
【００４７】
そして、エンジン１が完全暖機状態になると、図４に示すように、サーモスタット４が作動（開弁）してラジエータ３に冷却水の一部が流れるようになり、冷却水が回収した熱がラジエータ３から大気に放出される。
【００４８】
−ＥＣＵ−
次に、ＥＣＵ３００について説明する。ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００４９】
ＥＣＵ３００には、上記エンジン水温センサ２１、吸気温センサ２３、エアフロメータ２４、エンジン回転数センサ２５を含むエンジン１の運転状態を検出する各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ３００にはヒータ入口水温センサ２２及びイグニッションスイッチ（図示せず）等が接続されている。
【００５０】
また、ＥＣＵ３００は、図５に示すように、ｔｈｗ１カウンタ３０１、ｔｈｗ２カウンタ３０２、高水温継続カウンタ３１１、及び、低水温継続カウンタ３１２を備えている。高水温継続カウンタ３１１及び低水温継続カウンタ３１２は、それぞれ、時間を計時するカウンタである。なお、ｔｈｗ１カウンタ３０１及びｔｈｗ２カウンタ３０２については後述する。
【００５１】
そして、ＥＣＵ３００は、エンジン運転状態を検出する各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブの開度制御、燃料噴射量制御（インジェクタの開閉制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ３００は、下記の「切替弁閉故障判定処理」を実行する。
【００５２】
−切替弁閉故障判定処理−
［判定処理例１］
切替弁１０の閉故障判定処理の一例について図６〜図８のフローチャートを参照して説明する。この図６〜図８の処理ルーチンはＥＣＵ３００において実行される。
【００５３】
図６〜図８の処理ルーチンの実行中において、ＥＣＵ３００は、エンジン水温センサ２１、ヒータ入口水温センサ２２、吸気温センサ２３及びエアフロメータ２４の各出力信号に基づいて、エンジン水温ｔｈｗ１、ヒータ入口水温ｔｈｗ２、吸気温ｔｈａ、及び、吸入空気量ｇａを逐次認識（例えば、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃの周期で認識）している。
【００５４】
図６〜図８に示す処理ルーチンはイグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で開始される。この処理ルーチンが開始されると、まずは、図６のステップＳＴ１０１において、エンジン水温センサ２１の１回目の正常判定が実施済みであるか否かを判定する。
【００５５】
そのエンジン水温センサ２１の正常判定については、エンジン水温ｔｈｗ１と吸気温ｔｈａとのラショナリティ（ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ：合理性）判定によって行う。具体的には、エンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１と、吸気温センサ２３にて検出される吸気温ｔｈａのとの温度差（ｔｈｗ１−ｔｈａ）を算出し、その温度差が所定の範囲内であるか否かを判定する。この例では、［−２０℃≦ｔｈｗ１−ｔｈａ≦２０℃］である場合は、「エンジン水温センサ：判定１回目で正常判定済み」と判定してステップＳＴ１０２に進む。一方、［｜ｔｈｗ１−ｔｈａ｜＞２０℃］である場合は、「エンジン水温センサ：判定１回目では未正常判定」であると判定して図８のステップＳＴ３００に移行する。なお、「ラショナリティ判定」とは、複数のセンサ値（温度検出値）が同等になるべき状況のときに、それら複数のセンサ値（温度検出値）が同等になっているか否かを確認するロジックである。
【００５６】
ステップＳＴ１０２では、ヒータ入口水温センサ２２の１回目の正常判定が実施済みであるか否かを判定する。
【００５７】
具体的には、エアフロメータ２４の出力信号に基づいてエンジン始動時からの吸入空気量ｇａの積算値（Σｇａ）を算出し、その吸入空気量積算値Σｇａが規定値γ２［ｇ］以上になったときのヒータ入口水温センサ２２の出力信号に基づいて、ヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）の偏差（エンジン始動時のヒータ入口水温検出値との偏差（ｔｈｗ２偏差））を算出する。そして、そのｔｈｗ２偏差が所定の判定値（例えば５℃）以上であるか否かを判定（スタック判定）し、ｔｈｗ２偏差が上記判定値以上である場合は、「ヒータ入口水温センサ：判定１回目で正常判定済み」と判定してステップＳＴ１０３に進む。ｔｈｗ２偏差が上記判定値（例えば５℃）未満である場合は、「ヒータ入口水温センサ：判定１回目では未正常判定」であると判定して図７のステップＳＴ２０１に進む。
【００５８】
上記吸入空気量積算値（Σｇａ）に対して設定する規定値γ２［ｇ］については、排気熱回収器６やＥＧＲクーラ７等によって排気熱がヒータ通路２０２を循環する冷却水に伝わる熱量によりヒータ通路２０２内の冷却水が上昇する過程において、エンジン始動時からのヒータ入口水温センサ２２（正常状態）の検出値変動量（偏差）が上記所定の判定値（例えば５℃）以上に上昇するのに必要な吸入空気量の積算値（Σｇａ）を、実験・シミュレーション等によって取得しておき、その結果を基に規定値γ２［ｇ］を適合する。
【００５９】
上記ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は、ステップＳＴ１０３において、燃費（燃料消費率）を考慮した切替弁１０の開弁制御を行う。具体的には、上記切替弁コントローラに開弁要求を行って切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を行い、切替弁１０が実際に開弁してエンジン水温ｔｈｗ１が低下したら再度閉弁（ヒータ通電停止）するという制御を間欠的に行う。
【００６０】
この切替弁開弁制御の実行中において、正常なエンジン水温センサ２１にて検出される水温検出値ｔｈｗ１と、正常なヒータ入口水温センサ２２にて検出される水温検出値ｔｈｗ２との温度差［｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜］を算出し、その温度差［｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜］が規定値α１（例えばα１＝２０℃）以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜≦α１］である場合）は「切替弁正常」であると判定する（ステップＳＴ１０６）。
【００６１】
一方、ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまり、上記温度差［｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜］が規定値α１よりも大きい場合は、ステップＳＴ１０５において「水混合」から一定時間が経過したか否かを判定する。そして、その「水混合」から一定時間が経過するまでの間において、上記温度差［｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜］が規定値α１以下にならなかった場合は「切替弁閉故障」であると判定する（ステップＳＴ１０７）。なお、ステップＳＴ１０５において「水混合」の判定は、後述する「水混合判定時間」を考慮して行う。
【００６２】
このように、エンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２が共に正常である場合には、それらエンジン水温ｔｈｗ１とヒータ入口水温ｔｈｗ２とを用いて切替弁１０の正常または閉故障を判定することができる。その理由について説明する。
【００６３】
まず、エンジン始動後で切替弁１０が閉弁状態（エンジン内水停止状態）である場合、実際のエンジン水温はエンジン暖機に伴って大きく上昇していくのに対し、実際のヒータ入口水温の温度上昇の度合いは低い（例えば、排気熱回収器６による加熱による温度上昇程度である）ので、これら実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とは乖離する。
【００６４】
次に、切替弁１０が正常であり、開弁要求に応じて切替弁１０が開弁すると、エンジン１内の冷却水とヒータ通路２０２内の冷却水との混合により、実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とは互いに近づいていく。そして、エンジン冷却水通路２０１内（エンジン１内）の冷却水とヒータ通路２０２内の冷却水が十分に混合された状態になると、実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とは略同等な温度になり、エンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１と、ヒータ入口水温センサ２２にて検出されるヒータ入口水温ｔｈｗ２とが近い値（もしくは同等な値）となる。
【００６５】
これに対し、切替弁１０が閉故障している場合（エンジン内水停止の場合）、エンジン１内の冷却水とヒータ通路２０２内の冷却水とが混合されないので、エンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１と、ヒータ入口水温センサ２２にて検出されるヒータ入口水温ｔｈｗ２とが大きく乖離する（ｔｈｗ１＞ｔｈｗ２）。
【００６６】
このような点に着目して、この例では、上述したように、切替弁１０の開弁要求後のエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）とヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）との温度差が規定値以下（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜≦α１（α１＝２０℃））である場合は「切替弁正常」であると判定し、それら２つの検出値ｔｈｗ１とｔｈｗ２との温度差が規定値よりも大きい場合（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜＞α１）には「切替弁閉故障」であると判定する。
【００６７】
なお、図６の切替弁判定処理では、切替弁１０の開弁動作を間欠的に行っているので、切替弁故障判定の実施によるエンジン１の暖機性能の低下を抑制することができ、燃費の悪化を改善することができる。
【００６８】
＜エンジン水温センサ：判定１回目で正常判定済み、ヒータ入口センサ：判定１回目で未正常判定の場合＞
次に、上記ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）であり、上記ステップＳＴ１０２の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまり、エンジン水温センサ２１については「判定１回目で正常判定済み」であるが、ヒータ入口水温センサ２２については「判定１回目では未正常判定」である場合は図７の切替弁判定処理を実行する。
【００６９】
この図７の切替弁判定処理では、エンジン１の燃焼室から冷却水に伝わる熱量（冷却損失）が同一であっても、エンジン内水停止中（切替弁１０閉弁中）とエンジン内水循環中（切替弁１０開弁中）とでは熱容量が異なるので水温の上昇速度が異なるという点、つまり、水停止中はエンジン１内の冷却水（熱容量小）のみが暖められるのに対し、水循環中はエンジン１内の冷却水及びヒータ通路２０２内の冷却水（熱容量大）が暖められるので、水循環中の場合に対し、水停止中の方が水温上昇速度が速くなるという点に着目して、切替弁１０の正常／閉故障を判定する。その具体的な処理の例について以下に説明する。
【００７０】
まず、この図７の切替弁判定処理では、ｔｈｗ１カウンタ３０１、高水温継続カウンタ３１１、及び、低水温継続カウン３１２を用いる。
【００７１】
ｔｈｗ１カウンタ３０１は、エンジン水温センサ２１の水温検出値ｔｈｗ１の単位時間当たりの変化量（変化率：勾配）［℃／ｓｅｃ］を積算するためのカウンタである。
【００７２】
上記水温検出値ｔｈｗ１の変化率（以下、ｔｈｗ１カウンタ変化率ともいう）は、切替弁１０が閉故障しているとき（エンジン内水停止中）のエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）の変化率（勾配）よりも小さい値であり、かつ、切替弁１０が実際に開弁しているとき（水混合状態）のエンジン水温ｔｈｗ１の変化率（勾配）よりも大きな値であって、例えば切替弁１０としてクライテリアサーモ（閉弁状態となっても微量の漏れがある切替弁）を使用しているときのエンジン水温（実際）の上昇を考慮（切替弁での漏れ量を考慮）し、走行時の吸入空気量（エンジン燃焼室からエンジン１内の冷却水に伝わる熱量）によって上昇するエンジン水温検出値ｔｈｗ１の変化率［℃／ｓｅｃ］を、実験・シミュレーション等によって適合した値を用いる。
【００７３】
なお、上記ｔｈｗ１カウンタ変化率については、上記吸入空気量に加えて、フューエルカット時間（Ｆ／Ｃ時間）などの他のエンジン条件を考慮して適合してもよい。また、ｔｈｗ１カウンタ変化率は、一定値（固定値）であってもよいし、吸入空気量等に応じてマップ等を参照して可変に設定するようにしてもよい。
【００７４】
次に、図７の判定処理について各処理ブロックごとに説明する。
【００７５】
まず、ステップＳＴ２０１において「水混合」したか否かを判定する。具体的には、上記切替弁コントローラに開弁要求を行って、切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を開始し、この電気ヒータ１５への通電開始時点からの経過時間が、後述する「水混合判定時間」に達した時点で「水混合」したと判定してステップＳＴ２０２に進む。また、「水混合」を判定した時点でのエンジン水温（検出値）ｔｈｗ１ｉｎｔを取得する。
【００７６】
ステップＳＴ２０２では、「水混合」を判定した時点からｔｈｗ１カウンタ３０１の積算、つまり、上記ｔｈｗ１カウンタ変化率［℃／ｓｅｃ］の積算［ｔｈｗ１カウンタ値＝ｔｈｗ１カウンタ値＋ｔｈｗ１カウンタ変化率］を開始する。なお、ｔｈｗ１カウンタ３０１の初期値は「０」である。
【００７７】
次に、ステップＳＴ２０３において、高水温継続カウンタ３１１及び低水温継続カウン３１２をともにＯＮ（作動）にして水混合時を起点とする計時を開始する。なお、高水温継続カウンタ３１１は、図９に示す切替弁閉故障時のエンジン水温ｔｈｗ１側（高水温側）の時間を計時するカウンタであり、低水温継続カウン３１２は、図９に示す切替弁正常時のエンジン水温ｔｈｗ１側（低水温側）の時間を計時するカウンタである。
【００７８】
ステップＳＴ２０４では、現在のエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）と、上記「水混合」した時点で取得したエンジン水温（検出値）ｔｈｗ１ｉｎｔとの差（ｔｈｗ１（現在）−ｔｈｗ１ｉｎｔ：水混合判定後のエンジン水温検出値）を算出し、その温度差が所定の規定値α２（例えばα２＝５℃）未満であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ｔｈｗ１（現在）−ｔｈｗ１ｉｎｔ＜α２である場合）はステップＳＴ２０５に進んで、高水温継続カウンタ３１１のカウント値（計時値）を「０」にする。ステップＳＴ２０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ｔｈｗ１（現在）−ｔｈｗ１ｉｎｔ≧α２である場合）はステップＳＴ２０６に進んで、低水温継続カウン３１２のカウント値（計時値）を「０」にする。
【００７９】
次に、ステップＳＴ２０７において、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ変化率［℃／ｓｅｃ］の積算値［℃］）が上記規定値α２（例えばα２＝５℃）未満であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ｔｈｗ１カウンタ値＜α２である場合）はステップＳＴ２０９に進む。ステップＳＴ２０７の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまり、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値が上記規定値α２以上である場合（ｔｈｗ１カウンタ値≧α２である場合）は、ステップＳＴ２０８において高水温継続カウンタ３１１のカウント値（計時値）を「０」にしてステップＳＴ２０９に進む。
【００８０】
ステップＳＴ２０９では、上記高水温継続カウンタ３１１のカウント値（水混合時からの計時値）が５ｓｅｃ以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点、つまり、［ｔｈｗ１（現在）−ｔｈｗ１ｉｎｔ≧α２］の状態が５秒以上連続したときに「切替弁閉故障」であると判定する（ステップＳＴ２１２）。
【００８１】
ステップＳＴ２０９の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（「高水温継続カウンタでの計時継続中（カウント値＜５ｓｅｃ）の場合」と、「高水温継続カウンタ＝０の場合」とを含む）は、ステップＳＴ２１０において上記低水温継続カウン３１２のカウント値（計時値）が５ｓｅｃ以上であるか否かを判定する。
【００８２】
ステップＳＴ２１０の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（「低水温継続カウンタでの計時継続中（カウント値＜５ｓｅｃ）の場合」と、「低水温継続カウンタ＝０の場合」とを含む）は上記ステップＳＴ２０２に戻る。そして、ステップＳＴ２１０が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点、つまり、［ｔｈｗ１カウンタ値≧α２］の状態が５秒以上連続したときに「切替弁正常」であると判定する（ステップＳＴ２１１）。
【００８３】
なお、「［ｔｈｗ１カウンタ値≧α２］の状態が５秒以上連続したとき」という条件、及び、「［ｔｈｗ１（現在）−ｔｈｗ１ｉｎｔ≧α２］の状態が５秒以上連続したとき」という条件を設定しているのは、エンジン水温センサ２１のセンサ値の振れ等による誤判定を防止するためである。
【００８４】
次に、図９を参照して、図７の切替弁判定処理について具体的に説明する。
【００８５】
まず、開弁要求後に「水混合」を判定した時点（電気ヒータ１５への通電開始から水混合判定時間が経過した時点）で、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算（ｔｈｗ１カウンタ変化率の積算）が開始され（ステップＳＴ２０２）、そのｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ値［℃］）が上昇していく（図９の破線参照）。
【００８６】
次に、水混合時点のエンジン水温ｔｈｗ１ｉｎｔ（検出値）を用いて、水混合判定後のエンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ］を順次算出していく。ここで、切替弁１０が正常であり、切替弁１０が実際に開弁している場合、図９に示すように、エンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ：実線（低温側）］の上昇速度（変化率）は、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ値：破線（低温側））の上昇速度（変化率）よりも小さくなる。つまり、エンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ］よりも先にｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ値）が規定値α２（５℃）以上になる。
【００８７】
これに対し、切替弁１０が閉故障している場合、エンジン１内の冷却水が流通しないので、図９に示すように、エンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ：実線（高温側）］の上昇速度（変化率）は、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ値：破線（高温側））の上昇速度よりも大きくなる。つまり、切替弁１０が閉故障している場合は、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値（ｔｈｗ１カウンタ値）よりも先にエンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ］が規定値α２（５℃）以上になる。
【００８８】
このような点に着目して、図７の切替弁判定処理では、水混合判定後のエンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ］が規定値α２（５℃）未満である状況のときに（ステップＳＴ２０４が肯定判定（ＹＥＳ）であるときに）、ｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値［℃］が規定値α２（５℃）以上となった場合（ステップＳＴ２０７が否定判定（ＮＯ）となった場合）に、その状態（ｔｈｗ１カウンタ値≧α２）が５秒以上連続したときに切替弁１０が正常であると判定している。一方、水混合判定後のｔｈｗ１カウンタ３０１の積算値［℃］が規定値α２（５℃）未満である状況のときに（ステップＳＴ２０７が肯定判定（ＹＥＳ）であるときに）、水混合判定後のエンジン水温検出値［ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ］が規定値α２（５℃）以上となった場合（ステップＳＴ２０４が否定判定（ＮＯ）となった場合）に、その状態（ｔｈｗ１−ｔｈｗ１ｉｎｔ≧α２）が５秒以上連続したときに「切替弁閉故障」であると判定する。
【００８９】
＜エンジン水温センサ：判定１回目で未正常判定の場合＞
上記ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（エンジン水温センサ２１：判定１回目で未正常判定の場合）は、図８の切替弁判定処理を実行する。
【００９０】
まず、この図８の切替弁判定処理に用いるｔｈｗ２カウンタ３０２について説明する。
【００９１】
ｔｈｗ２カウンタ３０２は、ヒータ入口水温センサ２２の水温検出値ｔｈｗ２の単位時間当たりの変化量（変化率：勾配）［℃／ｓｅｃ］を積算するためのカウンタである。この水温検出値ｔｈｗ２の変化率（以下、ｔｈｗ２カウンタ変化率ともいう）については、例えば、切替弁１０の閉弁時において、走行時の吸入空気量（排気熱回収器６等にてヒータ通路２０２内の冷却水に伝わる熱量）によって上昇するヒータ入口水温検出値ｔｈｗ２の変化率［℃／ｓｅｃ］を実験・シミュレーション等によって適合した値を用いる。
【００９２】
なお、上記ｔｈｗ２カウンタ変化率については、上記吸入空気量に加えて、フューエルカット時間（Ｆ／Ｃ時間）などの他のエンジン条件を考慮して適合してもよい。また、ｔｈｗ２カウンタ変化率は、一定値（固定値）であってもよいし、吸入空気量等に応じてマップ等を参照して可変に設定するようにしてもよい。
【００９３】
次に、図８の判定処理について各処理ブロックごとに説明する。
【００９４】
まず、ステップＳＴ３００において、ヒータ入口水温センサ２２の１回目の正常判定が実施済みであるか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はステップＳＴ４０１に進む。ステップＳＴ３００の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ３０１に進む。なお、このステップＳＴ３００の判定処理は、上述した図６のステップＳＴ１０２と同じ処理であるので、その詳細な説明は省略する。
【００９５】
ステップＳＴ３０１では「水混合」したか否かを判定する。具体的には、上述した図７のステップＳＴ２０１の処理と同様に、上記切替弁コントローラに開弁要求を行って、切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を開始し、この電気ヒータ１５への通電開始時点からの経過時間が、後述する「水混合判定時間」に達した時点で「水混合」したと判定してステップＳＴ３０２に進む。また、「水混合」を判定した時点から、ｔｈｗ２カウンタ３０２の積算、つまり、上記したｔｈｗ２カウンタ変化率［℃／ｓｅｃ］の積算［ｔｈｗ２カウンタ値＝ｔｈｗ２カウンタ値＋ｔｈｗ２カウンタ変化率］を開始する。なお、ｔｈｗ２カウンタ３０２の初期値は「０」である。
【００９６】
ステップＳＴ３０２では、水混合後のヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）と、ｔｈｗ２カウンタ３０２の積算値［℃］との温度差（ｔｈｗ２−ｔｈｗ２カウンタ値）を算出し、その温度差が規定値α３（例えばα３＝５℃）以上であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ｔｈｗ２−ｔｈｗ２カウンタ値≧α３である場合）は「切替弁正常」であると判定する（ステップＳＴ３０３）。ステップＳＴ３０２の判定結果が否定判定である場合（ｔｈｗ２−ｔｈｗ２カウンタ値＜α３である場合）は「切替弁閉弁故障」であると判定する（ステップＳＴ３０４）。
【００９７】
次に、図１０を参照して、ステップＳＴ３０１〜ステップＳＴ３０４の切替弁判定処理について具体的に説明する。
【００９８】
まず、開弁要求後に「水混合」を判定した時点（電気ヒータへの通電開始から水混合判定時間が経過した時点）で、ｔｈｗ２カウンタ３０２の積算（ｔｈｗ２カウンタ変化率の積算）が開始され、そのｔｈｗ２カウンタ３０２の積算値（ｔｈｗ２カウンタ値）が上昇していく（図１０の破線参照）。このとき、切替弁１０が正常であり、切替弁１０が実際に開弁している場合は、エンジン１内の高温水がヒータ通路２０２内に流入するので、ヒータ通路２０２内の冷却水の水温は上昇していく。これに伴ってヒータ入口水温センサ２２（正常判定済み）にて検出されるヒータ入口水温ｔｈｗ２も上昇していくので、図１０に示すように、ヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）とｔｈｗ２カウンタ３０２の積算値（ｔｈｗ２カウンタ値）とが大きく乖離する。
【００９９】
これに対し、切替弁１０が閉故障している場合は、エンジン１内で冷却水が停止している状態が継続されるので、ヒータ通路２０２内の冷却水の上昇量は排気熱回収器６などによって回収される熱に相当する程度であり、切替弁１０が正常である場合（エンジン１の高温水が混合した場合）の上昇量と比較して小さくなる。つまり、切替弁１０が閉故障している場合、ヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）は、図１０の破線で示すｔｈｗ２カウンタ３０２の積算値（ｔｈｗ２カウンタ値）に近い値（もしくは同等な値）となる。
【０１００】
このような点に着目して、ステップＳＴ３０１〜ステップＳＴ３０４の切替弁判定処理では、上述したように、水混合後のヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）と、ｔｈｗ２カウンタ３０２の積算値［℃］との温度差（ｔｈｗ２−ｔｈｗ２カウンタ値）が規定値α３（５℃）以上であるときには「切替弁正常」であると判定し、その温度差（ｔｈｗ２−ｔｈｗ２カウンタ値）が規定値α３未満である場合は「切替弁閉故障」であると判定する。
【０１０１】
＜エンジン水温センサ：判定１回目で未正常判定、ヒータ入口センサ：判定１回目で未正常判定の場合＞
上記ステップＳＴ３００の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまりエンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２の両方の判定が「判定１回目では未正常判定」である場合は、図８のステップＳＴ４０１において「水混合」したか否かを判定する。具体的には、上述した図７のステップＳＴ２０１の処理と同様に、上記切替弁コントローラに開弁要求を行って切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を開始し、この電気ヒータ１５への通電開始時点からの経過時間が、後述する「水混合判定時間」に達した時点で、「水混合」したと判定してステップＳＴ４０２に進む。
【０１０２】
ステップＳＴ４０２では、エンジン水温ｔｈｗ１（検出値）とヒータ入口水温ｔｈｗ２（検出値）の温度差（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜）を算出し、その温度差が規定値α４（例えばα４＝２０℃）以下であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜＞α４］である場合）は、エンジン水温センサ２１の異常もしくは切替弁１０の閉故障が疑われるので、切替弁１０の正常／閉故障の判定は行わない（ステップＳＴ４０４：未判定）。
【０１０３】
ステップＳＴ４０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜≦α４である場合）は「切替弁正常」であると判定する（ステップＳＴ４０３）。すなわち、エンジン冷却水通路２０１内（エンジン１内）の冷却水と、ヒータ通路２０２内の冷却水とが十分に混合され、実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とが略同等になったときに、実際のエンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２が共に正常である場合には、それら２つの水温センサ２１，２２にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１とヒータ入口水温ｔｈｗ２とが近い値（もしくは同等な値）となるので、それら水温の温度差（｜ｔｈｗ１−ｔｈｗ２｜）が規定値α４以下であれば、エンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２は正常であり、切替弁１０についても正常であると判定することができる。
【０１０４】
このように、エンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２の両方の水温センサの正常／異常を確定できない未正常判定の状態であっても、それら２つの水温センサ２１，２２と切替弁１０とを同時に正常判定することが可能になる場合もある。
【０１０５】
＜判定処理例１の作用効果＞
この例の切替弁判定処理によれば、エンジン水温センサ２１が正常判定されており、ヒータ入口水温センサ２２については正常であるか異常であるかを判定できない未正常判定である場合、その正常なエンジン水温センサ２１を用いて切替弁１０の正常／閉故障を判定している。また、ヒータ入口水温センサ２２が正常判定されており、エンジン水温センサ２１については正常／異常を確定できない未正常判定である場合、その正常なヒータ入口水温センサ２２を用いて切替弁１０の正常／閉故障を判定しているので、それらエンジン水温センサ２１及びヒータ入口水温センサ２２のいずれか一方の水温センサの正常／異常を確定できない状況であっても、その未正常判定の水温センサの正常判定を行う前に、正常判定済みの水温センサを用いて切替弁の閉故障を判定することができる。このように正常／異常を確定できていない水温センサを用いずに、正常判定済みの水温センサを用いることにより、水温センサ異常と切替弁閉故障とを区別することが可能になり、切替弁１０の閉故障を正確に判定することができる。
【０１０６】
なお、以上の例では、イグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で図６〜図８の処理ルーチンを開始するようにしているが、エンジン１が搭載される車両がハイブリッド車両である場合、エンジン始動要求があったときに、図６〜図８の処理ルーチンを開始するようにしてもよい。
【０１０７】
＜水混合判定時間＞
次に、上記した「水混合」の判定処理に用いる「水混合判定時間」について説明する。
【０１０８】
「水混合判定時間」は、電気ヒータ１５への通電開始から切替弁１０が実際に開弁するまでの時間と、その切替弁１０が開弁した後にエンジン冷却水通路２０１内（エンジン１内）の冷却水とヒータ通路２０２内の冷却水とが十分に混合（ヒータ通路２０２の冷却水の水温が十分に上昇）するまでの時間とから適合する。具体的には、切替弁１０の電気ヒータ１５への通電開始から切替弁１０の開弁までに最も時間のかかる条件（例えばアイドル運転時でかつ低温環境下であるという条件）に基づいて、切替弁１０の開弁に要する時間ｔｉｍｅ１を実験・シミュレーション等によって適合する。また、エンジン冷却水通路２０１内（エンジン１内）の冷却水とヒータ通路２０２内の冷却水とが十分に混合するのに必要な時間ｔｉｍｅ２については、切替弁１０が開弁した後のエンジン１内の冷却水流量に反比例するので、この点を考慮して実験・シミュレーション等により適合する。そして、このようにして適合した［開弁に要する時間ｔｉｍｅ１」と［冷却水の混合に必要な時間ｔｉｍｅ２］とを加算した値［ｔｉｍｅ１＋ｔｉｍｅ２］を、上記した「水混合」の判定に用いる「水混合判定時間」とする。
【０１０９】
なお、上記「切替弁１０の開弁に要する時間ｔｉｍｅ１」については、切替弁１０の感温部１４の周辺水温Ｔｖｗを推定し、その切替弁周辺水温Ｔｖｗの推定値から切替弁１０の開弁を判定するようにしてもよい。具体的には、正常なエンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１を用いて、マップや計算式に基づいて切替弁周辺水温Ｔｖｗを推定し、その切替弁周辺水温Ｔｖｗの推定値が切替弁１０の開弁温度（７０℃）に達した時点で「切替弁１０が開弁した」と判定する。そして、この開弁判定時点から、上記した設定時間ｔｉｍｅ２が経過した時点で「水混合」したと判定する。
【０１１０】
このように、切替弁周辺水温Ｔｖｗの推定値から切替弁１０の開弁を判定することで、電気ヒータ１５への通電開始からの経過時間で切替弁１０の開弁を判定する場合と比較して、「水混合」を短時間で判定することができる。
【０１１１】
すなわち、上記電気ヒータ通電時間を用いた場合、実際には切替弁１０が開弁していないのに「開弁した」と誤判定することを防止するために、切替弁１０の開弁までに最も時間のかかる条件（例えばアイドル運転時でかつ低温環境下であるという条件）に基づいて水混合判定時間を適合する必要があり、このような適合ではマージンが大きすぎるため「水混合」判定までの時間がどうしても長くなってしまう。これに対し、切替弁周辺水温（≒ワックス温度）Ｔｖｗの推定値が切替弁１０の開弁温度（７０℃）になったときに開弁したと判定することで、切替弁１０の実際の開弁に応じて開弁判定を行うことができる。これによって、上記したマージンを見込む必要がなくなるので、「水混合」の判定までの時間を短くすることが可能になる。
【０１１２】
また、切替弁周辺水温Ｔｖｗの推定値から切替弁１０の開弁を判定する場合、冷却損失Ｑｗを用いて、後述する（１）式に基づいてエンジン水温ｔｈｗ１を推定し、そのｔｈｗ１の推定値を用いて切替弁周辺水温Ｔｖｗを推定するようにしてもよい。なお、冷却損失Ｑｗは、後述するように、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷率ｋｌに基づいてマップを参照して算出する。
【０１１３】
［判定処理例２］
次に、エンジン水温センサ２１が正常である場合の、切替弁１０の閉故障判定処理の一例について図１１のフローチャートを参照して説明する。この図１１の処理ルーチンはＥＣＵ３００において実行される。この例の切替弁閉故障判定処理では高水温継続カウンタ３１１及び低水温継続カウンタ３１２を用いる。
【０１１４】
図１１に示す処理ルーチンはイグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で開始される。この処理ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ５０１において「水混合」したか否かを判定する。具体的には、上述した図７のステップＳＴ２０１の処理と同様に、上記切替弁コントローラに開弁要求を行って切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を開始し、この電気ヒータ１５への通電開始時点からの経過時間が後述する「水混合判定時間」に達した時点で「水混合」したと判定してステップＳＴ５０２に進む。
【０１１５】
ステップＳＴ５０２では、エンジン水温センサ２１によって検出されるエンジン水温ｔｈｗ１が、図１２に示す規定値Ｌｉｍｔｈｗ１以上であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［ｔｈｗ１＜Ｌｉｍｔｈｗ１］である場合）は、高水温継続カウンタ３１１のカウンタ値を「０」にし、低水温継続カウン３１２をＯＮ（作動）にして計時を開始する（ステップＳＴ５０３）。次に、ステップＳＴ５０４において、低水温継続カウン３１２のカウント値（計時値）が５ｓｅｃ以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点、つまり、［ｔｈｗ１＜Ｌｉｍｔｈｗ１］の状態が５秒以上連続したときに「切替弁正常」であると判定する（ステップＳＴ５０５）。
【０１１６】
一方、上記ステップＳＴ５０２の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（［ｔｈｗ１≧Ｌｉｍｔｈｗ１］である場合）は、低水温継続カウンタ３１２のカウンタ値を「０」にし、高水温継続カウン３１１をＯＮ（作動）にして計時を開始する（ステップＳＴ５１３）。次に、ステップＳＴ５１４において、高水温継続カウン３１１のカウント値（計時値）が５ｓｅｃ以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点、つまり［ｔｈｗ１≧Ｌｉｍｔｈｗ１］の状態が５秒以上連続したときに「切替弁閉故障」であると判定する（ステップＳＴ５１５）。
【０１１７】
なお、「［ｔｈｗ１＜Ｌｉｍｔｈｗ１］の状態が５秒以上連続したとき」という条件、及び、「［ｔｈｗ１≧Ｌｉｍｔｈｗ１］の状態が５秒以上連続したとき］という条件を設定しているのは、エンジン水温センサ２１のセンサ値の振れ等による誤判定を防止するためである。
【０１１８】
次に、図１２を参照して、この例の切替弁判定処理について具体的に説明する。
【０１１９】
まず、切替弁１０が正常である場合、切替弁１０が開弁した時点から、実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とが近づいていく。これに伴ってエンジン水温センサ２１（正常）にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１が低下していく（図１２の破線参照）。ただし、切替弁１０が正常であっても、開弁後にエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）はオーバーシュートする。これは、切替弁１０の閉弁中に、エンジン水温ｔｈｗ１（エンジン出口水温（シリンダヘッド出口水温））よりも高温状態になっていたシリンダヘッド内の冷却水がエンジン水温センサ２１を通過することによって生じる。
【０１２０】
一方、切替弁１０が閉故障している場合、開弁要求（電気ヒータへの通電）を行ってもエンジン１内の冷却水が流通しないので、実際のエンジン水温が上昇していき、これに伴ってエンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１も上昇していく（図１２の実線参照）。このように、切替弁１０が正常である場合と、閉故障の場合とではエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）の挙動が大きく異なる。つまり、切替弁１０が正常である場合のエンジン水温検出値ｔｈｗ１は、切替弁１０が閉故障している場合と比較して低くなる
このような点に着目して、この例では、上述したように、エンジン水温センサ２１にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１に基づいて、水混合後のエンジン水温ｔｈｗ１が規定値Ｌｉｍｔｈｗ１よりも小さい場合には「切替弁正常」であると判定し、水混合後のエンジン水温ｔｈｗ１が規定値Ｌｉｍｔｈｗ１以上である場合は「切替弁閉故障」であると判定する。
【０１２１】
ここで、上記規定値Ｌｉｍｔｈｗ１については、高温環境下で高負荷走行時において図１２に示すオーバーシュートが生じたときのエンジン水温ｔｈｗ１（検出値）の最大値（正常な切替弁１０にて最も高温になり得る値）を計測しておき、そのエンジン水温ｔｈｗ１の最大値よりも高い値を適合（ｔｈｗ１最大値＋マージン）すればよい。
【０１２２】
なお、この例では、イグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で図１１の処理ルーチンを開始するようにしているが、エンジン１が搭載される車両がハイブリッド車両である場合、エンジン始動要求があったときに、図１１の処理ルーチンを開始するようにしてもよい。
【０１２３】
［判定処理例３］
次に、エンジン水温センサ２１が正常である場合の、切替弁１０の閉故障判定処理の別の例について図１３のフローチャートを参照して説明する。この図１３の処理ルーチンはＥＣＵ３００において実行される。
【０１２４】
図１３に示す処理ルーチンはイグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で開始される。この処理ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ６０１において、下記の要領で冷却損失Ｑｗ及びエンジン水温ｔｈｗ１の推定値（以下、「ｔｈｗ１推定値」という場合もある）を算出する。このｔｈｗ１推定値の算出処理は所定時間（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ）ごとに繰り返して実行される。
【０１２５】
（ｉ）エンジン回転数センサ２５の出力信号から算出されるエンジン回転数Ｎｅ及び負荷率ｋｌに基づいて、予め実験・シミュレーション等によって適合されたマップを参照してエンジン１内の冷却損失Ｑｗを算出する。なお、負荷率ｋｌは、例えば、最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示す値として、エンジン回転数Ｎｅ及び吸気圧に基づきマップ等を参照して算出することができる。
【０１２６】
（ｉｉ）上記（ｉ）で算出した冷却損失Ｑｗを用いて、下記の（１）式つまりエンジン水温ｔｈｗ１のラプラス変換式に基づいてエンジン水温ｔｈｗ１の推定値を算出する。
【０１２７】
ここで、この例において、エンジン水温ｔｈｗ１の推定値は、エンジン内水停止状態を前提として推定しているので、切替弁１０が閉弁中の実エンジン水温と同等となる。
【０１２８】
【数１】
0005569350.tif 000002
なお、上記（１）式のパラメータ［Ｃ、λ、Ｌ、Ａ］は、エンジン１内水停止中における、シリンダヘッドのウォータジャケット内の最高温度部分周辺の水の塊を想定して適合した値が設定される。
【０１２９】
次に、ステップＳＴ６０２においてエンジン水温センサ２１が異常であるか否かを判定する。具体的には、エアフロメータ２４の出力信号に基づいてエンジン始動時からの吸入空気量ｇａの積算値（Σｇａ）を算出し、その吸入空気量積算値Σｇａが規定値γ１［ｇ］以上なったときのエンジン水温センサ２１の出力信号に基づいて、エンジン水温ｔｈｗ１（検出値）の偏差（エンジン始動時のエンジン水温検出値との偏差（ｔｈｗ１偏差））を算出する。そして、そのｔｈｗ１偏差が所定の判定値（例えば５℃）以上であるか否かを判定（スタック判定）し、ｔｈｗ１偏差が判定値未満である場合は、エンジン水温センサ２１が異常であると判定する。この場合、切替弁１０の正常／閉故障の判定は行わない（ステップＳＴ６１３：未判定）。一方、ｔｈｗ１偏差が上記判定値（例えば５℃）以上である場合は、エンジン水温センサ２１は正常であると判定してステップＳＴ６０３に進む。
【０１３０】
なお、上記ステップＳＴ６０２において吸入空気量積算値（Σｇａ）に対して設定する規定値γ１［ｇ］については、切替弁１０が閉弁状態（エンジン内水停止中）にエンジン１の燃焼室からエンジン内の冷却水に伝わる熱量によりエンジン１内の冷却水が上昇する過程において、エンジン始動時からのエンジン水温センサ２１（正常状態）の検出値変動量（偏差）が上記所定の判定値（例えば５℃）以上に上昇するのに必要な吸入空気量の積算値（Σｇａ）を、実験・シミュレーション等によって取得しておき、その結果を基に規定値γ１［ｇ］を適合する。
【０１３１】
ステップＳＴ６０３では開弁要求前であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（開弁要求があった場合）はステップＳＴ６０６に進む。ステップＳＴ６０３の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ６０４に進む。
【０１３２】
ステップＳＴ６０４では、上記エンジン水温ｔｈｗ１の推定値と、エンジン水温センサ２１にて検出される実エンジン水温ｔｈｗ１（検出値）との差を算出し、その温度差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が規定値β１（例えばβ１＝５℃）以上であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は、切替弁１０の正常／閉故障の判定は行わない（ステップＳＴ６１３：未判定）。
【０１３３】
ステップＳＴ６０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまり、上記温度差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が規定値β１未満である場合は、切替弁判定の前提条件が成立したと判定（ステップＳＴ６０５）してステップＳＴ６０３に戻り、切替弁１０の開弁要求があるまで待機する（ステップＳＴ６０３が肯定判定（ＹＥＳ）となるまで待機する）。
【０１３４】
次に、切替弁１０の開弁要求があると水混合を行う。具体的には、上述した図７のステップＳＴ２０１の処理と同様に、切替弁１０の電気ヒータ１５への通電を開始し、この電気ヒータ１５への通電開始時点からの経過時間が上記「水混合判定時間」以上になったとき（ステップＳＴ６０６が判定結果が肯定判定（水混合後）となったとき）にステップＳＴ６０７に進む。
【０１３５】
ステップＳＴ６０７では、上記エンジン水温ｔｈｗ１の推定値と、エンジン水温センサ２１にて検出される実エンジン水温ｔｈｗ１（検出値）との差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）を算出し、その温度差が規定値β１（例えばβ１＝５℃）以上であるか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜≧β１である場合）は「切替弁正常」であると判定する。ステップＳＴ６０７の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合つまり、上記温度差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が規定値β１未満である場合は「切替弁閉故障」であると判定する。
【０１３６】
次に、図１４を参照して、この例の切替弁判定処理について具体的に説明する。
【０１３７】
まず、切替弁１０が正常である場合、エンジン水温センサ２１にて検出される実エンジン水温ｔｈｗ１は、図１４の破線で示すように、切替弁１０が開弁した時点の直後に上記した理由によりオーバーシュートするものの、時間経過とともに低下していく。つまり、切替弁１０が正常である場合、切替弁１０が開弁した時点から、水混合により実際のエンジン水温と実際のヒータ入口水温とが近づいていき、これに伴ってエンジン水温センサ２１（正常）にて検出されるエンジン水温ｔｈｗ１が低下していく。
【０１３８】
これに対し、切替弁１０が閉弁状態（エンジン内水停止状態）を条件に推定したエンジン水温推定値（ｔｈｗ１推定値）は、図１４の実線で示すように、切替弁１０が実際に開弁しても、時間の経過とともに上昇していくので、切替弁正常時の実エンジン水温検出値ｔｈｗ１とエンジン水温推定値（ｔｈｗ１推定値（≒切替弁閉故障時の検出値ｔｈｗ１））とは大きく乖離する。
【０１３９】
このような点に着目して、この例では、上述したように、エンジン水温センサ２１にて検出される実エンジン水温ｔｈｗ１とｔｈｗ１推定値との差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が規定値β１以上である場合は「切替弁正常」であると判定し、その水温差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が規定値β１未満である場合には「切替弁閉故障」であると判定する。
【０１４０】
なお、図１３の切替弁判定処理の［判定タイミング］と［ｔｈｗ１推定値と実ｔｈｗ１との差］との関係、及び、切替弁判定結果を下記の表１に示す。
【０１４１】
【表１】
0005569350.tif 000003
ここで、図１３の切替弁判定処理において、エンジン水温センサ２１の正常判定を、エンジン水温ｔｈｗ１と吸気温ｔｈａとのラショナリティ判定（上記図６のステップＳＴ１０１で説明した判定処理）によって行うようにしてもよい。
【０１４２】
この場合、ラショナリティ判定の１回目で「エンジン水温センサ正常」となったときに、開弁要求前（切替弁閉弁中）にｔｈｗ１推定値と実ｔｈｗ１との温度差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が上記規定値β１未満である場合には切替弁判定の前提条件が成立したと判定し、図１３に示すステップＳＴ６０６以降の処理を実行して、切替弁１０の正常／閉故障を判定する。一方、上記ラショナリティ判定の１回目でエンジン水温センサ２１について正常判定されず、かつ、開弁要求前（切替弁閉弁中）にｔｈｗ１推定値と実ｔｈｗ１との温度差（｜ｔｈｗ１推定値−実ｔｈｗ１｜）が上記規定値β１以上となる場合は、エンジン水温センサ２１の異常もしくは切替弁１０の閉故障が疑われるため、切替弁１０の正常／閉故障の判定は行わない。
【０１４３】
なお、この例では、イグニッションスイッチがＯＮ操作された時点（ＩＧ−ＯＮ）で図１３の処理ルーチンを開始するようにしているが、エンジン１が搭載される車両がハイブリッド車両である場合、エンジン始動要求があったときに、図１３の処理ルーチンを開始するようにしてもよい。
【０１４４】
−他の実施形態−
以上の例では、冷却水の循環に電動ウォータポンプを用いているが、本発明はこれに限られることなく、機械式ウォータポンプを冷却水循環に用いてもよい。
【０１４５】
以上の例では、熱交換器としてヒータ、排気熱回収器及びＥＧＲクーラが組み込まれた冷却系に本発明を適用した例を示したが、これら排気熱回収器、ＥＧＲクーラに加えて、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｌｕｉｄ）ウォーマ、ＡＴＦクーラなどの熱交換器が組み込まれた冷却系にも本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、エンジン（内燃機関）側とバイパス通路側との冷却水の循環を制限する切替弁を備え、エンジン内の冷却水の流通を停止するエンジン冷却系において、切替弁の故障を判定する装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４７】
１  エンジン
１ｂ  冷却水出口
２  電動ウォータポンプ
１０  切替弁
１２  弁体
１４  感温部
１４３  サーモワックス
１５  電気ヒータ
２１  エンジン水温センサ
２２  ヒータ入口水温センサ（バイパス水温センサ）
２０１  エンジン冷却水通路
２０２  ヒータ通路（バイパス通路）
３００  ＥＣＵ
３０１  ｔｈｗ１カウンタ
３０２  ｔｈｗ２カウンタ
３１１  高水温継続カウンタ
３１２  低水温継続カウンタ
【図１】
0005569350.tif 000004
【図２】
0005569350.tif 000005
【図３】
0005569350.tif 000006
【図４】
0005569350.tif 000007
【図５】
0005569350.tif 000008
【図６】
0005569350.tif 000009
【図７】
0005569350.tif 000010
【図８】
0005569350.tif 000011
【図９】
0005569350.tif 000012
【図１０】
0005569350.tif 000013
【図１１】
0005569350.tif 000014
【図１２】
0005569350.tif 000015
【図１３】
0005569350.tif 000016
【図１４】
0005569350.tif 000017