(57)【要約】【課題】ラジエータの冷却水温を直接検出することで、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精度良く検知する。【解決手段】サーモスタットの下流の冷却水の温度（ラジエータ水温ＴＲ）を検出し、内燃機関が始動されてからの経過時間（タイマ値Ｔ）を計測し（Ｓ１０）、経過時間が所定時間Ｔｒｅｆを超えるか否か判断し（Ｓ２２）、経過時間が所定時間を超えたと判断されるとき、検出された冷却水の温度を基準値（故障判定基準値Ｂ）と比較し、検出された冷却水の温度が基準値を超えるとき、冷却装置が故障と判定する（Ｓ１８，Ｓ２８，Ｓ２０）。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却水をインレットパイプを介して流入させて冷却し、アウトレットパイプを介して前記内燃機関に流出させると共に、前記インレットパイプとアウトレットパイプ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．前記ラジエータ側に配置され、前記インレットパイプおよびアウトレットパイプの少なくともいずれかを流れる冷却水の温度を検出する温度検出手段、ｂ．前記内燃機関が始動されてから故障判定領域内にあるか否か判断する故障判
定領域判断手段、
および
ｃ．前記故障判定領域にあると判断されるとき、前記検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と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。
【請求項２】
前記故障判定領域判断手段は、前記内燃機関が始動されてからの経過時間を計測して所定時間と比較し、前記計測された経過時間が前記所定時間を超えるとき、前記故障判定領域内にあると判断すると共に、前記故障判定手段は、前記検出された冷却水の温度を基準値と比較し、前記検出された冷却水の温度が前記基準値を超えるとき、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。
【請求項３】
前記所定時間および基準値の少なくともいずれかが、前記内燃機関の負荷、車速、前記内燃機関の始動時の冷却水の温度、ヒータあるいはエアコンディショナの作動状態の少なくともいずれかに基づいて算出されることを特徴とする請求項２項記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
【請求項４】
前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も高く設定された基準値を超えるとき、前記経過時間が所定時間を超える前であっても、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２項または３項記載の内燃機関の冷却装置の故障検知装置。
【請求項５】
前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超える一方、前記最も低く設定された基準値より高く設定された第２の基準値を超えないとき、前記冷却装置が故障したか否かの判定を保留することを特徴とする請求項２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。
【請求項６】
前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超えないとき、前記冷却装置が正常と判定することを特徴とする請求項２項から５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。
【発明の詳細な説明】
【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】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術は、推定水温を用いて故障を検知するものであるため、ラジエータの冷却水温を直接検出して故障を判定する場合に比し、精度において必ずしも満足できるものではなかった。
【０００６】
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、ラジエータの冷却水温を直接検出することで、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。
【０００７】
【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、内燃機関の冷却水をインレットパイプを介して流入させて冷却し、アウトレットパイプを介して前記内燃機関に流出させると共に、前記インレットパイプとアウトレットパイプ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、前記ラジエータ側に配置され、前記インレットパイプおよびアウトレットパイプの少なくともいずれかを流れる冷却水の温度を検出する温度検出手段、前記内燃機関が始動されてから故障判定領域内にあるか否か判断する故障判定領域判断手段、および前記故障判定領域にあると判断されるとき、前記検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定する故障判定手段を備える如く構成した。
【０００８】
ラジエータの冷却水の温度を検出し、内燃機関が始動されてから故障判定領域内にあるか否か判断し、故障判定領域にあると判断されるとき、検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定するように構成したので、内燃機関の冷却装置、詳しくはラジエータの冷却水温を直接検出して判定することとなり、内燃機関、より詳しくはそのサーモスタットの故障を精度良く検知することができる。従って、周囲温度などの外的要因の影響を受けることがなく、外的要因に対するロバスト性を向上させることができる。また、内燃機関が始動されてからの経過時間が所定時間を超えるか否か判断、換言すれば、サーモスタットの正常・故障によるラジエータ冷却水温ＴＲの昇温特性の相違が明らかになった時点で故障判定を行なうことで、内燃機関の冷却装置の故障を精度良く検知することができる。尚、「前記検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定する」とは、検出された冷却水の温度の絶対値の変化あるいはある温度からの偏差の変化に基づいて冷却装置の故障を判定することを意味する。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記故障判定領域判断手段は、前記内燃機関が始動されてからの経過時間を計測して所定時間と比較し、前記計測された経過時間が前記所定時間を超えるとき、前記故障判定領域内にあると判断すると共に、前記故障判定手段は、前記検出された冷却水の温度を基準値と比較し、前記検出された冷却水の温度が前記基準値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する如く構成した。
【００１０】
内燃機関が始動されてからの経過時間を計測して所定時間と比較し、計測された経過時間が所定時間を超えるとき故障判定領域内にあると判断すると共に、検出された冷却水の温度を基準値と比較し、検出された冷却水の温度が基準値を超えるとき冷却装置が故障と判定する如く構成したので、内燃機関の冷却装置の故障を一層精度良く検知することができる。
【００１１】
請求項３項にあっては、前記所定時間および基準値の少なくともいずれかが、前記内燃機関の負荷、車速、前記内燃機関の始動時の冷却水の温度、ヒータあるいはエアコンディショナの作動状態の少なくともいずれかに基づいて算出される如く構成した。
【００１２】
所定時間および基準値の少なくともいずれかが内燃機関の負荷、車速、機関始動時の冷却水の温度、ヒータあるいはエアコンディショナの作動状態の少なくともいずれかに基づいて算出される如く構成したので、前記した昇温特性の相違が明らかになる時点を的確に求めることができ、内燃機関の冷却装置の故障を精度良く判定することができる。
【００１３】
請求項４項にあっては、前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も高く設定された基準値を超えるとき、前記経過時間が所定時間を超える前であっても、前記冷却装置が故障と判定する如く構成した。
【００１４】
基準値の他に基準値を備えると共に、検出された冷却水の温度がそれらの中で最も高く設定された基準値を超えるとき、経過時間が所定時間を超える前であっても、冷却装置が故障と判定する如く構成したので、前記した効果に加え、内燃機関の冷却装置の故障をその分だけ早く検知することができる。
【００１５】
請求項５項にあっては、前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超える一方、前記最も低く設定された基準値より高く設定された第２の基準値を超えないとき、前記冷却装置が故障したか否かの判定を保留する如く構成した。
【００１６】
基準値の他に基準値を備えると共に、検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超える一方、最も低く設定された基準値より高く設定された第２の基準値を超えないとき、冷却装置が故障したか否かの判定を保留する如く構成したので、前記した効果に加え、誤検知を回避することができる。
【００１７】
請求項６項にあっては、前記基準値の他に基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超えないとき、前記冷却装置が正常と判定する如く構成した。
【００１８】
これにより、前記した効果に加え、冷却装置の故障の判定精度を上げることができる。
【００１９】
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、その下流には外気温（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、エンジン冷却水温ＴＷに応じた電気信号を出力する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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および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。
【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を閉じて冷却水が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】
ラジエータ側、即ち、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（温度検出手段）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ＴＲ」という）を示す電気信号を出力（検出）する。
【００４２】
また、車両運転席の付近にあって運転者によって操作される前記した車室内を暖めるヒータ（図示せず）および車室内を冷却するエアコンディショナ（同様に図示せず）の操作レバー（図示せず）にはヒータスイッチ８０とエアコンディショナスイッチ８２が接続され、ヒータとエアコンディショナのオン（作動）／オフ（非作動）に応じた信号を出力する。
【００４３】
温度センサ７８およびヒータスイッチ８０ならびにエアコンディショナスイッチ８２の出力もＥＣＵ２０に送られる。
【００４４】
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。
【００４５】
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、定期的に、例えば２ｓｅｃごとに実行される。
【００４６】
以下説明すると、Ｓ１０でタイマ（タイマカウンタ）Ｔをインクリメントし、エンジン１０が始動されてからの経過時間を計測する。
【００４７】
次いでＳ１２に進んでエンジン運転状態などを読み込み、より具体的には、それらを示す種々のパラメータを読み込み（検出し）、Ｓ１４に進んで値Ｔｒｅｆ（所定時間）を算出する。
【００４８】
図４を参照して説明すると、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、図４に実線で示す如く、ラジエータ水温ＴＲは低温に保たれる。
【００４９】
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。
【００５０】
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、図４に破線で示す如く、ラジエータ冷却水温ＴＲは始動直後から上昇し始め、以後経時的に上昇、即ち、エンジン冷却水温ＴＷに比例して上昇する。
【００５１】
このように、サーモスタット６４が正常であるとないとでは、ラジエータ冷却水温ＴＲの昇温特性が異なることから、この実施の形態に係る装置にあっては、サーモスタット６４の下流位置（即ち、サーモスタット６４とラジエータ６０の出口の間の配管を流れる冷却水の温度を検出できる位置）に温度センサ７８を配置してその部位の冷却水温ＴＲを検出し、基準値と比較することで冷却装置（ラジエータ）６０の故障、より具体的にはサーモスタット６４の開故障を検知するようにした。
【００５２】
ここで、Ｔｒｅｆは、エンジン始動後からサーモスタット６４が開弁される前までの間の所定の時間であって、上記したサーモスタット６４の正常・故障によるラジエータ水温ＴＲの昇温特性の相違が明らかになるのに要する経過時間を意味する。
【００５３】
値Ｔｒｅｆは、以下のように算出される。
Ｔｒｅｆ＝（基本値Ｔｂａｓｅ＋初期ラジエータ水温補正値）×エンジン負荷補正係数×車速補正係数）
【００５４】
従って、Ｓ１２で上記のＴｒｅｆ算出に必要な種々のパラメータを読み込み、Ｓ１４でそれを算出する。以下、それについて説明すると、基本値Ｔｂａｓｅは平均的な運転状態（走行状態）、即ち、エンジン１０の負荷が中負荷で車速ＶＰＳが６０ｋｍ／ｈで運転（走行）されている状態において、開故障が生じた場合と正常な場合を識別するに足る目標温度を予め実験を通じて求めると共に、始動時からその温度に到達するまでの経過時間を同様に求め、その経過時間とすることで行なう。図４にその目標温度（ＴＲＴと示す）と基本値Ｔｂａｓｅを示す。尚、目標温度ＴＲＴは、後述する故障判定基準値Ａ未満となるように求める。
【００５５】
初期ラジエータ水温補正値は、初期（即ち、エンジン始動時）のラジエータ水温ＴＲに応じて設定される補正値であり、具体的には、予め実験によって求められて図５に示すように設定されたテーブルを、検出したラジエータ水温ＴＲで検索することで算出される。尚、該当する値がないときは、線形補間して算出される。また、エンジン１０が停止されてから長時間放置（ソーク）されてエンジン１０が完全に冷機された状態にあれば、ラジエータ水温ＴＲに代え、エンジン冷却水温ＴＷを用いても良い。
【００５６】
図示の如く、初期ラジエータ水温補正値は、初期のラジエータ水温ＴＲが低いほど増加するように設定される。
【００５７】
エンジン負荷補正係数の算出について説明すると、それはエンジン１０の負荷、具体的にはエンジン１０に供給される燃料量に基づく補正係数であり、先ず、エンジン負荷を以下の式に従って算出する。
エンジン負荷＝燃料噴射時間×検出エンジン回転数ＮＥ／基準エンジン回転数
【００５８】
上記で、基準エンジン回転数はアイドル回転数（例えば７００ｒｐｍ）である。尚、燃料噴射時間は、前記した燃料噴射量（開弁時間）に相当する。
【００５９】
エンジン負荷補正係数は、上記の式に従って算出された値を適宜な特性に従って換算して得た係数（無名数）であり、予め実験によって求められて図６に示すように設定されたテーブルを検索することで算出される。該当する値がないときは、線形補間して算出される。
【００６０】
エンジン負荷補正係数は前に述べたようにエンジン負荷が８のときを中負荷として基準（１．０。即ち、補正なし）とすると共に、図示の如く、それより低いときは低下度合いにつれて増加する一方、それより高いときは減少するように設定される。これは、エンジン負荷が高いほど発生する熱量が増大して経過時間が短縮する、換言すれば、上記した昇温特性の相違が明らかになるのに要する時間が減少するからである。
【００６１】
尚、図６でエンジン負荷が零となるのは、フューエルカット（燃料供給停止）時を意味する。この場合は発生する熱量が零あるいは極小であることから、エンジン負荷補正係数は、時間を増加するように設定される。
【００６２】
車速補正係数は、検出された車速ＶＰＳに基づいて設定される補正係数であり、予め実験によって求められて図７に示すように設定されたテーブルを、同様に検出した車速ＶＰＳの平均値で検索することで算出される。該当する値がないときは、線形補間して算出される。
【００６３】
車速補正係数は前に述べたように車速ＶＰＳが６０ｋｍ／ｈであるときを基準（１．０。即ち、補正なし）とすると共に、図示の如く、それより高速となるほど減少する一方、それより低速となるほど増加するように設定される。これは、高速になるほど走行風による風冷損が増加する結果、図４において目標温度ＴＲＴに到達するまでの時間が延長されると共に、低速になるほど逆の事象が生じるからである。
【００６４】
尚、車速ＶＰＳの平均値を用いるのは、急加速あるいは急減速などの過渡的な状態による影響を可能な限り回避するためである。尚、平均値は、検出車速を所定回分平均して求めても良く、検出車速より係数を積算して時間平均値を算出することで求めても良い。
【００６５】
さらに、上記したＴｒｅｆの算出式に含めなかったが、ヒータの作動状態に応じた補正係数を追加しても良い。
【００６６】
図８を参照してそれを説明すると、開故障時のヒータのオフ（非作動時）の昇温特性をＭＩＮとすると共に、ヒータのオン（作動時）で設定温度（指令温度）が最大のときの昇温特性をＭＡＸとするとき、目標温度ＴＲＴに到達するまでの時間はＭＩＮ側に接近するにつれて短縮する。従って、昇温特性ＭＡＸの目標温度到達時間に相当する補正係数を１．０（補正なし）とすると共に、補正係数を昇温特性ＭＩＮに接近するにつれて減少させ、昇温特性ＭＩＮで最小、例えば０．８とし、その間の中間の値を適宜選択すれば良い。
【００６７】
即ち、この実施の形態ではヒータのオン・オフを検出するのみであることから、両者の中間の値を適宜選択すれば良く。さらに、運転者による設定温度を検出し、それに応じて補正係数を設定するようにしても良い。
【００６８】
さらに、図９に示す如く、ヒータの風量によって同様に開故障時のヒータのオフ（非作動時）の昇温特性をＭＩＮとすると共に、ヒータのオン（作動時）で風量が最大のときの昇温特性をＭＡＸとし、昇温特性ＭＡＸの目標温度到達時間に相当する補正係数を１．０（補正なし）とすると共に、補正係数を昇温特性ＭＩＮに接近するにつれて減少させ、昇温特性ＭＩＮで最小、例えば０．８とし、その間の中間の値を適宜選択するようにしても良い。
【００６９】
さらに、図示は省略するが、エアコンディショナの作動状態に応じた補正係数を追加しても良い。その場合、エアコンディショナのコンプレッサの負荷はエンジン負荷に反映されることから、エアコンディショナの作動・非作動に応じて前記したエンジン負荷の値を増減すれば良い。
【００７０】
図３フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１６に進み、判定基準値を算出する。この実施の形態にあっては、図４に示す如く、故障判定基準値Ａ，Ｂと正常判定基準値の３種を使用するが、Ｓ１６では、それらを算出する。より具体的には、故障判定基準値Ａと正常判定基準値として固定値を使用すると共に、故障判定基準値Ｂとして初期ラジエータ水温は、即ち、エンジン始動時のラジエータ水温ＴＲに応じて設定することで、算出する。
【００７１】
次いでＳ１８に進み、検出されたラジエータ水温ＴＲが故障判定基準値Ａを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ２０に進み、冷却装置（ラジエータ）６０が故障、より具体的にはサーモスタット６４が故障、より詳しく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。尚、Ｓ１８および以降の処理では、検出されたラジエータ水温（冷却水の温度）ＴＲそのものを用いて基準値と比較するが、それに代え、検出されたラジエータ水温とエンジン１０の始動時のラジエータ水温（初期値）との偏差を求めて比較しても良い。
【００７２】
本来、サーモスタット６４の正常・故障に起因する、上記したラジエータ水温ＴＲの昇温特性の相違が明らかになるまでには（換言すれば、故障判定許可領域となるまでには）、ある時間を必要とすることから、誤検知を避けるため、この実施の形態にあっては所定時間Ｔｒｅｆを設定しているが、ラジエータ水温ＴＲが、３種の基準値の中で最も高く設定された故障判定基準値Ａを超えるような場合、その時間の経過を待たなくても、判定可能であることから、かく判定するようにした。
【００７３】
次いでＳ２２に進み、タイマＴの値がＴｒｅｆを超えるか否か、換言すればエンジン１０が始動されてから所定時間が経過したか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときは前記した故障判定許可領域内にあると判断してＳ２４に進み、検出されたラジエータ水温ＴＲが正常判定基準値未満か否か判断する。
【００７４】
Ｓ２４で肯定されるときはラジエータ水温ＴＲが３種の中で最も低く設定された正常判定基準値を下回るほどの低温であることから、Ｓ２６に進み、冷却装置（ラジエータ）６０が正常、より具体的にはサーモスタット６４が正常、より詳しくはそれが開弁状態に固着される開故障にないと判定（検知）する。
【００７５】
他方、Ｓ２４で否定されるときはＳ２８に進み、検出されたラジエータ水温ＴＲが故障判定基準値Ｂを超えるか否か判断する。故障判定基準値Ｂは、図４に示す如く、３種の基準値の中で中間の値に設定された基準値であり、故障判定用の本来的な基準値である。故障判定基準値Ｂをエンジン始動時のラジエータ水温ＴＲに応じて設定するのも、そのためである。
【００７６】
Ｓ２８で肯定されるときはラジエータ水温ＴＲが本来的な故障判定基準値Ｂを超えることから、Ｓ２０に進み、冷却装置（ラジエータ）６０が故障、より具体的にはサーモスタット６４が故障、より詳しく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。
【００７７】
一方、Ｓ２８で否定されるときは、ラジエータ水温ＴＲが正常判定基準値未満ではないことから正常とは判定できないと共に、Ｓ２８でもラジエータ水温ＴＲが故障判定基準値Ｂを超えないことから故障とも判定できないことから、Ｓ３０に進み、故障しているか否かの判定を保留する。即ち、判定を保留することで、誤検知を回避するようにした。
【００７８】
この実施の形態は上記の如く、エンジン１０の冷却装置、詳しくはラジエータ６０の冷却水温を直接検出して判定するため、サーモスタット６４の故障を一層精度良く検知することができる。従って、周囲温度などの外的要因の影響を受けることがなく、外的要因に対するロバスト性を向上させることができる。また、エンジン１０が始動されてからの経過時間が所定時間を超えるか否か判断、換言すれば、サーモスタット６４の正常・故障によるラジエータ冷却水温ＴＲの昇温特性の相違が明らかになった時点で故障判定を行なうことで、サーモスタット６４の開故障を精度良く検知することができる。
【００７９】
また、Ｔｒｅｆ（所定時間）および基準値の少なくともいずれかが、より具体的にはＴｒｅｆがエンジン１０の負荷、車速ＶＰＳ、エンジン１０の始動時のラジエータ水温ＴＲ、ヒータ（あるいはエアコンディショナの作動状態）に基づいて算出されると共に、基準値の中の故障判定基準値Ｂがエンジン１０の始動時のラジエータ水温ＴＲに基づいて算出される如く構成したので、前記した昇温特性の相違が明らかになる時点を的確に求めることができ、サーモスタット６４の開故障を精度良く判定することができる。
【００８０】
また、基準値（故障判定基準値Ｂ）の他に基準値（故障判定基準値Ａ、正常判定基準値）を備えると共に、検出されたラジエータ水温ＴＲがそれら（３種）の中で最も高く設定された故障判定基準値Ａを超えるとき、タイマ値ＴがＴｒｅｆを超える前であっても、サーモスタット６４が故障と判定する如く構成したので、前記した効果に加え、サーモスタット６４の開故障をその分だけ早く検知することができる。
【００８１】
また、基準値（故障判定基準値Ｂ）の他に基準値（故障判定基準値Ａ、正常判定基準値）検出されたラジエータ水温ＴＲがそれら（３種）の中で最も低く設定された正常判定基準値を超える一方、最も低く設定された正常判定基準値より高く設定された故障判定基準値Ｂを超えないとき、サーモスタット６４が故障したか否かの判定を保留する如く構成したので、前記した効果に加え、誤検知を回避することができる。
【００８２】
この実施の形態は上記の如く、内燃機関（エンジン）１０の冷却水をインレットパイプ６２を介して流入させて冷却し、アウトレットパイプ７４を介して前記内燃機関に流出させると共に、前記インレットパイプとアウトレットパイプを開閉するサーモスタット６４を備えたラジエータ６０からなる冷却装置の故障検知装置において、前記ラジエータ側に配置され、前記インレットパイプおよびアウトレットパイプの少なくともいずれかを流れる冷却水の温度（ラジエータ水温ＴＲ）を検出する温度検出手段（温度センサ７８）、前記内燃機関が始動されてから故障判定領域内にあるか否か判断する故障判定領域判断手段（ＥＣＵ２０，Ｓ１０からＳ２２）、および前記故障判定領域にあると判断されるとき、前記検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定する故障判定手段（ＥＣＵ２０，Ｓ２４からＳ３０）を備える如く構成した。
【００８３】
また、前記故障判定領域判断手段は、前記内燃機関が始動されてからの経過時間（タイマ値Ｔ）を計測して所定時間Ｔｒｅｆと比較し、前記計測された経過時間が前記所定時間を超えるとき、前記故障判定領域内にあると判断すると共に（ＥＣＵ２０，Ｓ２２）、前記故障判定手段は、前記検出された冷却水の温度（ラジエータ水温ＴＲ）を基準値（故障判定基準値Ｂ）と比較し、前記検出された冷却水の温度が前記基準値を超えるとき、前記冷却装置が故障と判定する（ＥＣＵ２０，Ｓ２８，Ｓ２０）如く構成した。
【００８４】
また、前記所定時間および基準値の少なくともいずれかが、前記内燃機関の負荷、車速ＶＰＳ、前記内燃機関の始動時の冷却水の温度（ラジエータ水温ＴＲ）、ヒータあるいはエアコンディショナの作動状態の少なくともいずれかに基づいて算出される如く構成した。
【００８５】
また、前記基準値（故障判定基準値Ｂ）の他に基準値（故障判定基準値Ａ、正常判定基準値）を備えると共に、前記検出された冷却水の温度が前記複数種の中で最も高く設定された基準値（故障判定基準値Ａ）を超えるとき、前記経過時間が所定時間を超える前であっても、前記冷却装置が故障と判定する（ＥＣＵ２０，Ｓ１８，Ｓ２０）如く構成した。
【００８６】
また、前記基準値（故障判定基準値Ｂ）の他に基準値（故障判定基準値Ａ、正常判定基準値）を備えると共に、前記検出された冷却水の温度が前記複数種の中で最も低く設定された基準値（正常判定基準値）を超える一方、前記最も低く設定された基準値より高く設定された第２の基準値（故障判定基準値Ｂ）を超えないとき、前記冷却装置が故障したか否かの判定を保留する（ＥＣＵ２０，Ｓ３０）如く構成した。
【００８７】
また、前記基準値として複数種の基準値を備えると共に、前記検出された冷却水の温度が前記複数種の中で最も低く設定された基準値（正常判定基準値）を超えないとき、前記冷却装置が正常と判定する（ＥＣＵ２０，Ｓ２６）如く構成した。
【００８８】
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をインレットパイプ６２の側に設けても良い（その場合、温度センサ７８をアウトレットパイプ７４の側に設けるのが望ましい）。
【００８９】
また、基準値の中、故障判定基準値Ｂのみを初期ラジエータ水温ＴＲに応じて設定するようにしたが、基準値Ｂは他のパラメータを加えて設定しても良く、さら故障判定基準値Ａあるいは正常判定基準値も同様にＴＲあるいは他のパラメータから設定しても良い。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ラジエータの冷却水の温度を検出し、内燃機関が始動されてから故障判定領域内にあるか否か判断し、故障判定領域にあると判断されるとき、検出された始動されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定するように構成したので、内燃機関の冷却装置、詳しくはラジエータの冷却水温を直接検出して判定することとなり、内燃機関、より詳しくはそのサーモスタットの故障を精度良く検知することができる。従って、周囲温度などの外的要因の影響を受けることがなく、外的要因に対するロバスト性を向上させることができる。また、内燃機関が始動されてからの経過時間が所定時間を超えるか否か判断、換言すれば、サーモスタットの正常・故障によるラジエータ冷却水温ＴＲの昇温特性の相違が明らかになった時点で故障判定を行なうことで、内燃機関の冷却装置の故障を精度良く検知することができる。尚、「前記検出された指導されてからの冷却水の温度の変化に基づいて前記冷却装置が故障と判定する」とは、検出された冷却水の温度の絶対値あるいはある温度からの偏差に基づいて冷却装置の故障を判定することを意味する。
【００９１】
請求項２項にあっては、内燃機関が始動されてからの経過時間を計測して所定時間と比較し、計測された経過時間が所定時間を超えるとき故障判定領域内にあると判断すると共に、検出された冷却水の温度を基準値と比較し、検出された冷却水の温度が基準値を超えるとき冷却装置が故障と判定する如く構成したので、内燃機関の冷却装置の故障を一層精度良く検知することができる。
【００９２】
請求項３項にあっては、所定時間および基準値の少なくともいずれかが内燃機関の負荷、車速、機関始動時の冷却水の温度、ヒータあるいはエアコンディショナの作動状態の少なくともいずれかに基づいて算出される如く構成したので、前記した昇温特性の相違が明らかになる時点を的確に求めることができ、内燃機関の冷却装置の故障を精度良く判定することができる。
【００９３】
請求項４項にあっては、基準値の他に基準値を備えると共に、検出された冷却水の温度がそれらの中で最も高く設定された基準値を超えるとき、経過時間が所定時間を超える前であっても、冷却装置が故障と判定する如く構成したので、前記した効果に加え、内燃機関の冷却装置の故障をその分だけ早く検知することができる。
【００９４】
請求項５項にあっては、基準値の他に基準値を備えると共に、検出された冷却水の温度がそれらの中で最も低く設定された基準値を超える一方、最も低く設定された基準値より高く設定された第２の基準値を超えないとき、冷却装置が故障したか否かの判定を保留する如く構成したので、前記した効果に加え、誤検知を回避することができる。
【００９５】
請求項６項にあっては、前記した効果に加え、冷却装置の故障の判定精度を上げることができる。
【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装置の動作を示すメイン・フロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートの動作を説明するタイム・チャートである。
【図５】図３フロー・チャートの処理で言及される初期水温ベース補正値のテーブル特性を示す説明図である。
【図６】図３フロー・チャートの処理で言及されるエンジン負荷補正係数のテーブル特性を示す説明図である。
【図７】図３フロー・チャートの処理で言及される車速補正係数のテーブル特性を示す説明図である。
【図８】図３フロー・チャートの処理で言及されるヒータの作動状態による補正係数を説明するグラフである。
【図９】同様に、図３フロー・チャートの処理で言及されるヒータの作動状態による補正係数を説明するグラフである。
【符号の説明】
１０      内燃機関（エンジン）
２０      ＥＣＵ（電子制御ユニット）
２０ｂ    ＣＰＵ
２２      燃料噴射弁（インジェクタ）
２６      絶対圧センサ
３０      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（温度検出手段）
８０      ヒータスイッチ
８２      エアコンディショナスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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