(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過した後にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも高いときは、該エンジン温度検出手段が高温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とするエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【請求項２】
エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過した後にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも高く、且つそのエンジン始動から所定時間が経過するまでの間の上記エンジン温度検出手段の検出温度の変化が所定値よりも小さいときは、該エンジン温度検出手段が高温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とするエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【請求項３】
エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過する前にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも低いときは、該エンジン温度検出手段が低温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とするエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【請求項４】
エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過する前にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも低く、且つそのエンジン始動から所定時間が経過するまでの間の上記エンジン温度検出手段の検出温度の変化が所定値よりも小さいときは、該エンジン温度検出手段が低温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とするエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【請求項５】
エンジンに対する燃料噴射を停止する燃料カット手段が備えられ、エンジン始動から所定時間が経過するまでの間に該手段による燃料カットが行われたときは、判定手段は、その燃料カットが行われた時間を上記所定時間に含めないように構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載のエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【請求項６】
エンジン温度検出手段は、エンジン温度としてエンジンの冷却水温を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエンジン温度検出手段の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン温度検出手段の故障診断装置に関し、エンジン制御のうちの故障診断機能の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の自動車のエレクトロニクス化のなかにあって、エンジンを最適な状態で運転させるために、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御が行われ、ドライバビリティの維持、確保をはじめとして、動力性能の改善、燃費の向上、排出ガスの浄化等が図られている。一方、そのようなエンジン制御システムに備えられる各種のセンサやアクチュエータあるいはワイヤハーネス等に異常が生じた場合に該異常個所を診断してそれを記憶及び表示する診断機能も併せて自動車に装備される。
【０００３】
そのような故障診断機能のなかでも、例えばアメリカのＯＢＤ（オンボードダイアグノスティクス）で義務化されているように、大気汚染、環境汚染に密接につながる排出ガス関連装置の故障の診断は極めて重要であり、なかでもエンジンの冷却水の温度を検出するエンジン水温センサは、その機能故障の診断対象となるセンサのうちの最も重要なものの一つである。冷却水温は、エンジン温度をよく反映し、エンジンの運転状態を表わす重要な指標の一つであって、例えば空燃比のフィードバック制御用のパラメータとして用いられる。この空燃比制御が正しく行なわれないと、エミッションコントロールに誤差が生じ、ＮＯｘ濃度が増大する等、大気環境にとって好ましくない結果を招く。したがって、このエンジン水温を正確に検出することは極めて重要なことであり、それゆえ、該エンジン水温を検出する水温センサ等のエンジン温度検出手段が故障しているかどうかを精度よく診断することもまた重要度の大きい技術である。一般に、センサの故障診断の基本的な考え方は、センサの出力信号がエンジンの運転状態から判断して有り得ないような値を示した場合に故障と判定するものである。
【０００４】
特公平３−５６４１７号公報には、エンジンの始動から所定時間が経過したのちのエンジン温度センサの出力値を所定の判定値と比較して、センサ出力値が判定値に対して一方の側に張り付いているときに温度センサの異常と判定する技術が開示されている。これによれば、エンジン始動から所定時間が経過し、よってエンジン温度が相当量だけ上昇しているはずであるにも拘らず、センサ出力が依然として外気温相当の低温度側にあるときには、センサが低温側に固着している故障（ロースタック故障）であると判定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報開示の技術では、逆にセンサが高温側に固着している故障（ハイスタック故障）であることを誤りなく診断することができないのである。すなわち、エンジンが停止した後、短時間で再始動されるような温間始動時にあっては、最初からエンジン水温が７０〜８０℃等の比較的高温度にあり、センサ出力値が判定値に対して高温側にあるからといって、これを直ちにセンサのハイスタック故障であると判定することはできないからである。
【０００６】
さらに、上記公報開示の技術では、ロースタック故障を判定する場合においても、エンジン温度が相当量だけ上昇しているはずであるという条件を実現するために、エンジンを始動してから所定時間が経過するのを待たないと故障診断が行えず、もっと早い時期に故障診断を行うことが要望される。
【０００７】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたもので、エンジン水温センサ等のエンジン温度検出手段のハイスタック故障を精度よく診断すると共に、エンジン温度検出手段のハイスタック故障及びロースタック故障のいずれの故障もエンジン始動後の早い時期に診断することを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明者らは、今回のエンジン始動が、前回のエンジン停止からの経過時間が充分長く、したがってエンジン温度が外気温相当温度にまで低下している冷間始動であるか、あるいは前回のエンジン停止からの経過時間があまり長くなく、したがってエンジン温度がまだ充分に下がりきっていない温間始動であるかを識別することによって、以下に説述するように、ハイスタック故障、ロースタック故障のいずれの故障も、精度よく、且つエンジン始動から早い時期に判定することができることに着目し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
前述したように、エンジン温度検出手段の故障には、その検出値が高温側に固着するハイスタック故障と、逆に低温側に固着するロースタック故障とがあり、また、エンジン始動時の環境にも、エンジン温度の低い冷間始動と、逆にエンジン温度の高い温間始動とがある。これらの組合せのうち、ハイスタック故障と冷間始動との組合せにおいては、ハイスタック故障は、冷間始動時に直ちに診断することができる。つまり、冷間始動であるにも拘らず、エンジン始動時におけるセンサ検出値が高いことをもって、ハイスタック故障であることを、所定時間が経過することを待つことなく、蓋然性高く、直ちに判定できるからである。同様に、ロースタック故障と温間始動との組合せにおいては、ロースタック故障は、温間始動時に直ちに診断することができる。つまり、温間始動であるにも拘らず、エンジン始動時におけるセンサ検出値が低いことをもって、ロースタック故障であることを、やはり所定時間が経過することを待つことなく、蓋然性高く、直ちに判定できるからである。また、これらの場合において、さらに、エンジンが始動されてから以降のセンサ検出値があまり変化しないときには、そのことをもって、より一層信憑性高く、ロー側又はハイ側のスタック故障を診断することが可能となる。
【００１０】
したがって、以上のことから、本願の特許請求の範囲における請求項１に記載の発明は、エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過した後にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも高いときは、該エンジン温度検出手段が高温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１に係る発明によれば、冷間始動時にハイスタック故障を蓋然性高く直ちに診断することができる。つまり、エンジンが停止されてから次に始動されるまでのエンジン停止時間が所定時間を超えて長いときには、エンジン温度は外気温度相当の温度にまで確実に低下しているはずであるから、それにも拘らずエンジンが始動されたときのエンジン温度検出手段の検出温度が高いときには、該検出手段が高温側に固着したハイスタック故障であると精度よく判定することができるのである。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、同じくエンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過した後にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも高く、且つそのエンジン始動から所定時間が経過するまでの間の上記エンジン温度検出手段の検出温度の変化が所定値よりも小さいときは、該エンジン温度検出手段が高温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１３】
この請求項２に係る発明によれば、同じく冷間始動時におけるハイスタック故障をより信憑性高く診断することができる。つまり、上記請求項１に記載の発明における故障判定条件に加えて、エンジン始動から所定時間が経過する期間中のエンジン温度変化が所定値よりも小さいことという第２の条件が付加されているから、エンジン始動時の瞬時的な検出結果だけではなく、その後のセンサ出力値の変化状態を併せて考慮することにより、ハイスタック故障をなお一層精度よく判定することができるのである。
【００１４】
一方、請求項３に記載の発明は、同じくエンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過する前にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも低いときは、該エンジン温度検出手段が低温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１５】
この請求項３に係る発明によれば、温間始動時にロースタック故障を蓋然性高く直ちに診断することができる。つまり、エンジンが停止されてから次に始動されるまでのエンジン停止時間が所定時間を超えず短いときには、エンジン温度はまだそれほど低下しておらず高いはずであるから、それにも拘らずエンジンが始動されたときのエンジン温度検出手段の検出温度が低いときには、該検出手段が低温側に固着したロースタック故障であると精度よく判定することができるのである。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、同じくエンジン温度を検出するエンジン温度検出手段の故障診断装置であって、エンジンが停止されてから次に始動されるまでの時間を計測するエンジン停止時間計測手段と、該計測手段で計測されたエンジン停止時間が所定時間を経過する前にエンジンが始動されたときの上記エンジン温度検出手段の検出温度が所定値よりも低く、且つそのエンジン始動から所定時間が経過するまでの間の上記エンジン温度検出手段の検出温度の変化が所定値よりも小さいときは、該エンジン温度検出手段が低温側に固着した故障であると判定する判定手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１７】
この請求項４に係る発明によれば、同じく温間始動時におけるロースタック故障をより信憑性高く診断することができる。つまり、上記請求項３に記載の発明における故障判定条件に加えて、エンジン始動から所定時間が経過する期間中のエンジン温度変化が所定値よりも小さいことという第２の条件が付加されているから、エンジン始動時の瞬時的な検出結果だけではなく、その後のセンサ出力値の変化状態を併せて考慮することにより、ロースタック故障をなお一層精度よく判定することができるのである。
【００１８】
さらに、この請求項４に係る発明によれば、例えば前回のエンジン運転時間が短く、そもそも前回のエンジン停止時におけるエンジン温度がそれほど高くなかった場合において、ロースタック故障を診断することができる。つまり、この場合は、前回のエンジン停止時におけるエンジン温度がそれほど高くなかったのであるから、前回エンジンが停止されてから次に始動されるまでのエンジン停止時間が所定時間を超えず短くても、エンジン温度は最初から低いのである。それゆえ、エンジン始動時におけるセンサ検出値が低いことは蓋然性のあるものと考えることもできるが、そのエンジン始動後のセンサ検出値があまり変化しないことをもって、それがロー側のスタック故障によるものであったことが判定できるのである。換言すれば、エンジン始動から所定時間が経過する期間中のエンジン温度変化が所定値よりも小さいことという第二の条件を付加することによって、ロースタック故障を誤って見逃すという不具合が回避されることになる。
【００１９】
そして、請求項５に記載の発明は、上記請求項２又は請求項４に記載の発明において、エンジンに対する燃料噴射を停止する燃料カット手段が備えられ、エンジン始動から所定時間が経過するまでの間に該手段による燃料カットが行われたときは、判定手段は、その燃料カットが行われた時間を上記所定時間に含めないように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項５に係る発明によれば、特に、エンジン始動後のセンサ検出値の変化の度合いからロー、ハイのスタック故障を診断する場合に、エンジン温度の変化、特に上昇変化に寄与しない燃料カットが実行された分の時間を、そのセンサ検出値の変化度合いをみるための所定時間から除外したから、上記のスタック故障診断がより合理的に行われ、実際にエンジン温度がそれほど変化しない環境の下であるのに、センサ検出値があまり変化しないからスタック故障であると判定する誤診断が回避される。
【００２１】
さらに、請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発明において、エンジン温度検出手段は、エンジン温度としてエンジンの冷却水温を検出するものであることを特徴とする。
【００２２】
この請求項６に係る発明によれば、特に、エンジン温度を最もよく反映するエンジンの冷却水の温度をエンジン温度を代表するものとして用いるので、エンジン温度検出手段の故障判定がより現実に近い値のパラメータに基づいて行われることになり、この点からも該故障判定の精度が担保される。
【００２３】
以下、発明の実施の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施の形態に係るエンジン１は、例えば直列４気筒の自動車用ガソリンエンジンであって、その本体１０内の各燃焼室１１に点火プラグ１２が設置されていると共に、該燃焼室１１に吸気ポート１３及び排気ポート１４が開口し、各ポート１３，１４の開口部に吸気弁１５及び排気弁１６が配設されている。吸気ポート１３に接続された吸気通路１７には、上流側から順に、エアクリーナ１８、例えば白金熱線を用いたヒートワイヤ式あるいはカルマン渦式のエアーフローメータ１９、スロットル弁２０、サージタンク２１、及び燃料噴射弁２２が配設され、且つ、スロットル弁２０をバイパスするバイパス通路２３に、例えばステップモータを用いたアイドル回転数制御用のアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）２４が設けられていると共に、排気ポート１４に接続された排気通路２５には、同じく上流側から順に、例えばジルコニア素子式あるいはチタニア磁器式の酸素センサ２６、及び排ガス浄化用の三元触媒装置２７が設けられている。
【００２５】
さらに、エンジン本体１０の所定位置には電磁ピックアップ式のクランク角センサ２８、及びエンジン冷却水の温度を検出するサーミスタ方式の水温センサ２９が備えられていると共に、当該自動車には、上記各種のセンサ類の出力信号を入力し、上記各種のアクチュエータの作動を制御するエンジン制御システム用の電子コントロールユニット（ＥＣＵ）３０が搭載されている。また、パワートレインの出力回転数から当該自動車の車速を検出する車速センサ３１が備えられていると共に、例えば運転席前方のインストルパネルに運転者に異常を報知する警告灯３２が配置されている。
【００２６】
上記エンジン制御用ＥＣＵ３０には、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータや、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むシングルチップのマイクロコンピュータ、あるいは該マイクロコンピュータで生成された制御信号を外部に出力するための出力処理回路等の通常の要素に加えて、イグニッションスイッチがＯＦＦとされている時間、つまりエンジン１の停止時間を計測するソークタイマ３３が内蔵されている。このソークタイマ３３は、例えばＥＣＵ３０内の電気回路から引き込んだバックアップ電圧によりイグニッションＯＦＦ後において作動するものである。また、上記バックアップ電圧は、後述する故障診断制御の診断結果をイグニッションＯＦＦ後においても消去しないようにメモリに記録し続けるためにも用いられる。
【００２７】
図２にこのエンジン１の冷却系を示す。エンジン本体１０のシリンダブロック及びシリンダヘッドには、冷却水が循環するウォータジャケット４０が形成されている。クランクシャフト（図示せず）によりベルト等を介してウォータポンプ４１が駆動され、該ポンプ４１により冷却水が図面上左側から右側へ向けて圧送される。冷却水がウォータジャケット４０内を流れる間にエンジン本体１０の熱が奪われて該エンジン本体１０が冷却される一方、冷却水はその熱により温度が上昇する。それゆえ、この冷却水の温度はエンジン１の温度をよく反映する。そして、この冷却水温を検出する水温センサ２９は、ウォータジャケット４０に臨む位置に配置されている。
【００２８】
水温がサーモスタット弁４２の設定温度よりも低い間は該サーモスタット弁４２が閉じ、これによって、冷却水はウォータジャケット４０からバイパス通路４３を経て循環する。逆に、水温がサーモスタット弁４２の設定温度よりも高くなると該サーモスタット弁４２が開き、これによって、冷却水は該サーモスタット弁４２を通過してアッパホース４４からラジエータ４５に至る。冷却水はラジエータ４５内を通過する間に冷却されて、ロアホース４６からウォータポンプ４１に戻る。
【００２９】
なお、このエンジン冷却系には、冷却水温が所定温度以上に高くなると、図示しないフロントグリルの側（図面上の左側）から空気を吸引してラジエータ４５を強制的に冷却する電動ファン４７が備えられていると共に、車内暖房用のヒータコア４８が設けられている。このヒータコア４８は、ウォータジャケット４０から温水が循環するように上流側の冷却水通路４９及び下流側の冷却水通路５０によって該ウォータジャケット４０に接続されており、上流側冷却水通路４９に配設された温水弁（図示せず）によってその温水流量が調整される。
【００３０】
前述したように、上記エンジン制御用ＥＣＵ３０は、車速センサ３１及びソークタイマ３３を含む各センサ類の検出信号を制御情報として入力し、該制御情報に基づいて点火プラグ１２を介しての点火時期制御、燃料噴射弁２２を介しての燃料噴射制御、ＩＳＣバルブ２４を介してのアイドル回転数制御等の各エンジン制御を実行すると共に、排出ガスの浄化に関連する装置としての上記水温センサ２９の故障診断を併せて行う。
【００３１】
次に、本発明の特徴部分を構成するこの水温センサ２９の故障診断についてさらに詳しく説明する。最初に、図３のタイムチャートを参照してこの故障診断の概要を説明する。なお、同図における横時間軸上の各時点（ｔ０，ｔ１，ｔ２…）の位置、及び縦水温軸上の各温度（ｔｈ１，Ｔｈａ，ｔｈ２…）の位置は、相互の並び順を示すものではあるが、相互の量的な比率を必ずしも正しく反映しているものではない。
【００３２】
まず、図３に実線で示すように、エンジン温度、すなわちエンジン水温は、エンジン１の停止と共に下がり始め（時点ｔ０）、例えば車庫入れ後のように、エンジン１の停止時間、すなわちソークタイマ３３の計測時間（Ｔｓｏａｋ）が、符号アで示すように充分長いときには、該エンジン水温はついには外気温に相当する温度（ｔｈ１）にまで低下する（時点ｔ３）。そして、次にエンジン１が始動されると（冷間始動：時点ｔ５）、エンジン水温は上昇し始め、例えばアクセルペダルの踏込み量等に起因するエンジン負荷の増減に伴って上下しながら、前述したサーモスタット弁４２の設定温度（ｔｈ０）付近に収束する。
【００３３】
一方、図中鎖線で示すように、例えば高速道路のサービスエリアでの小休止のように、エンジン１の停止時間（Ｔｓｏａｋ）が、符号イで示すように比較的短いときには、エンジン水温はそれほど低下しておらず、外気温相当温度（ｔｈ１）よりもかなり高い温度（ｔｈ２）から、そのエンジン始動に伴って再び上昇する（温間始動：時点ｔ１）。そして、同じくエンジン負荷の増減に伴って上下しながら、サーモスタット弁４２の設定温度（ｔｈ０）付近に収束する。
【００３４】
ここで、図中破線（Ｈ）で示すように、このような温度変化を示すエンジン水温を本来検出するはずの水温センサ２９が、その検出値が高温度側に固着するハイスタック故障を起こしている場合は、上記時点（ｔ５）における冷間始動時に直ちにそのことが判定可能となる。つまり、判定基準としての所定温度（Ｔｈａ）を、図示したように、例えば冷間始動時水温（ｔｈ１）と温間始動時水温（ｔｈ２）との間に設定すると、冷間始動時（ｔ５）におけるエンジン水温は、該判定温度（Ｔｈａ）よりも、符号ウで示すように、本来低いはずであるにも拘らず、水温センサ２９は、エンジン水温が該判定温度（Ｔｈａ）よりも、符号エで示すように、高いことを示しているからである。したがって、このように蓋然性の高い、精度に優れる故障診断を、エンジン始動後の早い時期において行うことができる（ハイスタック故障診断１）。
【００３５】
同様に、図中破線（Ｌ）で示すように、水温センサ２９が、その検出値が低温度側に固着するロ−スタック故障を起こしている場合は、上記時点（ｔ１）における温間始動時に直ちにそのことが判定可能となる。つまり、温間始動時（ｔ１）におけるエンジン水温は、上記判定温度（Ｔｈａ）よりも、符号オで示すように、本来高いはずであるにも拘らず、水温センサ２９は、エンジン水温が該判定温度（Ｔｈａ）よりも、符号カで示すように、低いことを示しているからである。したがって、この場合においても、このように蓋然性の高い、精度に優れる故障診断を、エンジン始動後の早い時期において行うことができる（ロースタック故障診断１）。
【００３６】
それゆえ、ソークタイマ３３の計測時間（Ｔｓｏａｋ）に対する判定基準としての所定時間を、例えば、図示したＴａ又はＴｂのように設定すればよい。このうち、所定時間（Ｔａ）は、エンジン１が停止された時点（ｔ０）から、エンジン水温が外気温相当温度（ｔｈ１）にまで低下する時点（ｔ３）を経過した後の時点（ｔ４）までの時間であって、エンジン１の停止時間が長く、次にエンジン１を始動させたときにはそれは冷間始動であることを担保するためのものである。
【００３７】
一方、所定時間（Ｔｂ）は、エンジン１が停止された時点（ｔ０）から、エンジン水温が外気温相当温度（ｔｈ１）にまで低下する時点（ｔ３）を経過する前の時点（ｔ４）までの時間であって、エンジン１の停止時間が短く、次にエンジン１を始動させたときにはそれは温間始動であることを担保するためのものである。
【００３８】
そして、これらの冷間、温間識別のための判定所定時間（Ｔａ，Ｔｂ）は、いずれも、外気温度をはじめ、判定所定温度（Ｔｈａ）、診断対象となるハイスタック温度又はロースタック温度等に応じて合目的的に設定される。
【００３９】
またさらに、ロー、ハイいずれのスタック故障診断の場合においても、そのエンジン始動からさらに別の第２の所定時間（Ｔｃ）が経過するのを待って、その経過時点（ｔ６：温間始動の場合、ｔ７：冷間始動の場合）までの間に水温センサ２９の検出値が実際にほとんど変化しないことを確認してから（第２の条件）、該センサ２９のスタック故障を最終的に決定するようにしてもよい。エンジン始動時（ｔ１，ｔ５）のみにおける瞬時的な水温センサ２９の検出結果だけを制御情報として用いるのではなく、このような第２の条件を付加して、検出時点の異なる複数の検出データを総合して判定するから、より一層信憑性の高いハイスタック故障の診断を行うことが可能となる（ロースタック故障診断２、ハイスタック故障診断２）。
【００４０】
次に、以上説明したＥＣＵ３０が行う水温センサ２９の故障診断の各具体的動作の一例を図４以下に示すフローチャートに従って説明する。各フローチャートで表わされる故障診断のプログラムはそれぞれイグニッションスイッチがＯＮとなった時点、つまりエンジン１の始動と共にスタートする。
【００４１】
まず、図４に示すフローチャートで表わされた故障診断プログラムは、上記「ハイスタック故障診断１」に相当するものである。すなわち、ステップＳ１で、各種の入力信号を読み込んだうえで、ステップＳ２で、ソークタイマ３３によるエンジン１の停止時間（Ｔｓｏａｋ）が、冷間始動識別用の判定所定時間（Ｔａ）以上であるか否かが判定される。そして、その結果、エンジン停止時間（Ｔｓｏａｋ）が該所定時間（Ｔａ）を経過しているとき、つまり冷間始動時であるときは、ステップＳ３で、エンジン水温（ｔｈ）が上記故障判定用所定温度（Ｔｈａ）よりも高いか否かが判定される。そして、その結果、この冷間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が該所定温度（Ｔｈａ）よりも高いときは、ハイスタック故障であると判定し、ステップＳ４で、その診断内容をＲＡＭに記憶すると共に、乗員室内の警告灯３２を点灯させて運転者に異常を知らせる。これに対し、ステップＳ３における判定の結果、この冷間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が判定所定温度（Ｔｈａ）以下であるときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ５で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００４２】
なお、ＲＡＭに格納された故障診断の内容は、イグニッションスイッチがＯＦＦとなっても、ソークタイマ３３の作動源でもあるバックアップ電圧によりＲＡＭに記録され続け、消去されることはない。また、故障が検出されたときには、ＥＣＵ３０は、その故障部分をカバーして、近くの修理工場まである程度支障なくエンジン１を運転し続けることができるような代わりの値を用いてエンジン制御を続行する（リンプホーム機能）。
【００４３】
次の図５に示すフローチャートで表わされた故障診断プログラムは、「ロースタック故障診断１」に相当するものであって、その内容は上記「ハイスタック故障診断１」にほぼ準じたものである。すなわち、ステップＳ１１で、各種の入力信号を読み込んだうえで、まず、ステップＳ１２において、前回のエンジン１の停止時の水温が所定温度よりも大きかったか否かが判定される。そして、大きかった場合に限り、次のステップＳ１３以下に進む。これは、例えば前回の運転時間が短く、エンジン水温が充分に上昇しないうちにエンジン１が停止され、そして短時間のエンジン停止後に再始動されたようなときには、水温センサ２９が正常であっても、再始動時において水温センサ２９は低い温度を示し、後のステップＳ１４においてロースタック故障であると誤診断される可能性があるので、それを回避するためである。
【００４４】
なお、このステップＳ１２における前回のエンジン１の停止時の水温は、例えば前回のエンジン１の停止時における水温センサ２９の検出値であってもよく、その場合の比較対象となる所定温度は、例えばサーモスタット弁４２の設定温度（ｔｈ０）等である。さらに、このステップＳ１２における前回のエンジン１の停止時の水温状態を識別するものとして、例えば前回のエンジン１の運転時間が所定時間よりも長かったか否かを判定してもよい。
【００４５】
ステップＳ１３では、ソークタイマ３３によるエンジン１の停止時間（Ｔｓｏａｋ）が、温間始動識別用の判定所定時間（Ｔｂ）未満であるか否かが判定される。そして、その結果、エンジン停止時間（Ｔｓｏａｋ）が該所定時間（Ｔｂ）をまだ経過していないとき、つまり温間始動時であるときは、ステップＳ１４で、エンジン水温（ｔｈ）が上記故障判定用所定温度（Ｔｈａ）よりも低いか否かが判定される。そして、その結果、この温間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が該所定温度（Ｔｈａ）よりも低いときは、ロースタック故障であると判定し、ステップＳ１５で、その診断内容をＲＡＭに記憶すると共に、乗員室内の警告灯３２を点灯させて運転者に異常を知らせる。これに対し、ステップＳ１４における判定の結果、この温間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が判定所定温度（Ｔｈａ）以上であるときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ１６で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００４６】
次の図６に示すフローチャートで表わされた故障診断プログラムは、「ハイスタック故障診断２」に相当するものである。このプログラムにおいては、上記ハイスタック故障診断１のプログラムに、第２の条件の判定を遂行するためのルーティンが付加されている。
【００４７】
すなわち、ステップＳ２１で、各種の入力信号を読み込んだうえで、ステップＳ２２で、ソークタイマ３３によるエンジン１の停止時間（Ｔｓｏａｋ）が、冷間始動識別用の判定所定時間（Ｔａ）以上であるか否かが判定される。そして、その結果、エンジン停止時間（Ｔｓｏａｋ）が所定時間（Ｔａ）を経過しているとき、つまり冷間始動時であるときは、ステップＳ２３で、エンジン水温（ｔｈ）が上記故障判定用所定温度（Ｔｈａ）よりも高いか否かが判定される。そして、その結果、この冷間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が該所定温度（Ｔｈａ）よりも高いときは、ステップＳ２４以下に進む。これに対し、ステップＳ２３における判定の結果、この冷間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が判定所定温度（Ｔｈａ）以下であるときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ３３で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００４８】
ステップＳ２４からＳ３１は、エンジン始動から第２所定時間（Ｔｃ）が経過するまでの間における水温センサ２９の検出値（ｔｈ）の変化度合いが所定値（Δｔｈ）と比べて小さいか否かをみる第２の条件判定ルーティンである。まず、ステップＳ２４で初期化が行われ、以下で用いられるエンジン始動後のタイマ（ｔｉｍ）が０に、また水温センサ２９の検出値の最小値（ｔｈｍｉｎ）及び最大値（ｔｈｍａｘ）がそれぞれ現時点での値（ｔｈ）にリセットされる。
【００４９】
そして、ステップＳ２５，Ｓ２６で、水温センサ２９の検出温度の最小値の更新が、またステップＳ２７，Ｓ２８で、最大値の更新がそれぞれ行われる。すなわち、水温センサ２９の今回の検出温度（ｔｈ）がいままでの最小値（ｔｈｍｉｎ）よりも小さければ、その今回値（ｔｈ）を新たに最小値（ｔｈｍｉｎ）とし、また水温センサ２９の今回の検出温度（ｔｈ）がいままでの最大値（ｔｈｍａｘ）よりも大きければ、その今回値（ｔｈ）を新たに最大値（ｔｈｍａｘ）とする。
【００５０】
そして、ステップＳ２９で、エンジン始動後のタイマ（ｔｉｍ）が１づつアップされ、ステップＳ３０で、その値（ｔｉｍ）が上記第２所定時間（Ｔｃ）を超えるまで、上記の水温センサ２９の検出最小値（ｔｈｍｉｎ）及び最大値（ｔｈｍａｘ）の更新が繰り返される。なお、図示していないが、上記ステップＳ２５〜Ｓ３０の繰返しループの中に、水温センサ２９からの出力信号をその都度読み込むステップが挿入されている（例えば、ステップＳ３０からステップＳ２５へリターンする間）。
【００５１】
そして、エンジン始動後タイマ（ｔｉｍ）が第２所定時間（Ｔｃ）を超えたときには、ステップＳ３１に進んで、そのエンジン始動から第２所定時間（Ｔｃ）が経過するまでの間における水温センサ２９の検出最大値（ｔｈｍａｘ）と検出最小値（ｔｈｍｉｎ）との偏差が、スタック判定用所定値（Δｔｈ）よりも小さいか否かが判定される。そして、その結果、上記第２所定時間（Ｔｃ）以内に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）があまり変化せず、その最大限の変化（ｔｈｍａｘ−ｔｈｍｉｎ）が上記所定値（Δｔｈ）よりも低いときは、ハイスタック故障であると判定し、ステップＳ３２で、その診断内容をＲＡＭに記憶すると共に、乗員室内の警告灯３２を点灯させて運転者に異常を知らせる。これに対し、ステップＳ３１における判定の結果、上記第２所定時間（Ｔｃ）以内に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が上記所定値（Δｔｈ）以上に変化しているときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ３３で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００５２】
次の図７、図８に示すフローチャートで表わされた故障診断プログラムは、「ロースタック故障診断２」に相当するものであって、その内容は上記「ハイスタック故障診断２」にほぼ準じたものであるが、このプログラムにおいては、エンジン１の燃料カットが行われた場合には、その燃料カットが実行された時間（ｔｉｍｆｃ）を、センサ２９の検出最大値（ｔｈｍａｘ）及び検出最小値（ｔｈｍｉｎ）の更新作業時間から除外するようになっている。
【００５３】
すなわち、発進時等のエンジン高回転時には、エンジン過回転による損傷を防止するため、エンジン回転数が所定値以上に上昇すると燃料カットが一般に行われるが、この場合は、燃料の噴射が一次的にせよ停止され、したがって燃料の燃焼爆発がなく、エンジン温度の変化、特に上昇変化には寄与しない。したがって、そのような燃料カットが実行された分の時間（ｔｉｍｆｃ）を、水温センサ２９の検出値（ｔｈ）の変化度合いをみるための更新作業時間から除外することにより、このスタック故障診断２がより合理的に行われることになる。つまり、実質的に有効、有意義な更新作業時間を設定することにより、実際にエンジン温度がそれほど変化しない環境下にあるのに、水温センサ２９の検出値（ｔｈ）があまり変化しないからスタック故障であると判定する誤診断が回避されることになるのである。
【００５４】
なお、このように燃料カット実行時間（ｔｉｍｆｃ）を更新作業時間から除外する動作を、前述のハイスタック故障診断２にも適用してよいことはいうまでもない。
【００５５】
まず、ステップＳ４１で、各種の入力信号を読み込んだうえで、ステップＳ４２において、前回のエンジン１の停止時の水温が所定温度よりも大きかったか否かが判定される。そして、大きかった場合に限り、次のステップＳ４３以下に進む。これは、例えば前回の運転時間が短く、エンジン水温が充分に上昇しないうちにエンジン１が停止され、そして短時間のエンジン停止後に再始動されたようなときには、水温センサ２９が正常であっても、再始動時において水温センサ２９は低い温度を示し、後のステップＳ４４において正常ではないと誤診断される可能性があるので、それを回避するためである。
【００５６】
なお、このステップＳ４２における前回のエンジン１の停止時の水温は、例えば前回のエンジン１の停止時における水温センサ２９の検出値であってもよく、その場合の比較対象となる所定温度は、例えばサーモスタット弁４２の設定温度（ｔｈ０）等である。さらに、このステップＳ４２における前回のエンジン１の停止時の水温状態を識別するものとして、例えば前回のエンジン１の運転時間が所定時間よりも長かったか否かを判定してもよい。
【００５７】
ステップＳ４３では、ソークタイマ３３によるエンジン１の停止時間（Ｔｓｏａｋ）が、温間始動識別用の判定所定時間（Ｔｂ）未満であるか否かが判定される。そして、その結果、エンジン停止時間（Ｔｓｏａｋ）が該所定時間（Ｔｂ）をまだ経過していないとき、つまり温間始動時であるときは、ステップＳ４４で、エンジン水温（ｔｈ）が上記故障判定用所定温度（Ｔｈａ）よりも低いか否かが判定される。そして、その結果、この温間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が該所定温度（Ｔｈａ）よりも低いときは、ステップＳ４５以下に進む。これに対し、ステップＳ４４における判定の結果、この温間始動時に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が判定所定温度（Ｔｈａ）以上であるときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ５６で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００５８】
ステップＳ４５からＳ５４は、エンジン始動から第２所定時間（Ｔｃ）が経過するまでの間における水温センサ２９の検出値（ｔｈ）の変化度合いが所定値（Δｔｈ）と比べて小さいか否かをみる第２の条件判定ルーティンである。まず、ステップＳ４５で初期化が行われ、以下で用いられるエンジン始動後のタイマ（ｔｉｍ）及び燃料カットの実行時間を計測するタイマ（ｔｉｍｆｃ）が０に、また水温センサ２９の検出値の最小値（ｔｈｍｉｎ）及び最大値（ｔｈｍａｘ）がそれぞれ現時点での値（ｔｈ）にリセットされる。
【００５９】
そして、ステップＳ４６，Ｓ４７で、水温センサ２９の検出温度の最小値の更新が、またステップＳ４８，Ｓ４９で、最大値の更新がそれぞれ行われる。すなわち、水温センサ２９の今回の検出温度（ｔｈ）がいままでの最小値（ｔｈｍｉｎ）よりも小さければ、その今回値（ｔｈ）を新たに最小値（ｔｈｍｉｎ）とし、また水温センサ２９の今回の検出温度（ｔｈ）がいままでの最大値（ｔｈｍａｘ）よりも大きければ、その今回値（ｔｈ）を新たに最大値（ｔｈｍａｘ）とする。
【００６０】
そして、ステップＳ５０，Ｓ５１で、燃料カットが実行されていれば、その燃料カット実行時間（ｔｉｍｆｃ）が１づつアップされ、またステップＳ５２で、エンジン始動後のタイマ（ｔｉｍ）が１づつアップされる。
【００６１】
そして、ステップＳ５３で、上記エンジン始動後の時間（ｔｉｍ）から燃料カット実行時間（ｔｉｍｆｃ）が差し引かれた値が、上記第２所定時間（Ｔｃ）を超えるまで、上記の水温センサ２９の検出最小値（ｔｈｍｉｎ）及び最大値（ｔｈｍａｘ）の更新が繰り返される。なお、図示していないが、上記ステップＳ４６〜Ｓ５３の繰返しループの中に、水温センサ２９からの出力信号をその都度読み込むステップが挿入されている（例えば、ステップＳ５３からステップＳ４６へリターンする間）。
【００６２】
そして、上記エンジン始動後時間（ｔｉｍ）から燃料カット実行時間（ｔｉｍｆｃ）が差し引かれた値が第２所定時間（Ｔｃ）を超えたときには、ステップＳ５４に進んで、そのエンジン始動から第２所定時間（Ｔｃ）が経過するまでの間における水温センサ２９の検出最大値（ｔｈｍａｘ）と検出最小値（ｔｈｍｉｎ）との偏差が、スタック判定用所定値（Δｔｈ）よりも小さいか否かが判定される。そして、その結果、上記第２所定時間（Ｔｃ）以内に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）があまり変化せず、その最大限の変化（ｔｈｍａｘ−ｔｈｍｉｎ）が上記所定値（Δｔｈ）よりも低いときは、ロースタック故障であると判定し、ステップＳ５５で、その診断内容をＲＡＭに記憶すると共に、乗員室内の警告灯３２を点灯させて運転者に異常を知らせる。これに対し、ステップＳ５４における判定の結果、上記第２所定時間（Ｔｃ）以内に、水温センサ２９で検出されたエンジン水温（ｔｈ）が上記所定値（Δｔｈ）以上に変化しているときには、水温センサ２９が正常であると判定し、ステップＳ５６で、警告灯３２を点灯させることなく、その診断内容をＲＡＭに記憶する。
【００６３】
なお、上記各判定用所定値の実値としては、例えば、冷間始動識別用の判定所定時間（Ｔａ）を６時間とした場合、故障判定所定温度（Ｔｈａ）を３０℃、第２所定時間（Ｔｃ）を３００秒、温度変化所定値（Δｔｈ）を５．６℃等とするものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明によれば、エンジン水温センサ等のエンジン温度検出手段のスタック故障を精度よく、且つエンジン始動後の早い時期に診断することができる。本発明は、大気汚染、環境汚染に密接につながる排出ガス関連装置の故障診断機能を有するエンジンの電子制御が行われる自動車一般に好ましく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンの制御システム構成図である。
【図２】同エンジンの冷却系統の構成図である。
【図３】同エンジンの水温センサの故障診断のタイムチャートである。
【図４】ハイスタック故障診断の実行プログラムのフローチャートである。
【図５】ロースタック故障診断の実行プログラムのフローチャートである。
【図６】ハイスタック故障診断の別の実行プログラムのフローチャートである。
【図７】ロースタック故障診断の別の実行プログラムの一部のフローチャートである。
【図８】同一部のフローチャートである。
【符号の説明】
１      エンジン
２９    水温センサ（エンジン温度検出手段）
３０    エンジンコントロールユニット（判定手段）
３３    ソークタイマ（エンジン停止時間計測手段）
３２    警告灯
【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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