(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの冷却水が所定温度以上となったときに開弁されて冷却水をラジエタへ循環させ、冷却水が上記所定温度よりも低いときは閉弁されて冷却水を上記ラジエタをバイパスさせるサーモスタットを備えたエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置において、
冷却水の実際の温度を検出する水温検出手段と、エンジンの高負荷運転状態を検出する高負荷検出手段と、
車両の高速運転状態を検出する高速検出手段と、
前記高負荷運転状態かつ高速運転状態が所定時間以上継続して検出されたときに、前記水温検出手段で検出される実際の水温が前記サーモスタットの開弁温度よりも低いときに、該サーモスタットが開弁故障であると判定する故障判定手段と、
を備えていることを特徴とするエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置。
【請求項２】
エンジンの冷却水が所定温度以上となったときに開弁されて冷却水をラジエタへ循環させ、冷却水が上記所定温度よりも低いときは閉弁されて冷却水を上記ラジエタをバイパスさせるサーモスタットを備えたエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置において、
水温検出手段で検出された実際の冷却水温度に基づいて前記サーモスタットの開弁故障を判定する第１故障判定手段と、
水温検出手段で検出された実際の冷却水温度とエンジンの運転状態を示す運転パラメータから算出される冷却水の予測温度との関係に基づいて前記サーモスタットの開弁故障を判定する第２故障判定手段と、
を備え、
前記第１故障判定手段が、エンジンの高負荷運転状態かつ車両の高速運転状態が所定時間以上継続して検出されたときに、前記水温検出手段で検出される実際の水温が前記サーモスタットの開弁温度よりも低いときに、該サーモスタットが開弁故障であると判定するように設定されている、
ことを特徴とするエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２故障判定手段が、
前記予測温度と実際の温度との関係に基づいて前記ラジエタからの放熱量を算出する放熱量算出手段と、
エンジンの運転パラメータに基づいて、冷却水のエンジンからの受熱量を算出する受熱量算出手段と、
を備えて、前記放熱量と受熱量との関係から前記サーモスタットの開弁故障を判定するように設定されている、
ことを特徴とするエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記第１故障判定手段と第２故障判定手段との少なくとも一方で開弁故障と判定されたときは、最終的に開弁故障であると判定され、
前記第１故障判定手段と第２故障判定手段との両方でそれぞれ正常判定されたときのみ、最終的に正常であると判定されるように設定されている、
ことを特徴とするエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの冷却水系においては、ラジエタおよびサーモスタット（サーモスタット弁）が配設されている。このサーモスタットは、冷却水の温度に応じて開閉作動されるもので、エンジンの冷却水が所定温度（例えば８０度Ｃ）以上のときに開弁され、この開弁により冷却水がラジエタを循環するように流れて、冷却水がラジエタによって冷却される。また、冷却水の温度が上記所定温度よりも低いときはサーモスタットが閉弁され、この閉弁により冷却水がラジエタをバイパスして流れて、冷却水のすみやかな温度上昇が図られるようになっている。
【０００３】
上記サーモスタットが開弁したまま故障した開弁故障が発生（開固着の発生）した状態で、エンジンを冷機状態から始動した場合に、冷却水がラジエタを循環するためにその温度上昇がすみやかに行われず、エンジンの安定した運転をすみやかに確保する上で好ましくないばかりでなく、燃費や排気ガス対策の上でも好ましくないものとなる。
【０００４】
サーモスタットの開弁故障を判定するため、特開平１０−１８４４３３号公報には、エンジン始動から所定時間経過後における冷却水の実際の温度が所定温度よりも低いときは、冷却水がラジエタにより冷却されているためである、つまりサーモスタットの開弁故障発生であると判定するものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載のものでは、エンジン始動後において、アイドル運転等エンジンの発熱量がきわめて小さい運転状態が長く続いたとき、ラジエタによる冷却が行われなくても冷却水温度がさほど上昇しないため、サーモスタットが開弁故障していないにも拘わらず開弁故障であると誤判定してしまう事態を生じやすいものとなる。
【０００６】
上述のような誤判定を防止するため、本出願人は、エンジンの運転状態から冷却水温度を予測し、この予測温度が所定温度に達した時点において、これまでの予測温度と温度センサにより検出された実際の冷却水温度との差の積算値が所定値以上のときに開弁故障であることを判定するものを開発した。この判定手法によれば、エンジン始動からアイドル等のエンジン発熱量が小さい運転状態が長く続いても、予測温度が所定温度になるまでの時間が長くなるため、開弁故障の誤判定が防止されることになる。
【０００７】
しかしながら、上述した予測温度を用いる判定手法にあっては、エンジン始動直後から急な上り坂での加速状態を長く続いた場合等、冷却水温度が急速に上昇するような運転状態が続くと、予測温度が所定温度に短時間で到達してしまい、この結果開弁故障が発生していても上記積算値が小さくなって、サーモスタットが正常であると誤判定してしまう可能性がある、ということが判明した。
【０００８】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、冷却水温度がすみやかに上昇しないときに開弁故障であると誤判定してしまうことの防止と、冷却水温度が急速に上昇するときに正常であると誤判定してしまうことの防止とを行って、サーモスタットの開弁故障をより精度よく判定できるようにしたエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明はその第１の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
エンジンの冷却水が所定温度以上となったときに開弁されて冷却水をラジエタへ循環させ、冷却水が上記所定温度よりも低いときは閉弁されて冷却水を上記ラジエタをバイパスさせるサーモスタットを備えたエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置において、
冷却水の実際の温度を検出する水温検出手段と、
エンジンの高負荷運転状態を検出する高負荷検出手段と、
車両の高速運転状態を検出する高速検出手段と、
前記高負荷運転状態かつ高速運転状態が所定時間以上継続して検出されたときに、前記水温検出手段で検出される実際の水温が前記サーモスタットの開弁温度よりも低いときに、該サーモスタットが開弁故障であると判定する故障判定手段と、
を備えたものとしてある。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明はその第２の解決手法として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項２に記載のように、
エンジンの冷却水が所定温度以上となったときに開弁されて冷却水をラジエタへ循環させ、冷却水が上記所定温度よりも低いときは閉弁されて冷却水を上記ラジエタをバイパスさせるサーモスタットを備えたエンジン冷却系におけるサーモスタットの故障診断装置において、
水温検出手段で検出された実際の冷却水温度に基づいて前記サーモスタットの開弁故障を判定する第１故障判定手段と、
水温検出手段で検出された実際の冷却水温度とエンジンの運転状態を示す運転パラメータから算出される冷却水の予測温度との関係に基づいて前記サーモスタットの開弁故障を判定する第２故障判定手段と、
を備え、
前記第１故障判定手段が、エンジンの高負荷運転状態かつ車両の高速運転状態が所定時間以上継続して検出されたときに、前記水温検出手段で検出される実際の水温が前記サーモスタットの開弁温度よりも低いときに、該サーモスタットが開弁故障であると判定するように設定されているものとしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項３以下に記載のとおりである。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１によれば、エンジンの発熱量が大きくなる高負荷運転状態が所定時間以上継続していることを故障判定の条件の１つとしてあるので、つまり冷却水温度がすみやかに上昇しないときは開弁故障の判定を行わないようにしてあるので、開弁故障であると誤判定してしまう事態が防止される。また、エンジンが走行風によって適度に冷却されるような高速運転状態が所定時間以上継続していることを故障判定の別の条件として設定してあるので、つまり冷却水温度があまりにも急速に上昇されてしまうような運転状態のときにも故障判定を行わないようにしてあるので、開弁故障であるのに正常であると誤判定してしまう事態も防止される。このように、開弁故障の誤判定や正常であるとの誤判定を防止して、より精度よく開弁故障であるか否かの判定が得られることになる。
【００１２】
請求項２によれば、実際の冷却水温度に基づく第１故障判定手法と、実際の冷却水温度とエンジンの運転状態に基づいて得られる予測温度との関係に基づく第２故障判定との両方の故障判定を行うことにより、一方の判定のみでは誤判定してしまう事態を他方の判定で補って、全体として開弁故障を精度よく判定することができる。
【００１３】
また、第１故障判定手段として、請求項１に対応したより具体的なものが提供される。
請求項３によれば、サーモスタットが実際に開弁される開弁温度が、あらかじめ設定された所定温度よりも低い温度にシフトされた故障発生時においても、開弁故障であると判定することが可能になる。すなわち、第２故障判定手段では、上記のように開弁温度が低温度側にシフトされた場合、全体として積算値が小さくなるために正常であると誤判定してしまう可能性があるが、第１故障判定手段によって開弁故障であるときちんと判定することが可能となる。
請求項４によれば、開弁故障であるのに正常であると誤判定してしまう機会を低減する上で好ましいものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１において、１は自動車用とされたエンジンであり、エンジン１の冷却水通路の出口が符号１ａで、また冷却水通路の入口が符号１ｂで示される。上記出口１ａは、配管２を介してラジエタ３の冷却水入口３ａに接続されている。ラジエタｑ３の冷却水出口３ｂは、配管４を介してサーモスタット５に接続され、このサーモスタット５が、配管６を介してエンジン１の上記冷却水入口１ｂに接続されている。配管２とサーモスタット５とが、ラジエタ３をバイパスする配管７を介して接続されている。また、配管２と配管６とが、ラジエタ３および配管７をバイパスする配管８に接続され、この配管８にヒータコア９が接続されている。配管６には、冷却水をエンジン１へ供給するためのポンプ１０が接続されている。
【００１５】
サーモスタット５は、３方切換弁からなり、サーモスタット５を流れる冷却水温度が所定の開弁温度（例えば８０度Ｃ）になると開弁されて、配管６を配管４に連通させる一方、配管６と７とを遮断する。このように、サーモスタット５が開弁されたときは、エンジン１から配管２へ吐出された高温の冷却水は、ラジエタ３を流れてここで冷却された後、配管４，６を通って再びエンジン１へ供給される。また、サーモスタット５は、そこを流れる冷却水温度が上記所定温度よりも低いときは閉弁されて、配管６を配管７と連通させる一方、配管６と４とを遮断する（このときの冷却水の流れ状態が、図１中矢印で示される）。このように、サーモスタット５が閉弁されたときは、エンジン１から配管２へ吐出された冷却水は、配管７を通ってつまりラジエタ３をバイパスして、配管６からエンジン１へと循環される。なお、室内暖房が行われるときは、ヒータコア９と室内空気との間で熱交換を行うためのブロアが作動されるが、室内暖房を行わないときは、配管８への冷却水通過を阻止する開閉弁を設けておくこともできる。
【００１６】
図２は、サーモスタット５の開弁故障を検出（判定）するための制御系統を示すものであり、図中Ｕはマイクロコンピュータを利用して構成された制御ユニット（コントローラ）である。この制御ユニットＵには、各種センサＳ１〜Ｓ４かの信号が入力される。センサＳ１は、冷却水温度を検出するもので、サーモスタット５を通過する冷却水の温度を検出すべく、配管６に取付けられている（水温センサＳ１をサーモスタット５に内蔵することもできる）。センサＳ２は、エンジン１に供給される吸入空気量を検出するもので、エンジン負荷を検出するものとなる。センサＳ３は、エンジン１に供給される吸入空気の温度を検出するものである。センサＳ４は、車速を検出するものである。制御ユニットＵは、上記センサからの出力に基づいて後述のようにしてサーモスタット５の開弁故障を判定する。そして、故障であると判定したときに、警報器１１を作動させるようになっている。
【００１７】
次に図３のフローチャートを参照しつつ制御ユニットＵによる故障判定の手法について説明するが、図３は、特許請求の範囲における請求項１に対応したものとなっている。なお、以下の説明でＱはステップを示す。まず、エンジン１の始動と共にスタートされて、タイマのカウント値が０に初期化される。次いで、Ｑ２において、エンジン負荷が所定値よりも大きい高負荷時であるか否かが判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、車速が所定車速よりも大きい高車速時であるか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、タイマのカウント値がカウントアップされる。
【００１８】
Ｑ４の後、Ｑ５において、エンジン始動時の冷却水温度に基づいて、タイマでカウントすべき所定時間ＣＨが設定される。すなわち、エンジンおよび車両の運転状態が同じでも、そのときの冷却水温度に応じて冷却水の温度上昇勾配の度合いが相違することを補償すべく、Ｑ５の処理が行われる。Ｑ５の後、Ｑ６において、タイマカウント値が所定値（所定時間）ＣＨよりも大きいか否かが判別される。当初は、このＱ６の判別でＮＯとなって、Ｑ２へ戻る。
【００１９】
Ｑ６の判別でＹＥＳとなると、Ｑ７において、エンジン１の運転状態から予測される冷却水の予測温度が、所定温度αよりも大きいか否かが判別される。冷却水の予測温度は、実施形態では、エンジン負荷（例えば吸入空気量）と車速と吸気温度とをパラメータとして所定の短時間の間での温度上昇分を算出して、この温度上昇分を前回の予測温度に加算することにより算出される（予測温度の初期値はエンジン始動時に検出された実際の冷却水温度とされる）。また、所定温度αは、サーモスタット５の設定開弁温度以下の温度とされるが、実施形態ではこの開弁温度付近の温度とされている。
【００２０】
Ｑ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８において、センサＳ１にて検出された実際の冷却水温度が、所定温度βよりもよりも小さい（低い）か否かが判別される。この所定温度βは、サーモスタット５の設定開弁温度以下の温度で、所定温度αに対応して設定されている。実施形態では、所定温度βは、開弁温度付近の温度でかつαよりも若干低い温度に設定されている（βをαと同じ値に設定することもできる）。このＱ８の判別でＮＯのときは、実際の冷却水温度が十分高い温度になっているつまりラジエタ３による冷却が実行されていないときで、サーモスタット５が設定開弁温度よりもかなり低い温度でもって開弁されてしまう開弁故障が発生していない正常時であるということから、Ｑ９において、正常であると判定される。また、Ｑ８のＬ判別でＹＥＳのときは、Ｑ１０において開弁故障であると判定され、Ｑ１１において警報器１１が作動される。
【００２１】
前記Ｑ２の判別でＮＯのとき、あるいはＱ３の判別でＮＯのときは、それぞれＱ１２において、タイマカウント値が０にリセットされる。このように、開弁故障判定は、高負荷かつ高車速が所定時間ＣＨ以上継続したときに行われるように設定されている。なお、高負荷かつ高車速状態の所定時間以上の継続は、高負荷かつ高車速の時間を積算した合計時間が上記所定時間となる場合をも含むものである（高負荷かつ高車速の状態が断続的に発生した場合に対応で、このときは図３のＱ１２のステップが不用となる）。
【００２２】
図４、図５のフローチャートは、制御ユニットＵによる別の故障判定の手法を示すものであり、特許請求の範囲における請求項２に対応している。まず、図４のＱ２１において、予測冷却水温度がセンサＳ１で検出された実際の冷却水温度として設定される。この後Ｑ２２において、予測冷却水温度が算出されるが、この算出は、図３のにおける予測冷却水温度の算出と同様に、エンジン負荷、車速、吸気温度とをパラメータとして算出される。
【００２３】
Ｑ２３では、エンジン始動時の実際の冷却水温度が例えば３５度Ｃというように、かなり低い温度であるか否かが判別される。このＱ２３の判別でＮＯのときは、故障判定しないときであるとして、そのまま終了される。Ｑ２３の判別でＹＥのときは、Ｑ２４において、エンジン始動時の実際の冷却水温度から吸気温度を差し引いた温度偏差が例えば１０度Ｃというように十分小さい値であるか否かが判別される。このＱ２５の判別でＮＯのときも、故障判定しないときであるとして、そのまま終了される。上記Ｑ２３、Ｑ２５の処理は、つまるところ、一旦エンジン１を運転して冷却水がかなり高温になっているときに、故障判定を行わないための処理となる（ほぼ冷機状態からの冷却水温度上昇を利用した故障判定を行うようにする）。
【００２４】
Ｑ２５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２６において、予測冷却水温度が例えば４０度Ｃというように中温程度に設定された所定温度よりも大きいか否かが判別される。このＱ２６の判別でＮＯのときは、Ｑ２２に戻る。Ｑ２６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２７において、後述するようにして、ラジエタ３からの放熱量Ｑorhが算出される。次いで、Ｑ２８において、冷却水のエンジン１からの受熱量Ｑigが後述するように算出される。Ｑ２８の後、Ｑ２９において、受熱量Ｑigに対する放熱量Ｑorhの比となる熱量比Ｒが算出される。この熱量比Ｒは、大きいほどラジエタ３により冷却水が冷却されている可能性が高いことを示すものとなる。Ｑ２９の後、Ｑ３０において、予測冷却水温度がサーモスタット５の設定開弁温度以下でこの開弁温度付近に設定された所定温度（例えば７６度Ｃ）よりも大きいか否かが判別される。このＱ３０の判別でＮＯのときは、Ｑ２２へ戻る。
【００２５】
Ｑ３０の判別でＹＥＳのときは、図５のＱ４１へ移行する。Ｑ４１では、エンジン始動時の実際の冷却水温度に基づいて、故障判定用のしきい値α１が設定される。この後、Ｑ４２において、前記熱量比Ｒが、判定しきい値α１よりも大きいか否かが判別される。このＱ４２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４３において、開弁故障であると判定され、Ｑ４４において、警報器１１が作動される。
【００２６】
Ｑ４２の判別でＮＯのときは、Ｑ４５において、エンジン始動時の実際の冷却水温度に基づいて、正常判定用のしきい値α２が設定される（α１＞α２）。この後、Ｑ４６において、熱量比Ｒが判定しきい値α２よりも小さいか否かが判別される。このＱ４６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４７において、開弁故障が発生していない正常であると判定される。Ｑ４６の判別でＮＯのときは、開弁故障発生か正常か正確に判定できないときであるとして、Ｑ４８において、判定不能であると判定される。
【００２７】
なお、前述したエンジン始動時の実際の冷却水温度に基づく判定しきい値α１，α２の設定は、図３におけるＱ５の場合と同じ意味からなされる（冷却水の温度上昇度合いが、制御開始時の冷却水温度に応じて変化されることを補償する）。また、前述した放熱量Ｑorhと受熱量Ｑigと算出手法については、図６に示されるさらに別の制御例を説明した後に、詳述する。
【００２８】
図６は、制御ユニットＵによるさらに別の故障判定手法を示すもので、図３の故障判定手法と図４、図５の故障判定手法とを共に有するものとなっており、特許請求の範囲における請求項５に対応したものとなっている。なお、以下の説明で、図３での故障判定手法をＡ方式診断と称し、図４、図５の故障判定手法をＢ診断方式と称してある。
【００２９】
まず、図６のＱ５１において、Ａ方式の故障診断が終了しているか否かが判別される。このＱ５１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５２において、Ａ方式での故障判定が終了していることを示すべくフラグＡが１にセットされる。Ｑ５２の後は、Ｑ５４において、Ａ方式での故障判定の結果が「正常」であるか否かが判別される。このＱ５４の判別でＮＯのときは、Ｑ５８において、最終的に故障（開弁故障）であると判定される。
【００３０】
前記Ｑ５１の判別でＮＯのときは、Ｑ５３において、フラグＡが０にリセットされた後、Ｑ５５に移行される。また、Ｑ５４の判別でＹＥＳのときもＱ５５に移行される。このＱ５５では、Ｂ方式での故障判定が終了しているか否かが判別される。Ｑ５５の判別でＮＯのときは、Ｑ５１へ戻る。また、Ｑ５５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５６において、Ｂ方式での故障判定の結果が「正常」であるか否かが判別される。このＱ５６の判別でＮＯのときは、Ｑ５８において、最終的に故障（開弁故障）であると判定される。
【００３１】
Ｑ５６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５７において、フラグＡが１であるか否かが判別される。このＱ５７の判別でＮＯのときは、Ｑ５１へ戻る。Ｑ５７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５９において、最終的に正常であると判定される。このように、図６の制御例では、Ａ方式およびＢ方式での故障判定の結果が共に正常であるときのみ最終的に正常であると判定し、少なくとも一方の診断方式の結果が故障であれば最終的に故障であると判定するようになっている。
【００３２】
次に、図４、図５の制御例で用いた放熱量Ｑorhと受熱量Ｑigとの熱量比Ｒについて説明するが、後述のようにして得られる式（１６）に示すように、上記放熱量Ｑorhは、予測冷却水温度と実際の冷却水温度とに基づいて算出され、受熱量Ｑigはエンジン１の運転状態を示す運転パラメータに基づいて算出される。
【００３３】
まず、冷却水へ流入する単位時間あたりの熱量の代数和は、冷却水の熱容量と単位時間あたりの温度上昇率との積に比例する。この関係を図１に示す冷却系モデルに適用することによって、次式（１）のような微分形式（冷却系熱モデルの基本式）が得られる。
【００３４】
【数１】
0004304781.tif 000002
【００３５】
ただし、
Ｃ  ：冷却水の比熱［Ｋｃａｌ／Ｋｇ・Ｋ］
Ｍ  ：冷却水の質量［Ｋｇ］
θe ：冷却水の温度［Ｋ］
ｑig：燃焼ガスから冷却水へ伝熱する単位時間当たりの熱量［Ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoe：エンジン表面から雰囲気中へ伝熱する単位時間当たりの熱量［Ｋｃａｌ／ｓ］
ｑor：ラジエータ表面から雰囲気中へ伝熱する単位時間当たりの熱量［Ｋｃａｌ／ｓ］
ｑoh：ヒータ・コア表面から雰囲気中へ伝熱する単位時間当たりの熱量［Ｋｃａｌ／ｓ］
【００３６】
エンジン１の燃焼ガスから冷却水へ伝熱する単位時間あたりの熱量および総熱量は、供給された燃料のうち燃焼に寄与した燃料の発熱量に基づき、次式（２）にしたがって求めることができる。
【００３７】
【数２】
0004304781.tif 000003
【００３８】
ただし、
Ｒc ：燃焼ガスの供給熱量のうち冷却水へ伝熱する熱量の割合
ηg ：燃焼ガスの発熱量のうち燃焼ガス温度の上昇に寄与する割合
γ  ：γ＝λ（λ≧１のとき），γ＝１（λ＜１のとき）
λ  ：燃焼ガスの空気過剰率
ｇf ：単位時間当たりの燃料供給量［Ｋｇ／ｓ］
Ｈu ：燃料の低発熱量［Ｋｃａｌ／Ｋｇ］
【００３９】
エンジン表面、ラジエタ表面、ヒータコア表面から雰囲気分中へ伝熱する単位時間あたりの熱量および総熱量は、エンジン表面については式（３）に示すように、ラジエタ表面については式（４）に示すように、ヒータコア表面についていは式（５）に示すように表すことができる。
【００４０】
【数３】
0004304781.tif 000004
【００４１】
ただし、
ｋoe：エンジン表面から雰囲気中への熱伝導度
ｖｓ：車速［Ｋｍ／ｈ］
θae：エンジン表面の雰囲気温度［Ｋ］
【００４２】
【数４】
0004304781.tif 000005
【００４３】
ただし、
ｋor：ラジエータ表面から雰囲気中への熱伝導度
θar：ラジエータの雰囲気温度［Ｋ］
【００４４】
【数５】
0004304781.tif 000006
【００４５】
ただし、
ｋoh：ヒータ・コア表面から雰囲気中への熱伝導度
ｖoh：ヒータ・コアを通過する雰囲気の流速［Ｋｍ／ｈ］
θah：ヒータ・コア表面の雰囲気温度［Ｋ］
【００４６】
式（３）〜（５）をしき（１）に代入することによって、次式（６）の微分形式を得ることができる。
【００４７】
【数６】
0004304781.tif 000007
【００４８】
ここで、実用化に際して、サーモスタットの閉弁領域において開弁故障を検出することが目的であることから、簡単のために冷却系熱モデルはサーモスタットの開弁温度以下を対象とする。また、現在の車両システムでは、θae、θar、θah、ｖohに対する入力情報が存在しない。そこで、θae、θar、θahをそれぞれ、吸入空気の温度θiaに置き換えるものとする。また、ｋoh(ｖoh)を、ｖoh＝０における定数項とそれからの増分に分けて次式（７）のように置くと、各式（８）〜（１０）のようになる。
【００４９】
【数７】
0004304781.tif 000008
【００５０】
【数８】
0004304781.tif 000009
【００５１】
【数９】
0004304781.tif 000010
【００５２】
【数１０】
0004304781.tif 000011
【００５３】
したがって、式（６）より次式（１１）が得られる。
【００５４】
【数１１】
0004304781.tif 000012
【００５５】
現在、サーモスタット５が正常に作動しているかどうかが未知、すなわちｑorhが未知であるとする。このときの冷却水温度をセンサＳ１で検出された実際の冷却水温度と置くと（θe＝θea）、式（１１）より、次式（１２）が得られる。
【００５６】
【数１２】
0004304781.tif 000013
【００５７】
次に、サーモスタット５が正常に作動し、かつ暖房用のブロアファンが作動していないと仮定した場合の冷却水温度を未知数としてθe＝θepとする。この場合、ラジエタ３への経路は切り離されていると考えて、ｑorh＝Ｑorh＝０と置くことができるため、式（１１）より、次式（１３）が得られる。
【００５８】
【数１３】
0004304781.tif 000014
【００５９】
式（１３）から式（１２）を引き、ｑorhについて整理すると、次式（１４）が得られる。
【００６０】
【数１４】
0004304781.tif 000015
【００６１】
式（１４）の両辺を積分すると、次式（１５）のようになる。
【００６２】
【数１５】
0004304781.tif 000016
【００６３】
したがって、ＱorhのＱigに対する熱量比Ｒは、式（１５）、式（２）により、次式（１６）に示すようになる。
【００６４】
【数１６】
0004304781.tif 000017
【００６５】
上記式（１６）において、分子における左辺は、現在の予測冷却水温度と実際の冷却水温度との偏差に関する項であり、分子における右辺は、上記両温度の偏差の積算値に関する項（車速を乗算した値の積算値）となる。このように、予測冷却水温度と実際の冷却水温度とに基づいて、放熱量Ｑorhを算出することが可能になる。そして、上記熱量比Ｒが大きいほど放熱量Ｑorhが大きいということで、ラジエタ３からの放熱（サーモスタット５の開弁）が想定される。
【００６６】
以上実施形態について説明したが、フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）あるいはセンサやスイッチ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）の機能は、制御ユニット（コントローラ）内に設定された機能部の機能として表現することもできる（機能部の存在）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、故障判定方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン冷却系統の一例を示す図。
【図２】故障判定を行う制御系統を示す図。
【図３】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図４】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図５】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図６】本発明の制御例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１：エンジン
３：ラジエタ
５：サーモスタット
１０：ポンプ
Ｓ１：水温センサ
Ｓ２：吸入空気量検出センサ
Ｓ３：吸気温度検出センサ
Ｓ４：車速センサ
Ｕ：制御ユニット
【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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