(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に連通路を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタットを備えてなるラジエータの故障検知装置であって、
ａ．前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、
ｂ．前記検出された運転状態のうち、機関始動時からの外気温の低下量を算出してしきい値と比較し、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えないとき、前記ラジエータの故障検知を実行する故障検知実行条件が成立と判断すると共に、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えるとき前記故障検知実行条件が不成立と判断する故障検知実行条件判断手段、
ｃ．前記故障検知実行条件が成立と判断されるとき、前記検出された運転状態のうち、少なくとも機関始動時の水温および前記水温上昇に相関する熱負荷パラメータに基づいて推定水温を算出する推定水温算出手段、
および
ｄ．前記算出された推定水温と前記検出された水温とをそれぞれ所定値と比較し、前記比較結果に基づいて前記ラジエータが故障しているか否か判定する故障検知を実行する故障検知実行手段、
を備えたラジエータの故障検知装置において、
ｅ．前記検出された運転状態に基づいて推定される吸入空気量を所定値と比較し、前記推定される吸入空気量が前記所定値を超えるとき、前記故障検知実行条件判断手段の判断を所定時間遅延させることで前記故障検知実行条件判断手段が前記故障検知実行条件が不成立と判断するのを抑制する故障検知実行条件不成立判断抑制手段、
を設けたことを特徴とする内燃機関のラジエータ故障検知装置。
【請求項２】
前記故障検知実行条件不成立判断抑制手段は、前記推定される吸入空気量が増加するにつれて前記しきい値を増大させることで前記故障検知実行条件の不成立判断を抑制することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関のラジエータ故障検知装置。
【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ラジエータ故障検知装置、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、特開２０００−８８５３号公報において、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（吸気温）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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外気温センサをレイアウトの都合上インテークマニホルド内に配置する場合、車両が完全にソークされていたとしても、日射の影響でインテークマニホルド内に熱がこもって実際の外気温よりも外気温センサ検出値の方が高くなり、機関の始動直後の高負荷運転に伴う外気（吸気）の導入でセンサ検出値が大きく低下する場合が生じ得る。あるいは外気温の低下速度が大きいときもインテークマニホルド内の熱の影響でセンサ検出値が外気温に十分に追従できず、同様に機関の始動直後の高負荷運転に伴う外気の導入で大きく低下する場合が生じ得る。
【０００５】
このように機関始動直後の高負荷運転に伴う外気温センサ検出値が急激に低下する場合、従来技術によるときはラジエータの故障検知実行条件が不成立と判断される恐れがあるが、このセンサ検出値の急激な低下はインテークマニホルド内の熱の発散による過渡的あるいは一時的な現象であって、本来的には故障検知を実行しても支障ないものである。
【０００６】
従って、この発明の目的は先の提案技術の改良技術を提案することにあり、内燃機関のラジエータの故障を精度良く検知すると共に、外気温センサが配置されるインテークマニホルド内の熱の発散によって機関始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が過渡的あるいは一時的に低下するような場合、故障検知実行条件の不成立を抑制（防止）するようにした内燃機関のラジエータ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、内燃機関に連通路を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタットを備えてなるラジエータの故障検知装置であって、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、前記検出された運転状態のうち、機関始動時からの外気温の低下量を算出してしきい値と比較し、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えないとき、前記ラジエータの故障検知を実行する故障検知実行条件が成立と判断すると共に、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えるとき前記故障検知実行条件が不成立と判断する故障検知実行条件判断手段、前記故障検知実行条件が成立と判断されるとき、前記検出された運転状態のうち、少なくとも機関始動時の水温および前記水温上昇に相関する熱負荷パラメータに基づいて推定水温を算出する推定水温算出手段、および前記算出された推定水温と前記検出された水温とをそれぞれ所定値と比較し、前記比較結果に基づいて前記ラジエータが故障しているか否か判定する故障検知を実行する故障検知実行手段、を備えたラジエータの故障検知装置において、前記検出された運転状態に基づいて推定される吸入空気量を所定値と比較し、前記推定される吸入空気量が前記所定値を超えるとき、前記故障検知実行条件判断手段の判断を所定時間遅延させることで前記故障検知実行条件判断手段が前記故障検知実行条件が不成立と判断するのを抑制する故障検知実行条件不成立判断抑制手段を設ける如く構成した。
【０００８】
機関始動時の水温およびラジエータの動作を近似する熱負荷パラメータから水温を推定すると共に、実際の水温を検出し、それぞれ所定値と比較することで両者の昇温特性を判断して故障検知するようにしたので、ラジエータ、より詳しくはラジエータに配置されるサーモスタットの故障を高精度かつ応答性良く検知することができる。
【０００９】
さらに、検出された運転状態に基づいて推定される吸入空気量を所定値と比較し、推定される吸入空気量が所定値を超えるとき、故障検知実行条件判断手段の判断を所定時間遅延させることで故障検知実行条件判断手段が故障検知実行条件が不成立と判断するのを抑制する故障検知実行条件不成立判断抑制手段を設ける如く構成したので、例えば、ソークが不十分のうちに内燃機関が始動された場合、あるいは低外気温時にそれより高温のガレージにソークされた状態で始動されたときなどは故障検知実行条件が不成立と判断させると共に、外気温センサが配置されるインテークマニホルド内の熱の発散によって機関始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が過渡的あるいは一時的に低下するような場合、故障検知実行条件の不成立の判断を抑制（防止）することができる。
【００１１】
また、インテークマニホルド内の熱の発散による外気温センサ検出値の低下量は内燃機関に吸引される推定吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、その推定吸入空気量を求めて所定値と比較し、推定吸入空気量が所定値を超えるような状況にあるときは、故障検知実行条件の成立・不成立の判断を所定時間だけ遅延させるようにしたので、外気温センサが配置されるインテークマニホルド内の熱の発散によって機関始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が過渡的あるいは一時的に低下するような場合においては不成立判断が遅延され、結果的に故障検知を実行することができる。
【００１２】
請求項２項にあっては、前記故障検知実行条件不成立判断抑制手段は、前記推定される吸入空気量が増加するにつれて前記しきい値を増大させることで前記故障検知実行条件の不成立判断を抑制する如く構成した。
【００１３】
外気温センサ検出値の低下量は前記したように内燃機関に吸引される推定吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、その推定吸入空気量に応じてしきい値を増大させ、結果として低下量が増加しても故障検知実行条件の不成立と判断され難いようにした。これによって、インテークマニホルド内の熱の影響によって内燃機関の始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が一時的あるいは過渡的に低下するような場合にも故障検知を実行することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１はこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関のラジエータ故障検知装置を全体的に示す概略図である。
【００１６】
図において、符号１０は４気筒４サイクルの内燃機関（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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、外気温（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
エンジン１０には、ラジエータ６０が接続される。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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を閉じて冷却水の流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。
【００３６】
上記した構成において、ＥＣＵ２０は後述する如く、故障検知実行条件が成立したとき、前記したセンサ出力に基づいて推定水温を算出し、サーモスタット６４の故障検知を実行する。
【００３７】
図３フロー・チャートを参照し、この実施の形態に係るエンジンのラジエータ故障検知装置の動作を説明する。尚、図示のプログラムは、所定時間、例えば２ｓｅｃごとに実行される。
【００３８】
以下説明すると、Ｓ１０でエンジン１０が始動モードにあるか否か判断する。これは、先ずスタータモータ（図示せず）が動作しているか否か判定し、否定されるときはエンジン回転数ＮＥがクランキング回転数に達しているか否か判定することで行う。いずれかで肯定されるとき、エンジン１０が始動モードにあると判断する。
【００３９】
Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進み、水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬ、積算冷却損失値ＣＬＴＴＬ、始動後カウンタｃｔＴＲＭ（エンジン始動からの経過時間計測用）および車速積算値ＶＰＳＴＴＬの値を零にすると共に、始動時推定水温ＴＷＩＮＩＴの値を推定水温ＣＴＷとする（置き換える）。これらのパラメータは後述する。
【００４０】
他方、Ｓ１０で否定されるときはＳ１４に進み、フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットが１にセットされているか否か判断する。
【００４１】
このフラグのビットが１にセットされることは、サーモスタット故障検知実行条件が成立したことを意味する。このフラグのビットは、別のサブルーチン・フロー・チャートで故障検知実行条件の成立の有無が判断されてセットされる。
【００４２】
図４は、その故障検知実行条件成立判断作業を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは所定クランク角度ごとに実行される。
【００４３】
以下説明すると、Ｓ１００でエンジン１０が始動モードにあるか否か、図３のＳ１０で述べたと同様の手法で判断する。
【００４４】
Ｓ１００で肯定されるとＳ１０２に進み、外気温センサ３０から検出された外気温（吸気温）ＴＡが所定値ＴＡＴＨＥＲＭＬ（例えば−７°Ｃ）以上で、所定値ＴＡＴＨＥＲＭＨ（例えば５０°Ｃ）未満であり、かつ水温センサ３２から検出された水温ＴＷが所定値ＴＷＴＨＥＲＭＬ（例えば−７°Ｃ）以上で、所定値ＴＷＴＨＥＲＭＨ（例えば５０°Ｃ）未満であるか否か判断する。
【００４５】
Ｓ１０２で肯定されるとＳ１０４に進み、検出された冷却水温ＴＷから外気温ＴＡを減算して差を求め、それが所定値ＤＴＴＨＥＲＭ（例えば１０°Ｃ）未満か否か判断する。
【００４６】
Ｓ１０４で肯定されるとＳ１０６に進み、検出水温ＴＷから図５にその特性を示すテーブルを検索し、水温推定始動時水温補正値ＫＤＣＴＷを算出する（後述）。
【００４７】
次いでＳ１０８に進み、検出外気温ＴＡと検出水温ＴＷを、始動時検出外気温ＴＡＩＮＩＴ、始動時検出水温ＴＷＩＮＩＴと書き換える。
【００４８】
次いでＳ１１０に進み、いま書き換えた始動時検出外気温ＴＡＩＮＩＴが始動時検出水温ＴＷＩＮＩＴより小さいか否か判断し、肯定されるときはＳ１１２に進んでＴＡＩＮＩＴをＣＴＡＯＳと書き換えると共に、否定されるときはＳ１１４に進んでＴＷＩＮＩＴをＣＴＡＯＳと書き換える。
【００４９】
ここで、ＣＴＡＯＳは補正始動時外気温を意味し、ここでの作業は、始動時検出水温ＴＷＩＮＩＴと始動時検出外気温ＴＡＩＮＩＴのうちの低い方の値を始動時検出外気温と補正することを意味する。
【００５０】
続いてＳ１１６に進み、前記したフラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを１にセットして故障検知実行条件が成立したことを示す。
【００５１】
他方、Ｓ１０２，Ｓ１０４で否定されるときはＳ１１８に進み、フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセットし、故障検知実行条件が成立しなかったことを示す。
【００５２】
また、Ｓ１００で否定されるときはＳ１２０に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから図示しないマップを検索して基本燃料噴射量ＴＩＭを算出し、算出した基本燃料噴射量ＴＩＭにエンジン回転数ＮＥ乗じて推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ（吸入空気量に関連するパラメータ）を算出する。
【００５３】
基本燃料噴射量ＴＩＭは燃料噴射弁２２の開弁時間で規定されるが、本来的には吸入空気量に比例する値である。そこで、この実施の形態においては、基本燃料噴射量ＴＩＭにエンジン回転数を乗じて得た値、即ち、１回分の燃料噴射量に相当する値を推定吸入空気量Ｑａｅｓｔとする。
【００５４】
次いでＳ１２２に進み、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔを所定値Ｑｒと比較して推定吸入空気量Ｑａｅｓｔが所定値Ｑｒを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１２４に進み、条件成立判断遅延タイマ（ダウンカウンタ）に値ｔｍ１をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始してプログラムを一旦終了する。
【００５５】
次回以降のプログラムループにおいてＳ１２２で肯定されるときはＳ１２４に進んでダウンカウントを開始し直すと共に、否定されるときはＳ１２６に進み、タイマの値ｔｍ１が０に達したか否か判断する。
【００５６】
そしてＳ１２６で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Ｓ１２８に進み、前記した始動時検出外気温値ＴＡＩＮＩＴから検出外気温ＴＡを減算して差を求め、即ち、エンジン１０が始動されてからの外気温センサ検出値ＴＡの低下量を求め、その低下量が所定値ＤＴＡＴＨＥＲＭを超えるか否か、換言すれば外気温の低下がしきい値より大きいか否か判断する。
【００５７】
そしてＳ１２８で肯定されるときは、外気温の低下量が大きいと判断してＳ１３０に進み、フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセットして故障検知実行条件不成立と判断する共に、否定されるときは外気温の低下量が大きくないか、あるいは外気温の上昇度が大きいと判断して以降の処理をスキップする（故障検知実行条件不成立判断を行わない）。
【００５８】
即ち、この実施の形態においては、後述する如く、検出水温と推定水温との関係に基づいてサーモスタット故障検知を実行（判定）すると共に、始動時の検出水温から推定水温を算出することから、故障検知実行条件は、エンジン１０が外気温相当まで冷却された状態で、かつ外気温の変化が小さいときに成立するようにした。具体的には、エンジン始動時の検出外気温および検出水温が所定範囲内で（Ｓ１０２）、検出水温が検出外気温より所定値以上高くないとき（Ｓ１０４）、条件を成立させるようにした。
【００５９】
従って、始動した後の検出外気温の低下が大きいとき（Ｓ１２８）は、駐車時間不十分あるいは外気温の低下が大きいとみなし、条件を成立させないこととした。例えば、ソークが不十分のうちにエンジン１０が始動された場合、あるいは低外気温時にそれより高温のガレージにソークされた状態で始動されたときは、エンジン１０が外気温相当まで冷却されていないと予想されることから、故障検知実行条件が不成立と判断される。
【００６０】
他方、先に述べたように、レイアウトの都合上、図１に示す如く、外気温センサ３０をインテークマニホルド内に配置する場合、車両が完全にソークされていたとしても、日射の影響でインテークマニホルド内に熱がこもって外気温よりも実際の外気温センサ検出値の方が高くなり、エンジン１０の始動直後の高負荷運転に伴う外気（吸気）の導入でセンサ検出値が大きく低下する場合が生じ得る。あるいは外気温の低下速度が大きいとき、インテークマニホルド内の熱の影響でセンサ検出値が外気温に十分に追従できず、同様にエンジン１０の始動直後の高負荷運転に伴う外気の導入で大きく低下することが生じ得る。
【００６１】
このようなエンジン始動直後の高負荷運転に伴う外気温センサ検出値の急激な低下はインテークマニホルド内の熱の発散による過渡的あるいは一時的な現象であって、本来的には故障検知を実行すべきである。
【００６２】
そこで、この実施の形態においては、かかる場合にも故障検知を実行する、換言すれば、故障検知実行条件の不成立判断を抑制（防止）するように構成した。具体的には、前記した推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ（吸入空気量に関連するパラメータ）に基づいて故障検知実行条件が不成立と判断（フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセット）するのを抑制するように構成した。
【００６３】
より具体的には、インテークマニホルド内の熱の発散によって外気温センサ検出値ＴＡが低下するときは、その低下量はエンジン１０に吸引される吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔを求めて所定値Ｑｒと比較し、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔが所定値を超えるような状況にあるときは、故障検知実行条件の成立・不成立の判断を所定時間ｔｍ１だけ遅延させるようにした。これによって、かかる状況においては不成立判断が遅延され、結果的に故障検知を実行することができる。
【００６４】
その意図から、所定時間ｔｍ１の値は、一時的あるいは過渡的な外気温センサ検出値ＴＡの低下が終了するに十分な値を適宜選択して設定する。また、前記したしきい値Ｑｒも、上記した一時的あるいは過渡的な検出値の低下が起こり得る状況を判別するに足る値を適宜選択して設定する。
【００６５】
ここで、この実施の形態に係るサーモスタット故障検知手法を概説すると、エンジン始動時の温度条件および運転状態から推定水温ＣＴＷを求め（図３のＳ３２）、推定水温ＣＴＷが故障判定値ＣＴＷＪＵＤに達したときに検出水温ＴＷが正常判定値ＴＷＪＵＤに達していない場合、サーモスタット６４が故障と判定する（図１３のＳ３００からＳ３０８）ようにした。
【００６６】
推定水温ＣＴＷは、以下のように算出する。
推定水温ＣＴＷ＝始動時検出水温ＴＷＩＮＩＴ（図４のＳ１０８）＋水温推定基本値ＤＤＣＴＷ（図３のＳ３０）×水温推定始動時水温補正値ＫＤＣＴＷ（図４のＳ１０６）
【００６７】
上記で、水温推定基本値ＤＤＣＴＷは、水温上昇に寄与する熱負荷パラメータ（水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬ。図３のＳ２８）の増加に比例して増大する。そこで、その点を考慮し、熱負荷パラメータを、エンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬ（図９のＳ２００からＳ２１２）と、積算冷却損失値ＣＬＴＴＬ（室内ヒータ・風の冷却損失値。図３のＳ２６）から求めるようにした。
【００６８】
上記を前提として図３の説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、前記したフラグのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定、即ち、故障検知実行条件成立と判断されるときはＳ１６に進み、推定水温の前回値ＣＴＷ(k-1) と、補正始動時外気温ＣＴＡＯＳ（Ｓ１１０からＳ１１４で求めた始動時の検出水温と検出外気温のうちの低い方の値）の差ＤＣＴＷを算出する。
【００６９】
尚、この明細書および図面で、ｋは離散系のサンプル番号、より詳しくは図３フロー・チャートの起動周期を示し、(k-1) は前回の起動周期、即ち、前回値を示す。尚、簡略化のため、今回値にｋを付すのを省略する。
【００７０】
次いでＳ１８に進み、いま求めた差ＤＣＴＷから図６にその特性を示すテーブルを検索し、ヒータ冷損ＨＴＣＬを算出する。ここで、ヒータ冷損は、冷却水が昇温して室内暖房用に使用されるときの損失を意味する。
【００７１】
ヒータ冷損ＨＴＣＬは、推定水温と外気温（検出水温と検出外気温の低い方）の差ＤＣＴＷの増加に比例して増加する。ヒータ冷損ＨＴＣＬは、単位時間ごとの燃料噴射時間（燃料噴射量）相当値に換算して算出する。
【００７２】
次いでＳ２０に進み、同様にいま求めた差ＤＣＴＷから図７にその特性を示すテーブルを検索して風冷損ＷＤＣＬを算出する。
【００７３】
風冷損ＷＤＣＬも、風速一定とした場合、同様に差ＤＣＴＷの増加に比例して増加する。風冷損ＷＤＣＬも、単位時間ごとの燃料噴射時間（燃料噴射量）相当値に換算して算出する。
【００７４】
次いでＳ２２に進み、車速センサ５４から検出された車速ＶＰＳに強風時の風速ＷＤＳＩＮＩＴ（固定値）を加算し、推定相対風速ＷＤＳを算出する。
【００７５】
次いでＳ２４に進み、算出した推定相対風速ＷＤＳから図８にその特性を示すテーブルを検索し、風速補正値ＫＶＷＤを検索する。
【００７６】
次いでＳ２６に進み、積算冷却損失値ＣＬＴＴＬを算出する。
【００７７】
即ち、かく求めたヒータ冷損ＨＴＣＬに、風冷損ＷＤＣＬに風速補正値ＫＶＷＤを乗じた積を加算し、それに積算冷却損失値の前回値ＣＬＴＴＬ(k-1) を加算（更新）し、よって得た和を積算冷却損失値の今回値ＣＬＴＴＬとする。
【００７８】
次いでＳ２８に進み、水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬを算出する。
【００７９】
これはエンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬなどから算出するが、そのエンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬは、図９に示すフロー・チャートに従って算出される。同図のプログラムは、ＴＤＣなどのクランク角度で実行される。
【００８０】
以下説明すると、Ｓ２００においてエンジン１０が始動モードにあるか否かＳ１０などと同様の手法で判断し、否定されるときはＳ２０２に進み、前記した故障検知実行条件成立フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットが１、即ち、故障検知実行条件が成立しているか否か判断する。
【００８１】
Ｓ２０２で肯定されるときはＳ２０４に進み、フラグＦ．ＦＣのビットが１にセットされているか、即ち、フューエルカットが実行中か否か判断し、否定されるときはＳ２０６に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥから図１０にその特性を示すテーブルを検索し、回転数補正値ＫＮＥＴＩＭを算出する。
【００８２】
次いでＳ２０８に進み、検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡから図１１にその特性を示すテーブルを検索し、負荷補正値ＫＰＢＴＩＭを算出し、Ｓ２１０に進み、エンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬを算出する。
【００８３】
具体的には、エンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬは、前記した基本燃料噴射量ＴＩＭに、乗算補正項ＫＰＡと、上記で算出された回転数補正値ＫＮＥＴＩＭと負荷補正値ＫＰＢＴＩＭとを乗じて得た積を、エンジン負荷積算値の前回値ＴＩＭＴＴＬ(k-1) に加算（更新）することで算出する。
【００８４】
尚、Ｓ２００で肯定あるいはＳ２０２で否定されるときはエンジン負荷積算値を正確に求め難いことからＳ２１２に進んでエンジン負荷積算値を零とすると共に、Ｓ２０４で肯定されるときは、燃料噴射がなされなかったため、以降の処理をスキップする。
【００８５】
図３フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ２８においては、かく算出されたエンジン負荷積算値に基づいて水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬを算出する。
【００８６】
即ち、算出されたエンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬから前記した積算冷却損失値ＣＬＴＴＬを減算して水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬを算出する。
【００８７】
次いでＳ３０に進み、算出した水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬで図１２にその特性を示すテーブルを検索し、前記した水温推定基本値ＤＤＣＴＷを算出し、Ｓ３２に進んで推定水温ＣＴＷを最終的に決定する。
【００８８】
即ち、推定水温ＣＴＷは、始動時検出水温ＴＷＩＮＩＴに、いま求めた水温推定基本値ＤＤＣＴＷに水温推定始動時水温補正値ＫＤＣＴＷ（図４のＳ１０６で算出）を乗じて得た積を加算することで算出する。
【００８９】
次いでＳ３４に進んで前記した始動後カウンタｃｔＴＲＭの値を１つインクリメントし、Ｓ３６に進み、車速積算値ＶＰＳＴＴＬに今回検出された車速ＶＰＳを加算して車速積算値ＶＰＳＴＴＬを更新する。
【００９０】
次いでＳ３８に進み、更新した車速積算値ＶＰＳＴＴＬを始動後カウンタ値ｃｔＴＲＭで除算してエンジン始動後の平均車速ＶＰＳＡＶＥを算出する。
【００９１】
次いでＳ４０に進み、サーモスタット６４が正常か故障か判定する。
【００９２】
図１３はその処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００９３】
以下説明すると、Ｓ３００において水温センサ３２から検出された水温ＴＷが正常判定値ＴＷＪＵＤ（例えば７０°Ｃ）以上か否か判断し、肯定されるときはＳ３０２に進み、平均車速ＶＰＳＡＶＥが基準値ＶＰＳＡＶＴＲＭ（例えば３０ｋｍ／ｈ）を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ３０４に進んでサーモスタット６４が正常と判定する。
【００９４】
他方、Ｓ３００で否定されるときはＳ３０６に進み、推定水温ＣＴＷが故障判定値ＣＴＷＪＵＤ（例えば７５°Ｃ）を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ３０８に進んでサーモスタット６４が故障、即ち、漏れ量の増大、開弁温度低下、全開故障（オープンスティック）などの異常が生じたと判定する。
【００９５】
また、Ｓ３０６で否定されるときはＳ３１０に進み、推定水温ＣＴＷから検出水温ＴＷを減算した得た差が第２の故障判定値ＤＣＴＷＪＵＤ（例えば１５°Ｃ）以下か否か判断し、否定されるときはＳ３０８に進んでサーモスタット故障と判定する。
【００９６】
このように、検出水温が正常判定値に達する前に、推定水温が故障判定値に達したとき、サーモスタット故障と判定する。また、推定水温が検出水温より非常に高いときは、推定水温が所定値に達する前でもサーモスタット故障と判定する。
【００９７】
サーモスタット正常と判定されるときはＳ３１２に進んで診断完了回数カウンタをインクリメントし、Ｓ３１４に進んで前記フラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセットする。
【００９８】
また、Ｓ３０２で否定されて車速（平均車速）が低くてラジエータ６０に風がほとんど当たらないと判断されるときは、実際にサーモスタット６４が故障したとしても、水温上昇が早いため、誤判定を避ける意図から、判定を遅延するようにした。
【００９９】
即ち、その場合はＳ３１６に進み、図示しない別ルーチンにおいてファン７６を所定時間強制的に駆動してラジエータ６０を冷却し、所定時間経過後に検出水温ＴＷを前記正常判定値ＴＷＪＵＤと比較し、検出水温ＴＷが前記正常判定値ＴＷＪＵＤ以上のときはサーモスタット正常と判定すると共に、検出水温ＴＷが前記正常判定値ＴＷＪＵＤ未満のときはサーモスタット故障と判定するようにした。
【０１００】
この実施の形態は上記の如く、検出水温が正常判定値に達する前に推定水温が故障判定値に達したときもサーモスタット故障と判定する（あるいは推定水温が検出水温より非常に高いときは推定水温が所定値に達する前でもサーモスタット故障と判定する）ように構成した。
【０１０１】
即ち、機関始動時の水温とラジエータの動作を近似する熱負荷パラメータから水温を推定すると共に、実際の水温を検出し、それぞれ所定値と比較することで両者の昇温特性を判断してサーモスタットの故障を検知するように構成したので、サーモスタットの漏れ量増大、開弁温度低下、全開故障などの故障を高精度かつに応答性良く検知することができる。
【０１０２】
さらに、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ（吸入空気量に関連するパラメータ）に基づいて故障検知実行条件が不成立と判断されるのを抑制する、より具体的には推定吸入空気量Ｑａｅｓｔを所定値Ｑｒと比較し、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔが所定値を超えるとき、故障検知実行条件の成立・不成立の判断を所定時間ｔｍ１だけ遅延させることで抑制するようにしたので、外気温センサ３０が配置されるインテークマニホルド内の熱の影響によってエンジン１０の始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値ＴＡが一時的あるいは過渡的に低下するような場合にも故障検知を実行することができる。
【０１０３】
図１４はこの発明の第２の実施の形態に係るエンジンのラジエータの故障検知装置の動作の中、図４と同様に故障検知条件成立判断処理を示す、部分フロー・チャートである。尚、図１４において図４と同様な処理は同様のステップ番号を付す。
【０１０４】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、Ｓ１００で否定されるときはＳ１２０に進み、同様に推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ（吸入空気量に関連するパラメータ）を算出する。
【０１０５】
次いでＳ１２０ａに進み、算出した推定吸入空気量Ｑａｅｓｔから図１５にその特性を示すテーブルを検索し、しきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭを算出する。図示の如く、しきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭは、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ（吸入空気量に関連するパラメータ）が増加するにつれて増大するように設定する。
【０１０６】
次いでＳ１２８に進み、同様に検出外気温ＴＡと前記した始動時検出外気温値ＴＡＩＮＩＴの差、即ち、エンジン１０が始動されてからの外気温センサ検出値の低下量を求め、その低下量が前記テーブル検索で得たしきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭを超えるか否か、換言すれば外気温の低下がしきい値より大きいか否か判断する。
【０１０７】
そしてＳ１２８で肯定されるときはＳ１３０に進んでフラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセットして故障検知実行条件不成立と判断する共に、否定されるときは以降の処理をスキップする。
【０１０８】
即ち、前記したように、外気温センサ検出値ＴＡの低下量はエンジン１０に吸引される吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔに応じてしきい値を増大させ、結果として低下量が増加してもＳ１２８で肯定され難く、よって故障検知実行条件の不成立が判断され難いようにした。これによって、不成立判断が抑制され、インテークマニホルド内の熱の影響によってエンジン１０の始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値ＴＡが一時的あるいは過渡的に低下するような場合にも故障検知を実行することができる。
【０１０９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態に比して構成が簡易である点を除くと、残余の構成および効果は第１の実施の形態と異ならない。
【０１１０】
図１６はこの発明の第３の実施の形態に係るエンジンのラジエータの故障検知装置の動作の中、図４と同様の故障検知条件成立判断処理を示す、部分フロー・チャートである。尚、図１６において図４あるいは図１４と同様な処理は同様のステップ番号を付す。
【０１１１】
以下、第１、第２の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、Ｓ１００で否定されるときはＳ１２０に進み、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔを算出する。次いでＳ１２０ａに進み、算出した推定吸入空気量Ｑａｅｓｔから図１５に示すのと同様の特性（図示せず）を示すテーブルを検索してしきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭを算出する。
【０１１２】
次いでＳ１２２に進み、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔを所定値Ｑｒと比較し、推定吸入空気量Ｑａｅｓｔが所定値Ｑｒを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１２４に進み、条件成立判断遅延タイマに値ｔｍ１をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始してプログラムを終了する。
【０１１３】
他方、Ｓ１２２で否定されるときはＳ１２６に進み、そこで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Ｓ１２８に進み、検出外気温ＴＡと前記した始動時検出外気温値ＴＡＩＮＩＴの差、即ち、エンジン１０が始動されてからの外気温センサ検出値の低下量を求め、その低下量がテーブル検索で得た所定値ＤＴＡＴＨＥＲＭを超えるか否か、換言すれば外気温の低下がしきい値より大きいか否か判断する。
【０１１４】
そしてＳ１２８で肯定されるときはＳ１３０に進んでフラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビットを０にリセットして故障検知実行条件不成立と判断する共に、否定されるときは以降の処理をスキップする。
【０１１５】
第３の実施の形態は、上記の如く、第１の実施の形態と第２の実施の形態を併合するように構成したので、不成立判断を一層効果的に抑制することができ、インテークマニホルド内の熱の影響によってエンジン１０の始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値ＴＡが一時的あるいは過渡的に低下するような場合にも故障検知を実行することができる。尚、残余の構成および効果は、第１の実施の形態および第２の実施の形態と異ならない。
【０１１６】
上記の如く、第１から第３の実施の形態にあっては、内燃機関（エンジン１０）に連通路（インレットパイプ６２）を介して接続され、前記内燃機関の冷却水を冷却すると共に、前記連通路を開閉するサーモスタット６４を備えてなるラジエータ６０の故障検知装置であって、前記内燃機関の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、水温ＴＷ、外気温（吸気温）ＴＡ、車速ＶＰＳなど）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３８、絶対圧センサ２６、水温センサ３２、外気温（吸気温）センサ３０、車輪速センサ５４、ＥＣＵ２０）、前記検出された運転状態のうち、機関始動時からの外気温ＴＡ低下量、より具体的には検出外気温ＴＡと始動時検出外気温ＴＡＩＮＩＴの差を算出してしきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭと比較し、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えないとき、前記ラジエータの故障検知を実行する故障検知実行条件が成立と判断すると共に、前記外気温の低下量が前記しきい値を超えるとき前記故障検知実行条件が不成立と判断する故障検知実行条件判断手段（ＥＣＵ２０，Ｓ１２８からＳ１３０）、前記故障検知実行条件が成立と判断されるとき、前記検出された運転状態のうち、少なくとも機関始動時の水温（ＴＷ，ＴＷＩＮＩＴ）および前記水温上昇に相関する熱負荷パラメータ（水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬ）に基づいて推定水温ＣＴＷを算出する推定水温算出手段（ＥＣＵ２０，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ２００からＳ２１２，Ｓ３０，Ｓ３２）、および前記算出された推定水温ＣＴＷと前記検出された水温ＴＷとをそれぞれ所定値（故障判定値ＣＴＷＪＵＤ，ＤＣＴＷＪＵＤ，正常判定値ＴＷＪＵＤ）と比較し、前記比較結果に基づいて前記ラジエータが故障しているか否か判定する故障検知を実行する故障検知実行手段（ＥＣＵ２０，Ｓ４０，Ｓ３００からＳ３１０）、を備えたラジエータの故障検知装置において、前記検出された運転状態に基づいて推定される吸入空気量（推定吸入空気量Ｑａｅｓｔ）を所定値Ｑｒと比較し、前記推定される吸入空気量が前記所定値を超えるとき、前記故障検知実行条件判断手段の判断を所定時間ｔｍ１遅延させることで前記故障検知実行条件判断手段が前記故障検知実行条件が不成立と判断するのを抑制する故障検知実行条件不成立判断抑制手段（ＥＣＵ２０，Ｓ１２０からＳ１２６）を設ける如く構成した。
【０１１８】
また、前記故障検知実行条件不成立判断抑制手段は、前記推定される吸入空気量が増加するにつれて前記しきい値を増大させることで前記故障検知実行条件の不成立判断を抑制する（ＥＣＵ２０，Ｓ１２０ａ）如く構成した。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、機関始動時の水温およびラジエータの動作を近似する熱負荷パラメータから水温を推定すると共に、実際の水温を検出し、それぞれ所定値と比較することで両者の昇温特性を判断して故障検知するようにしたので、ラジエータ、より詳しくはラジエータに配置されるサーモスタットの故障を高精度かつ応答性良く検知することができる。
【０１２０】
さらに、検出された運転状態に基づいて推定される吸入空気量を所定値と比較し、推定される吸入空気量が所定値を超えるとき、故障検知実行条件判断手段の判断を所定時間遅延させることで故障検知実行条件判断手段が故障検知実行条件が不成立と判断するのを抑制する故障検知実行条件不成立判断抑制手段を設ける如く構成したので、例えば、ソークが不十分のうちに内燃機関が始動された場合、あるいは低外気温時にそれより高温のガレージにソークされた状態で始動されたときなどは故障検知実行条件が不成立と判断させると共に、外気温センサが配置されるインテークマニホルド内の熱の発散によって機関始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が過渡的あるいは一時的に低下するような場合、故障検知実行条件の不成立の判断を抑制（防止）することができる。
【０１２１】
また、インテークマニホルド内の熱の発散による外気温センサ検出値の低下量は内燃機関に吸引される推定吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、その推定吸入空気量を求めて所定値と比較し、推定吸入空気量が所定値を超えるような状況にあるときは、故障検知実行条件の成立・不成立の判断を所定時間だけ遅延させるようにしたので、外気温センサが配置されるインテークマニホルド内の熱の発散によって機関始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が過渡的あるいは一時的に低下するような場合においては不成立判断が遅延され、結果的に故障検知を実行することができる。
【０１２２】
請求項２項にあっては、外気温センサ検出値の低下量は前記したように内燃機関に吸引される推定吸入空気量に比例して増加すると予想されることから、その推定吸入空気量に応じてしきい値を増大させ、結果として低下量が増加しても故障検知実行条件の不成立が判断され難いようにした。これによって、インテークマニホルド内の熱の影響によって内燃機関の始動直後の高負荷運転に伴って外気温センサ検出値が一時的あるいは過渡的に低下するような場合にも故障検知を実行することができる。
【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ラジエータ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・チャートの中のフラグＦ．ＭＯＮＴＲＭのビット決定作業、より詳しくは故障検知実行条件成立判断作業を示すフロー・チャートである。
【図５】  図４フロー・チャートで使用する水温推定始動時水温補正値ＫＤＣＴＷのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図６】  図３フロー・チャートで使用するヒータ冷損ＨＴＣＬのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図７】  図３フロー・チャートで使用する風冷損ＷＤＣＬのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図８】  図３フロー・チャートで使用する風速補正値ＫＶＷＤのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図９】  図３フロー・チャートの中の水温推定エンジン負荷積算値ＴＩＴＴＬの算出の基礎となるエンジン負荷積算値ＴＩＭＴＴＬの算出作業を示すフロー・チャートである。
【図１０】  図９フロー・チャートで使用する回転数補正値ＫＮＥＴＩＭのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図１１】  図９フロー・チャートで使用する負荷補正値ＫＰＢＴＩＭのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図１２】  図３フロー・チャートで使用する水温推定基本値ＤＤＣＴＷのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図１３】  図３フロー・チャートの中のサーモスタット故障・正常判定作業を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１４】  この発明の第２の実施の形態に係る内燃機関のラジエータ故障検知装置の動作の中、図４と同様な故障検知実行条件成立判断作業を示すフロー・チャートである。
【図１５】  図１４フロー・チャートで使用するしきい値ＤＴＡＴＨＥＲＭのテーブル特性を示す説明グラフである。
【図１６】  この発明の第３の実施の形態に係る内燃機関のラジエータ故障検知装置の動作の中、図４と同様な故障検知実行条件成立判断作業を示すフロー・チャートである。
【図１】
0003811044.tif 000002
【図２】
0003811044.tif 000003
【図３】
0003811044.tif 000004
【図４】
0003811044.tif 000005
【図５】
0003811044.tif 000006
【図６】
0003811044.tif 000007
【図７】
0003811044.tif 000008
【図８】
0003811044.tif 000009
【図９】
0003811044.tif 000010
【図１０】
0003811044.tif 000011
【図１１】
0003811044.tif 000012
【図１２】
0003811044.tif 000013
【図１３】
0003811044.tif 000014
【図１４】
0003811044.tif 000015
【図１５】
0003811044.tif 000016
【図１６】
0003811044.tif 000017