(57)【要約】【課題】エアクリーナ等の火災を感知したときに、内燃機関を自動停止すると共に、内燃機関及び車両の被害を最小限にすることができる内燃機関及び内燃機関の火災時における停止方法を提供する。【解決手段】火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関において、火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、この火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う制御装置５０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関において、
前記火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、前記火災時燃料停止制御と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う制御装置を備えて構成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記制御装置が、前記火災検出装置が火災を検出した場合に、車両の速度がゼロではないときに当該内燃機関の気筒内に噴射する燃料の量を減少する火災時燃料減少制御を行い、車両の速度がゼロのときに前記火災時燃料停止制御を行う請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記制御装置が、前記火災時燃料減少制御と並行して、段階的又は連続的に弁開度を縮小する、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記制御装置が、火災を検出してから、予め設定され、かつ、車両の速度に応じて変化する待機時間を経過するまでは前記火災時燃料減少制御を行い、前記待機時間を経過した後には前記火災時燃料停止制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項５】
吸気絞りのための吸気絞りバルブがターボ式過給機のコンプレッサの上流側に、排気絞りのための排気絞りバルブがターボ式過給機のタービンの下流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関の火災時における停止方法において、前記火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、前記火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行うことを特徴とする内燃機関の火災時における停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエアクリーナ等の火災を感知したときに車両及び内燃機関の被害を最小限にすることができる内燃機関及び内燃機関の火災時における停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載した車両では、火災が発生すると、運転者は身の安全を守ることを優先して、車両から脱出するのが通常であり、内燃機関の停止まで気を配れることは少ない。そのため、一旦車両から脱出した運転者は火災が生じている車両の運転席には戻らず、内燃機関はそのまま回転し続けてしまうことになる。
【０００３】
このエンジン停止に関連して、車両火災時にヒューズが溶断させてストップレバーをリターンスプリングでエンジン停止位置に移動させて、噴射燃料をゼロにすることで、エンジンを停止するエンジンの自動停止装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０１−６０１４０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、内燃機関でエアクリーナにたばこの燃えがらなどの可燃物を吸い込んだような火災では、燃料噴射をゼロにしてエンジンを自動停止しても、ターボ式過給機が慣性力により回転し続けるため、空気がエアクリーナに供給され続けて鎮火し難い状態になったり、火災による高温のガスや煤等が気筒等に入って内燃機関の内部が汚染されダメージを受けてしまったりするという問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、エアクリーナ等の火災を検出したときに、自動的に内燃機関における燃料噴射を停止できて、内燃機関における吸気を停止できて、車両及び内燃機関の被害を最小限にすることができる、内燃機関及び内燃機関の火災時における停止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関において、前記火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、前記火災時燃料停止制御と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う制御装置を備えて構成されている。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の火災時における停止方法は、火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関の火災時における停止方法において、前記火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、前記火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内燃機関及び内燃機関の火災時における停止方法によれば、車両で火災が発生したときに火災時燃料停止制御を行うので、確実に内燃機関の運転を停止でき、さらに、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行うことにより、吸気通路と排気通路を閉鎖に近い状態にできるので、迅速にターボ式過給機を停止させて空気の吸い込みを減少及び停止できる。
【００１０】
従って、これらにより、火災を検出したときに、自動的に内燃機関における燃料噴射を停止できて、内燃機関における吸気を停止できて、車両及び内燃機関の被害を最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態の内燃機関の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の内燃機関の火災時における停止方法の制御フローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態の内燃機関及び内燃機関の火災時における停止方法について、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、火災検出装置として、エアクリーナの火災を検知して運転者に警告する車両火災検知装置を例にして説明しているが、火災検出装置は、これに限定されず、内燃機関を搭載している車両に関係する部分の火災を検出して警告や警報を発生するものであればよい。
【００１３】
最初に、図１を参照しながら、この実施の形態のエンジン（内燃機関）１０について説明する。このエンジン１０のエンジン本体１１には気筒（シリンダ）１２にピストン１３が挿入され、このピストン１３の頂面に対向する位置に吸気弁１４と排気弁１５と燃料噴射装置１６とが設けられている。
【００１４】
また、吸気系として、吸気マニホールド２１と、これに接続する吸気通路２２とがあり、排気系として、排気マニホールド３１と、これに接続する排気通路３２とがある。さらに、ＥＧＲ系としてＥＧＲ通路４１が設けられている。なお、この燃料噴射装置１６には、燃料タンク（図示しない）に貯留された燃料Ｆが、エンジン１０の運転状態に応じて燃料供給ポンプ（図示しない）及びコモンレール（図示しない）を経由して供給される。
【００１５】
吸気系の吸気通路２２には、上流側より順に、エアクリーナ２３、吸気量センサ（ＭＡＦセンサ：図示しない）、吸気絞りバルブ２４、ターボチャージャ（ターボ式過給機）２５のコンプレッサ２５ａ、インタークーラ２６が設けられている。また、排気系の排気通路３２には、上流側より順に、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂ、排気絞りバルブ３３、排気ガス浄化処理装置３４、マフラー（図示しない）が設けられている。さらに、ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路４１は、排気マニホールド３１と吸気マニホールド２１を接続して設けられ、上流側より順に、ＥＧＲクーラ４２、ＥＧＲバルブ４３が設けられている。
【００１６】
なお、図１では、吸気系における空気Ａの流れと、排気系における排ガスＧ、ＥＧＲガスＧｅ、排気通路３２を流れて排気ガス浄化処理装置３４に流入する排気ガスＧａ、排気ガス浄化処理装置３４で浄化された排気ガスＧｃの流れを示してある。
【００１７】
さらに、エンジン１０の運転の制御及び排気ガス浄化処理装置３４の制御等、内燃機関の運転全般を制御するための制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロールユニット）５０が備えられている。また、吸気系において、エアクリーナ２３の火災検出に利用できる、エアクリーナ出口温度センサ５１、コンプレッサ出口温度センサ５２、吸気マニホールド温度センサ５３が設けられている。
【００１８】
そして、制御装置５０には、これらのエアクリーナ出口温度センサ５１、コンプレッサ出口温度センサ５２、吸気マニホールド温度センサ５３からのいずれかの検出温度が、それぞれに対して予め設定されている閾値温度を超えたときに、エアクリーナ２３を出火元とする車両火災が発生したと判定する車両火災検出部が設けられている。このエンジン１０では、これらで火災検出装置を構成している。
【００１９】
そして、本発明においては、火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、この火災時燃料停止制御と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う制御装置を備えて構成される。
【００２０】
さらに、この制御装置５０が、火災検出装置が火災を検出した場合に、車両の速度Ｖがゼロではないときにエンジン１０の気筒１２内に噴射する燃料Ｆの量を減少する火災時燃料減少制御と、車両の速度Ｖがゼロのときに気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行う。それと共に、火災時燃料減少制御と火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う。この吸気絞りは吸気絞りバルブ２４を閉じる制御であり、排気絞りは排気絞りバルブ３３を閉じる制御である。
【００２１】
これらの吸気絞りと排気絞りは、火災時燃料減少制御中は、燃料Ｆの減少量に応じて、吸気絞りバルブ２４と排気絞りバルブ３３のそれぞれの弁開度を段階的又は連続的に小さくするが、完全に吸気絞りと排気絞りをせずに、途中の弁開度とする。この火災時燃料減少制御中は減少中の燃料Ｆの燃焼のためにある程度の量の空気Ａが必要なので、燃料噴射量に対応した吸気絞り及び排気絞りの絞り量とする。例えば、火災時燃料減少制御を開始したときの弁開度から火災時燃料停止制御に移行するまでに間、時間に対して線形的に燃料Ｆも弁開度も減少するようにする。
【００２２】
この吸気絞りにより、ターボチャージャ２５のコンプレッサ２５ａに流入する空気Ａの量を減少させて、コンプレッサ２５ａが慣性力によって回転していても、吸引される空気Ａの量の減少により、コンプレッサ２５ａの回転に制動力を加えることができ、コンプレッサ２５ａの回転を低下させることができる。
【００２３】
また、排気絞りにより、ターボチャージャ２５のタービン２５ｂの下流側の排気圧力を上昇させることで、タービン２５ｂが慣性力によって回転していても、タービン２５ｂに制動力を加えることができ、コンプレッサ２５ａの回転を低下させることができる。
【００２４】
これらにより、火災が発生し易いエアクリーナ２３の部分、及び、吸気通路２２や気筒１２に吸引される空気Ａの量を減少させて、火災が発生し易いエアクリーナ２３の部分、及び、吸気通路２２や気筒１２に吸引される空気Ａの量を減少させることができる。
【００２５】
そして、火災時燃料停止制御においては、吸気絞りバルブ２４と排気絞りバルブ３３のそれぞれを全閉にして、吸気絞りと排気絞りを完全に行う。つまり、火災時燃料停止時においては、燃料Ｆの量がゼロになり、燃料Ｆを燃焼させるための空気Ａも必要なくなるので、完全な吸気絞り及び排気絞りの絞りにより、できるだけ迅速にターボチャージャ２５を停止し、火災で生じているガスがエンジン１０の内部に流入しないようにして、エンジン１０内部の汚染を防止する。
【００２６】
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の火災時における停止方法について、図２の制御フローを参照しながら説明する。この制御フローは、エンジンの始動時に上級の制御フローより呼ばれてスタートする制御フローであり、エンジンの運転停止と共に上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローの終了と共に終了する制御フローとして示している。
【００２７】
この図２の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップＳ１１で、車両の火災が発生しているか否かが判定され、車両の火災が発生していない場合は（ＮＯ）、予め設定された制御用時間Δｔを経過した後にステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１で車両の火災が発生している状態である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１２に行く。
【００２８】
ステップＳ１２では、警報を発生し、運転者に車両火災が発生した旨を警告する。この警告は、例えば、運転者が視認し易い運転席のインストルメントパネルに設けられた警告灯、警報器などの視覚的又は聴覚的な手段で、運転者に車両火災が発生していることを警告し、運転者に車両を停止して、車両から早急に退避することを促す。
【００２９】
次のステップ１３では、車両の速度がゼロである否かが判定され、車両の速度がゼロである場合、即ち、停止している場合は（ＮＯ）、ステップＳ１６に行く。また、ステップ１３の判定で、車両の速度がゼロでない場合、即ち、走行中の場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１４に行く。
【００３０】
このステップＳ１４では、気筒１２内への燃料噴射量を減少させる火災時燃料減少制御を、制御用時間Δｔの間行う。この火災時燃料減少制御では、燃料噴射量を減少すると共に、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う。この吸気絞りと排気絞りにおける吸気絞りバルブ２４と排気絞りバルブ３３の弁開度の絞り具合は燃料Ｆの量に合わせて変化させる。このステップＳ１４の実施後は、ステップＳ１５に行く。
【００３１】
ステップＳ１５では、火災時燃料減少制御を開始してからの経過時間ｔが予め設定又は算出される待機時間ｔｃ以上であるか否かを判定する。この待機時間ｔｃは、予め定まった一定の時間に設定しておいてもよいが、車両の急停止による後続車両の衝突回避や、車両停止までの安全な車両制御を維持するための時間であるので。火災時燃料減少制御を開始するときの車両の速度Ｖに従って設定又は算出することが好ましい。ステップＳ１５で、経過時間ｔが待機時間ｔｃ以上でない場合は（ＮＯ）、ステップＳ１３に戻る。ステップＳ１５で、経過時間ｔが待機時間ｔｃ以上である場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に行く。
【００３２】
ステップＳ１６では、気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行って、ステップＳ１７に行く。この火災時燃料停止制御では、燃料噴射装置１６の燃料噴射を停止すると共に、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行う。この吸気絞りと排気絞りにおける吸気絞りバルブ２４と排気絞りバルブ３３の弁開度は全閉とする。その後、ステップＳ１７で、エンジン停止の信号をエンジン１０の停止を制御している制御部分に出力して、リターンして、上記の制御フローに戻り、エンジン１０の運転停止に伴う、上級の制御フローの終了と共に図２の制御フローも終了する。
【００３３】
以上より、本発明に係る実施の形態の内燃機関の火災時における停止方法は、火災検出装置を備えた車両に搭載された内燃機関の火災時における停止方法であり、この方法において、火災検出装置が火災を検出した場合に、気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、この火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行うことができる。
【００３４】
また、さらに、この方法において、火災検出装置が火災を検出した場合に、車両の速度Ｖがゼロではないときにエンジン１０の気筒１２内に噴射する燃料Ｆの量を減少する火災時燃料減少制御と、車両の速度Ｖがゼロのときに気筒１２内への燃料噴射を停止する火災時燃料停止制御を行うと共に、火災時燃料減少制御と火災時燃料停止制御の一方又は両方と並行して、吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行うことができる。
【００３５】
上記の本発明に係る実施の形態のエンジン（内燃機関）１０及び内燃機関の火災時における停止方法によれば、車両で火災が発生したときに、制御装置５０により自動的に、車両が停止するまでは火災時燃料減少制御を行うので、急停止による後続車両との衝突などを回避でき、また、車両が停止すると火災時燃料停止制御を行うので、確実にエンジン１０の運転を停止できる。また、これらの制御と並行して吸気絞りと排気絞りの一方若しくは両方を行うことにより、吸気通路２２と排気通路３２を閉鎖に近い状態にできるので、迅速にターボチャージャ２５を停止して空気Ａの吸い込みを減少及び停止できる。これらにより、火災による車両およびエンジン１０のダメージを最小限にすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  エンジン（内燃機関）
１１  エンジン本体
１２  気筒（シリンダ）
１６  燃料噴射装置
２１  吸気マニホールド
２２  吸気通路
２３  エアクリーナ
２４  吸気絞りバルブ
２５  ターボチャージャ（ターボ式過給機）
２５ａ  コンプレッサ
２５ｂ  タービン
３３  排気絞りバルブ
３２  排気通路
５０  制御装置（ＥＣＵ）
５１  エアクリーナ出口温度センサ
５２  コンプレッサ出口温度センサ
５３  吸気マニホールド温度センサ
Ａ  空気
Ｆ  燃料
Ｇ  排ガス
Ｇａ  排気ガス
Ｇｃ  浄化された排気ガス
Ｇｅ  ＥＧＲガス
Ｖ  車両の速度
【図１】
2018048575.tif 000003
【図２】
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