(57)【要約】【課題】ラジエターの冷却ファンが故障した場合であってもオーバーヒートの発生を抑制することができる内燃機関の制御システムを提供する。【解決手段】本実施例に係る内燃機関の制御システムは、燃料噴射装置３０と、エンジン１内の排気側冷却水通路５１ａにおける冷却水の流量を変更可能な流量可変弁７０と、冷却水を放熱させるラジエター４０の冷却ファン４１の異常を検出し前記検出結果に応じて、燃料噴射装置３０からの燃料噴射量及び流量可変弁７０を制御するＥＣＵ９０とを備えている。【選択図】図１
2008202473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置と、
エンジン内の冷却水通路における冷却水の流量を変更可能な流量可変機構と、
前記冷却水を放熱させるラジエターの冷却ファンの異常を検出し前記検出結果に応じて、前記燃料噴射装置からの燃料噴射量及び前記流量可変機構を制御する制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項２】
前記冷却水通路は、経路の異なる複数の通路を含み、
前記流量可変機構は、前記複数の通路のうち前記冷却水による吸熱作用が最も大きい通路における冷却水の流量を変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、車速に応じて前記制御を実行する、ことを特徴とする請求項1又は２に記載の内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から内燃機関を冷却するためのシステムとしては、ウォーターポンプで冷却水を内燃機関内に形成された冷却水通路（ウォータジャケット）に送り込み、その熱を吸収する。吸熱により温度上昇した冷却水は、ラジエターへと導かれて、その熱を大気へ放出する。（特許文献１又は２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−８５２１５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７６３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラジエターには、冷却水の放熱を効果的に行うために、ラジエターを冷やすためのファンが設けられている。しかしながら、このファンが何らかの原因により作動不良を起こした場合には、冷却水の放熱が十分に行われないため、内燃機関の吸熱を十分に行うことができずに、そのまま走行を続けると、内燃機関がオーバーヒートする恐れがある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、ラジエターの冷却ファンが故障した場合であってもオーバーヒートの発生を抑制することができる内燃機関の制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、燃料噴射装置と、エンジン内の冷却水通路における冷却水の流量を変更可能な流量可変機構と、前記冷却水を放熱させるラジエターの冷却ファンの異常を検出し前記検出結果に応じて、前記燃料噴射装置からの燃料噴射量及び前記流量可変機構を制御する制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の制御システムによって達成できる。
この構成により、冷却ファンに異常が発生した場合には、冷却水が高温となるので、冷却水の流量を絞ることにより、冷却水の吸熱量を抑えることができ、これにより冷却水の高温化を抑制される。また、燃料噴射装置からの燃料噴射量を増量することにより、燃料による気化熱によって、内燃機関の高温化を抑制することができる。従って、オーバーヒートを抑制できる。
【０００７】
また、上記構成において、前記冷却水通路は、経路の異なる複数の通路を含み、前記流量可変機構は、前記複数の通路のうち前記冷却水による吸熱作用が最も大きい通路における冷却水の流量を変更する、構成を採用できる。
この構成により、冷却水の高温化を効果的に抑制できる。
【０００８】
また、上記構成において、前記制御手段は、車速に応じて前記制御を実行する、構成を採用できる。
この構成により、車速に応じて前記制御が実行されるので、例えばオーバーヒートが発生しやすい低速時に、前記制御を実行し、オーバーヒートを効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ラジエターの冷却ファンが故障した場合であってもオーバーヒートの発生を抑制することができる内燃機関の制御システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御システムについて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関の制御システムの概略図である。尚、図１は、説明を容易にするために簡略化して示している。
【００１１】
内燃機関の制御システムは、エンジン１、燃料添加装置３０、ラジエター４０、冷却水循環路５０、ウォーターポンプ６０、車速センサ８０、ＥＣＵ９０などから構成されている。
【００１２】
ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成され、各装置の作動を制御する。
エンジン１は、シリンダヘッド１０、シリンダブロック２０などから構成される。
【００１３】
燃料添加装置３０は、エンジン１に搭載されている気筒（不図示）内に燃料を噴射する。また、ＥＣＵ９０からの指示により燃料噴射量が制御されている。また、燃料添加装置３０には、燃料タンク３１に貯蔵された燃料から燃料ポンプ３２を介して燃料が供給される。
冷却水循環路５０は、エンジン１を冷やすための冷却水の通路である。詳細は後述する。
【００１４】
ラジエター４０は、冷却水循環路５０に接続され、走行風により冷却水を放熱させる。これにより、冷却水は冷やされる。
冷却ファン４１は、ラジエター４０に向けて送風するためのものであり、ラジエター４０による冷却水の放熱を補助する。
【００１５】
ウォーターポンプ６０は、冷却水循環路５０内の冷却水を循環させるものである。
流量可変弁７０は、冷却水循環路５０の所定位置に設けられており、ＥＣＵ９０からの指示によりその作動が制御されている。
車速センサ８０は、ＥＣＵ９０に車両の現在の速度に関する情報を出力する。
【００１６】
シリンダヘッド１０及びシリンダブロック２０内には、冷却水の通路である排気側冷却水通路５１ａ、吸気側冷却水通路５１ｂ、ブロック側冷却水通路５２が形成されている。尚、排気側冷却水通路５１ａ、吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２は、ウォータジャケットともいう。
【００１７】
排気側冷却水通路５１ａ、吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２は、エンジン１内でそれぞれ一の通路から分岐して形成され、気筒列方向に形成されている。このように、エンジン１内を通過する冷却水の経路が、複数となるように形成されている。
排気側冷却水通路５１ａ及び吸気側冷却水通路５１ｂは、シリンダヘッド１０内に形成されている。
ブロック側冷却水通路５２は、シリンダブロック２０内に形成されている。
【００１８】
次に、排気側冷却水通路５１ａ及び吸気側冷却水通路５１ｂについて図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、シリンダヘッド１０内を通過する排気側冷却水通路５１ａ及び吸気側冷却水通路５１ｂについての説明図である。尚、図２については、説明を容易にするために簡略化して示しており、燃料添加装置３０については省略してある。
【００１９】
図２に示すように、排気側冷却水通路５１ａは、シリンダヘッド１０に形成されており、排気ポート５周囲を通過するように形成されている。即ち、排気側冷却水通路５１ａは、排気ポート５周りを冷却する構成となっている。
【００２０】
吸気側冷却水通路５１ｂについても同様に、シリンダヘッド１０に形成されており、吸気ポート４周囲を通過するように形成されている。即ち、吸気側冷却水通路５１ｂは、吸気ポート４周囲を冷却する構成となっている。
尚、吸気管２はサージタンク３と連通し、吸気ポート４により吸気が分配されて各気筒に送られる。各気筒からの排気ガスは、排気ポート５に排出される。
【００２１】
排気側冷却水通路５１ａは、他の通路である吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２を通過する冷却水による吸熱作用が大きくなるように、他の通路である吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２よりも、その流路面積が大きく形成されている。
【００２２】
次に、排気側冷却水通路５１ａでの吸熱作用が、吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２での吸熱作用よりも大きく形成されている理由について説明する。エンジンの高速回転時には、一般的にエンジンが高温となる。特に排気ガスの温度が上昇するため、排気ポート周辺の温度が上昇する。この上昇に伴って発生するオーバーヒートを抑制すべく、従来から、燃料噴射量をオーバーリッチとして、燃料の気化熱によってエンジンの高温化を抑制する方法が提案されていた。しかしながら、このような方法でオーバーヒートを抑制することはできるが、燃費が悪化する。
【００２３】
従って、本実施例に係る内燃機関の制御システムのように、冷却水の経路を排気側冷却水通路５１ａと吸気側冷却水通路５１ｂとに区分け、排気側冷却水通路５１ａにおける冷却水の吸熱作用が大きくなるように、排気側冷却水通路５１ａの流路面積を大きく設けることにより、高速回転時のエンジンの高温化を抑制できる。これにより、高速回転時に空燃比をオーバーリッチとしない場合であっても、エンジンの高温化を抑制できるので、燃費の悪化を抑制できる。
【００２４】
また、吸気側冷却水通路５１ｂとブロック側冷却水通路５２とは、図１に示すように、それぞれの通路端付近で合流するように形成されている。
また、排気側冷却水通路５１ａの流れ方向の延長上には、流量可変弁７０が設けられている。また、流量可変弁７０を迂回するように、バイパス通路５１ｃが形成されている。このバイパス通路５１ｃは、排気側冷却水通路５１ａ、吸気側冷却水通路５１ｂ及びブロック側冷却水通路５２などの他の通路よりも流路面積が小さく形成されている。
【００２５】
次に、ＥＣＵ９０によって実行されるオーバーヒート回避処理の一例について説明する。
図３は、ＥＣＵ９０によって実行されるオーバーヒート回避処理の一例を示したフローチャートである。
【００２６】
ＥＣＵ９０は、車速センサ８０により検出された車速が、低速であるかどうかを判定する（ステップＳ１）。具体的には、車速センサ８０からの検出値が基準値より下回る場合には低速と判定する。
低速の場合には、ラジエター４０への走行風が小さいため、ラジエター４０による冷却水の放熱量が小さい。このため、低速時にはオーバーヒートが発生しやすい。
【００２７】
低速と判定された場合には、ＥＣＵ９０は、冷却ファン４１の故障を判定する（ステップＳ２）。具体的には、水温センサ６１により検出された温度が、基準値よりも上回るかどうかで判定する。基準値よりも上回る場合には、冷却ファン４１に異常があるものとして冷却ファン４１の故障を判定する。
冷却ファン４１が故障していると、更にラジエター４０による冷却水の放熱が行われにくくなるため、オーバーヒートが発生しやすい状況となる。
【００２８】
冷却ファン４１が故障していると判定された場合には、ＥＣＵ９０は、流量可変弁７０に閉指示を与える（ステップＳ３）。流量可変弁７０が閉じられると、排気側冷却水通路５１ａを流れる冷却水の流量は減少する。排気側冷却水通路５１ａを流れた冷却水は、バイパス通路５１ｃに流れて、ラジエター４０へ送られる。
これにより排気側冷却水通路５１ａに流れる冷却水の流量が絞られる。
【００２９】
排気側冷却水通路５１ａにおける冷却水の流量が絞られることにより、シリンダヘッド１０からの排気側冷却水通路５１ａにおける冷却水の吸熱作用が抑えられる。これにより、冷却水の高温化が抑制される。しかしながら、これによりシリンダヘッド１０の排気ポート周りの温度は上昇する。従って、ＥＣＵ９０は、以下の処理を行う。
【００３０】
ＥＣＵ９０は、燃料を増量する指示を燃料添加装置３０に与える（ステップＳ）。これにより、空燃比はリッチ状態となり、燃料の気化熱によって気筒の温度が吸熱される。従って、冷却水の高温化を抑制しつつ、エンジン１の温度の高温化も抑制できるので、オーバーヒートを回避できる。
【００３１】
以上のように、車速が低速でありかつ冷却ファン４１が故障していると判定された場合には、オーバーヒートの発生の予兆があるものとして、ＥＣＵ９０は、上記の回避処理を実行する。
【００３２】
また、流量可変弁７０は、排気側冷却水通路５１ａにおける冷却水の流量を絞るため、シリンダヘッド１０からの冷却水の吸熱作用を効果的に抑制できる。従って、冷却水の高温化を効果的に抑制できる。
【００３３】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３４】
尚、上記実施例において、冷却ファン４１の故障の判定は、水温センサ６１の温度によって行っていたが、このような構成に限らず、物理的な検出手段により冷却ファン４１の故障を検出するように構成してもよい。例えば、冷却ファン４１のモータ付近にホール素子を設けて、ＥＣＵ９０からの冷却ファン４１へ作動指示を与えているにもかかわらずホール素子からの検出信号がモータの停止状態を示している場合に、冷却ファン４１が故障していると判定するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施例に係る内燃機関の制御システムの概略図である。
【図２】シリンダヘッド内を通過する排気側冷却水通路及び吸気側冷却水通路についての説明図である。
【図３】ＥＣＵによって実行されるオーバーヒート回避処理の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１                    エンジン
１０                  シリンダヘッド
２０                  シリンダブロック
３０                  燃料添加装置
３１                  燃料タンク
３２                  燃料ポンプ
４０                  ラジエター
４１                  冷却ファン
５０                  冷却水循環路
５１ａ                排気側冷却水通路
５１ｂ                吸気側冷却水通路
５１ｃ                バイパス通路
５２                  ブロック側冷却水通路
６０                  ウォーターポンプ
６１                  水温センサ
７０                  流量可変弁
８０                  車速センサ
９０                  ＥＣＵ
【図１】
2008202473.tif 000003
【図２】
2008202473.tif 000004
【図３】
2008202473.tif 000005