(57)【要約】【課題】水温センサによらずに始動時のエンジン温度を測定できるエンジンの温度測定方法及びその装置を提供する。【解決手段】エンジン始動後の所定時間の間に、電流検出抵抗４の抵抗値と端子間電圧値とに基づいてソレノイド１の通電電流値を算出し、電流検出抵抗４の端子間電圧値と電源電圧値とに基づいてソレノイド１の端子間電圧値を算出する。このソレノイド１の通電電流値と端子間電圧値とに基づいてソレノイド１の内部抵抗値を算出し、このソレノイド１の内部抵抗値に基づいてソレノイド温度を算出する。このソレノイド温度を始動時のエンジン温度とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁アクチュエータ（１）と、この電磁アクチュエータ（１）に給電する電源（２）と、この電磁アクチュエータ（１）の通電電流を検出する電流検出抵抗（４）とを備えたエンジンの温度測定方法であって、
エンジン始動後の所定時間の間に、
上記電流検出抵抗（４）の抵抗値と端子間電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の通電電流値を算出し、
上記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値と電源電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出し、
この電磁アクチュエータ（１）の通電電流値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出し、
この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて、アクチュエータ温度を算出し、
このアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度とした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの温度測定方法において、
前記電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するに当たって、電源電圧を検出し、この検出された電源電圧値と前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するようにした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの温度測定方法において、
前記アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出し、
各算出値の平均値を演算し、
この平均値を始動時のエンジン温度とした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定方法。
【請求項４】
電磁アクチュエータ（１）と、この電磁アクチュエータ（１）に給電する電源（２）と、この電磁アクチュエータ（１）の通電電流を検出する電流検出抵抗（４）とを備えたエンジンの温度測定装置であって、
上記電流検出抵抗（４）の抵抗値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の通電電流値を算出するアクチュエータ電流値演算手段（５１）と、
上記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値と電源電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するアクチュエータ電圧値演算手段（５３）と、
この電磁アクチュエータ（１）の通電電流値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出するアクチュエータ抵抗値演算手段（５４）と、
この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて電磁アクチュエータ（１）の温度を算出するアクチュエータ温度演算手段（５５）と、を備え、
上記アクチュエータ温度演算手段（５５）は、エンジン始動後の所定時間内のアクチュエータ温度を算出して、このアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度とした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの温度測定装置において、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出手段（５２）を設け、
前記アクチュエータ電圧値演算手段（５３）は、この電源電圧検出手段（５２）が検出した電源電圧値と、前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を演算するようにした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のエンジンの温度測定装置において、
前記アクチュエータ温度演算手段（５５）は、前記アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出するとともに、各算出値の平均値を演算して、この平均値を始動時のエンジン温度とした、
ことを特徴とするエンジンの温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの温度測定方法および測定装置に関し、詳しくは、駆動手段として設けられているソレノイド等の電磁アクチュエータを利用して始動時のエンジン温度を測定するエンジンの温度測定方法および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンに水温センサを設け、この水温センサによってエンジンの冷却水温を検出して始動時のエンジン温度を測定していた（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−０１８８８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２３１５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水温センサが別途必要となるため、その分だけコストが増大する。
【０００５】
本発明は、水温センサによらずに始動時のエンジン温度を測定できるエンジンの温度測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電磁アクチュエータ（１）と、この電磁アクチュエータ（１）に給電する電源（２）と、この電磁アクチュエータ（１）の通電電流を検出する電流検出抵抗（４）とを備えたエンジンの温度測定方法であって、
エンジン始動後の所定時間の間に、
上記電流検出抵抗（４）の抵抗値と端子間電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の通電電流値を算出し、
上記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値と電源電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出し、
この電磁アクチュエータ（１）の通電電流値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出し、
この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて、アクチュエータ温度を算出し、
このアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度とした、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のエンジンの温度測定方法において、前記電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するに当たって、電源電圧を検出し、この検出された電源電圧値と前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するようにした、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のエンジンの温度測定方法において、前記アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出し、各算出値の平均値を演算し、この平均値を始動時のエンジン温度とした、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、電磁アクチュエータ（１）と、この電磁アクチュエータ（１）に給電する電源（２）と、この電磁アクチュエータ（１）の通電電流を検出する電流検出抵抗（４）とを備えたエンジンの温度測定装置であって、上記電流検出抵抗（４）の抵抗値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の通電電流値を算出するアクチュエータ電流値演算手段（５１）と、上記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値と電源電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するアクチュエータ電圧値演算手段（５３）と、この電磁アクチュエータ（１）の通電電流値と端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出するアクチュエータ抵抗値演算手段（５４）と、この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて電磁アクチュエータ（１）の温度を算出するアクチュエータ温度演算手段（５５）と、を備え、上記アクチュエータ温度演算手段（５５）は、エンジン始動後の所定時間内のアクチュエータ温度を算出して、このアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度とした、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のエンジンの温度測定装置において、前記電源電圧を検出する電源電圧検出手段（５２）を設け、前記アクチュエータ電圧値演算手段（５３）は、この電源電圧検出手段（５２）が検出した電源電圧値と、前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を演算するようにした、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４または５に記載のエンジンの温度測定装置において、前記アクチュエータ温度演算手段（５５）は、前記アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出するとともに、各算出値の平均値を演算して、この平均値を始動時のエンジン温度とした、ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の作用効果】
（請求項１の発明）
請求項１の発明では、エンジン始動後の所定時間の間に、電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出し、この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて同アクチュエータ（１）の温度を算出し、このアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度としたので、水温センサによらずにエンジン温度を測定することができる。このため、水温センサを省略することができ、その分の費用を削減できる。また、エンジン始動後所定時間経過前にアクチュエータ温度を算出し、このアクチュエータ温度をエンジン温度としたので、電磁アクチュエータ（１）が自己発熱する前に検出したアクチュエータ温度を用いてエンジン温度を測定することができる。
【００１３】
（請求項２の発明）
請求項２の発明では、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するに当たって、電源電圧を検出し、この検出された電源電圧値と前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するようにしたので、たとえ電源電圧が変動しても、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を正確に検出することができる。この結果、アクチュエータ温度をより正確に測定することができ、エンジン温度としての精度も高くなる。
【００１４】
（請求項３の発明）
請求項３の発明では、アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出し、各算出値の平均値を始動時のエンジン温度としたので、例えば、電磁アクチュエータ（１）がＰＷＭ信号によりデューティ駆動される場合のように、電磁アクチュエータ（１）の通電電流値が脈動する結果アクチュエータ温度の算出値にバラツキが生じる場合であっても、エンジン温度を正確に測定することができる。
【００１５】
（請求項４の発明）
請求項４の発明では、エンジン始動後の所定時間の間に、電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値を算出し、この電磁アクチュエータ（１）の内部抵抗値に基づいて算出したアクチュエータ温度を始動時のエンジン温度としたので、水温センサによらずにエンジン温度を測定することができる。このため、水温センサを省略することができ、その分の費用を削減できる。また、エンジン始動後所定時間内にアクチュエータ温度を算出し、このアクチュエータ温度をエンジン温度としたので、電磁アクチュエータ（１）が自己発熱する前のアクチュエータの温度を利用することができ、実際のエンジン温度から乖離するおそれもない。
【００１６】
（請求項５の発明）
請求項５の発明では、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するに当たって、電源電圧を検出し、この検出された電源電圧値と前記電流検出抵抗（４）の端子間電圧値とに基づいて電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を算出するようにしたので、たとえ電源電圧が変動しても、電磁アクチュエータ（１）の端子間電圧値を正確に検出することができる。この結果、アクチュエータ温度をより正確に測定することができ、エンジン温度としての精度も高くなる。
【００１７】
（請求項６の発明）
請求項６の発明では、アクチュエータ温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出し、各算出値の平均値を始動時のエンジン温度としたので、例えば、電磁アクチュエータ（１）がＰＷＭ信号によりデューティ駆動される場合ように、電磁アクチュエータ（１）の通電電流値が脈動する結果アクチュエータ温度の算出値にバラツキが生じる場合であっても、エンジン温度を正確に測定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の温度測定装置をディーゼルエンジンに適用した場合の一実施形態の概略ブロック図である。この実施形態は、図示しないディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに設けられた燃料調量ラックを駆動するソレノイド１を利用してエンジン温度を測定するものである。
【００１９】
具体的には、この温度測定装置は、ソレノイド１と、このソレノイド１へ給電する直流電源２と、スイッチング手段３と、電流検出抵抗４と、図示しないマイクロコンピュータ内に設けられた温度測定部５とを備える。
【００２０】
上記ソレノイド１は、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに設けられた燃料調量ラックを駆動するためのものであり、図１中の等価回路が示すように、コイル１１と内部抵抗１２とからなる。なお、本実施形態では、ソレノイド１のコイル線に銅線を使用している。また、符合７はフリーホイールダイオードである。
【００２１】
上記スイッチング手段３は、ＮＰＮ型トランジスタからなり、ソレノイド制御部８からのＰＷＭ信号に基づいてオンオフ動作するようになっている。上記ソレノイド１は、直流電源２とトランジスタ３のコレクタ端子との間に介装されており、このトランジスタ３がオンしたときに、直流電源２から電流の供給を受け、トランジスタ３がオフしたときに、直流電源２からの給電が遮断されるようになっている。なお、上記ソレノイド制御部８は、図示しない電子ガバナ装置の一部を構成している。
【００２２】
電流検出抵抗４は、ソレノイド１の通電電流を検出して電流検出信号（電圧）を発生させるものであり、トランジスタ３を介してソレノイド１と直列に配置されており、その一端は、トランジスタ３のエミッタ端子に接続され、他端は接地されている。
【００２３】
温度測定部５は、ソレノイド電流値演算手段５１と、電源電圧検出手段５２と、ソレノイド電圧値演算手段５３と、ソレノイド抵抗値演算手段５４と、ソレノイド温度演算手段５５とを備える。以下に詳述する温度測定部５の処理は、あらかじめプログラムされたマイクロコンピュータ（図示せず）によって実行される。
【００２４】
このうち、ソレノイド電流値演算手段５１は、電流検出抵抗４の抵抗値Ｒと、この電流検出抵抗４の端子間電圧値Ｖｒとに基づいて、ソレノイド１の通電電流値Ｉｓを算出するものである。ソレノイド１の通電電流値Ｉｓは、電流検出抵抗４の端子間電圧値Ｖｒを、電流検出抵抗４の抵抗値Ｒで除算することにより算出される。ソレノイド電流値演算手段５１が算出したソレノイド１の通電電流値Ｉｓは、後述するソレノイド抵抗値演算手段５４へ入力される。
【００２５】
電源電圧検出手段５２は、直流電源２の電圧値Ｖｃを検出し、この電源電圧値Ｖｃをソレノイド電圧値演算手段５３へ入力するようになっている。
【００２６】
ソレノイド電圧値演算手段５３は、電流検出抵抗４の端子間電圧値Ｖｒと、電源電圧検出手段５２が検出した電源電圧値Ｖｃとに基づいて、ソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓを算出するものである。ソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓは、電源電圧値Ｖｃから電流検出抵抗４の端子間電圧値Ｖｒを減算することにより算出される。ソレノイド電圧値演算手段５３が算出したソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓは、次に述べるソレノイド抵抗値演算手段５４へ入力される。
【００２７】
ソレノイド抵抗値演算手段５４は、上記ソレノイド電流値演算手段５１が算出したソレノイド１の通電電流値Ｉｓと、上記ソレノイド電圧値演算手段５３が算出したソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓとに基づいて、ソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓを演算するものである。ソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓは、ソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓを通電電流値Ｉｓで除算することにより算出される。このソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓは、次に述べるソレノイド温度演算手段５５へ入力される。
【００２８】
ソレノイド温度演算手段５５は、上記ソレノイド抵抗値演算手段５４が算出したソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓに基づいて、ソレノイド温度Ｔｓを算出する。本実施形態では、Ｒｓ＝０．００３９３＊（Ｔｓ−２０）＋Ｒ２０という演算式に基づいてソレノイド温度Ｔｓを算出するようになっている。なお、０．００３９３（Ω／℃）は銅の抵抗値の温度係数、Ｒ２０は２０℃のときの抵抗値である。図３は、このソレノイドの内部抵抗値と温度との関係を表すグラフである。本実施形態では、ソレノイド温度Ｔｓを上記の演算式に基づいて算出するようにしているが、必ずしも演算式に基づいて算出する必要はなく、あらかじめマップとして抵抗値と温度との対応関係を格納しておいてもよい。
【００２９】
ソレノイド温度演算手段５５は、このようなソレノイド温度Ｔｓを、エンジン始動後の所定時間の間に複数回算出し、各算出値の平均値を演算するようになっている。具体的には、エンジン始動後（キースイッチＯＮ）から１００ｍｓｅｃの間に、５ｍｓｅｃの演算周期で繰り返しソレノイド温度Ｔｓを演算し、このようにして算出された各算出値の算術平均を演算するようになっている。
【００３０】
図２には、以上に述べた温度測定部５によるソレノイド温度算出ルーチンが示されている。このルーチンは、エンジン始動（キースイッチＯＮ）により実行される。まず、ステップＳ２０１において、エンジン始動（キースイッチＯＮ）を確認すると、図示しないメモリ空間（ＲＡＭ）内に、配列Ｔ［ｎ］（ｎ＝０〜１９）のための記憶領域を確保する。この配列Ｔ［ｎ］（ｎ＝０〜１９）には、以下に述べるように、５ｍｓｅｃの演算周期毎に算出されるソレノイド温度Ｔｓが格納される。ステップＳ２０２とステップＳ２０３において、それぞれ電源電圧Ｖｃと電流検出抵抗４の端子間電圧Ｖｒを検出する。ステップＳ２０４において、電流検出抵抗４の抵抗値Ｒと端子間電圧値Ｖｒとに基づいて、ソレノイド１の通電電流値Ｉｓを算出する。また、ステップＳ２０５において、電源電圧値Ｖｃと電流検出抵抗４の端子間電圧値Ｖｒとに基づいて、ソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓを演算する。なお、ステップＳ２０４とステップＳ２０５の順番は逆であってもよい。ステップＳ２０６において、ソレノイド１の端子間電圧値Ｖｓと通電電流値Ｉｓとから、ソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓを演算する。ステップＳ２０７において、ソレノイド１の抵抗値と温度との関係を表す前述の式に基づいて、このソレノイド１の内部抵抗値Ｒｓに対応するソレノイド温度Ｔｓを算出する。ステップＳ２０８において、このソレノイド温度Ｔｓを配列Ｔ［ｎ］に格納する。ステップＳ２０９で、配列の添字ｎが０か否かを判断する。添字ｎが０でない場合（「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ２１０で添字を１減らした上で、ステップＳ２０２へ戻る。このようにして、演算周期５ｍｓｅｃ毎にソレノイド温度Ｔｓを算出しては、配列Ｔ［ｎ］（ｎ＝０〜１９）に格納してゆく。したがって、エンジン始動から１００ｍｓｅｃの間にソレノイド温度は２０回算出される。他方、ステップＳ２０９において、添字ｎが０と判断されると（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２１１へいき、各配列に格納されたソレノイド温度の算出値の合計値Ｔｓｕｍを演算する。ステップＳ２１２において、このＴｓｕｍを算出値の個数２０で割ることで、各算出値の算術平均値Ｔを算出する。ソレノイド温度演算手段５５は、この算術平均値Ｔをエンジン温度として出力する。
【００３１】
このようにして測定されたエンジン温度Ｔは、エンジンの各種制御に用いることができる。例えば、エンジン始動時の燃料供給量を、始動時のエンジン温度に応じて調節するときの温度データとして使用することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態の温度測定装置は、エンジン始動後の所定時間の間に、ソレノイド１の内部抵抗値を算出し、このソレノイド１の内部抵抗値に基づいて算出したソレノイド温度を始動時のエンジン温度としたので、水温センサによらずにエンジン温度を測定することができる。このため、水温センサを省略することができ、その分の費用を削減できる。また、エンジン始動後所定時間内に算出したソレノイド温度をエンジン温度としたので、ソレノイド１が自己発熱する前にソレノイド温度を測定することができ、エンジン温度の測定値として信頼性が高い。
【００３３】
さらに、ソレノイド１の端子間電圧値を算出するに当たって、電源電圧を検出し、この検出された電源電圧値と前記電流検出抵抗４の端子間電圧値とに基づいてソレノイド１の端子間電圧値を算出するようにしたので、たとえ電源電圧が変動しても、ソレノイド１の端子間電圧値を正確に検出することができる。この結果、ソレノイド温度をより正確に測定することができ、エンジン温度としての精度も高くなる。
【００３４】
また、ソレノイド温度を、エンジン始動後の所定時間の間に複数回の演算周期で算出し、各算出値の算術平均値を始動時のエンジン温度としたので、ソレノイド１がＰＷＭ信号によりデューティ駆動される場合ように、ソレノイド１の通電電流値が脈動する結果ソレノイド温度の算出値にバラツキが生じる場合であっても、エンジン温度を正確に測定することができる。
【００３５】
なお、エンジン始動直後は、ソレノイド１に多くの電流を流すことからＰＷＭ信号のデューティ比は大きく、ＰＷＭ制御特有の電流の脈動は小さい。このため、ソレノイド温度の算出値の変動も少ない。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で適宜変更実施することができる。上記実施形態では、電磁アクチュエータの例としてソレノイドを示したが、モータであってもよい。上記実施形態では、電源電圧を検出する電源電圧検出手段を備えていたが、必ずしも電源電圧を監視する必要はなく、あらかじめデータとして格納された値を用いてもよい。上記実施形態では、エンジン始動後１００ｍｓｅｃの間に、５ｍｓｅｃの演算周期でソレノイド温度を繰り返し算出し、各算出値の算術平均値をエンジン温度としたが、必ずしも複数回演算する必要はなく、１回の演算で算出したソレノイド温度をエンジン温度としてもよい。上記実施形態では、算術平均によってソレノイド温度の算出値の平均値を演算したが、算術平均以外の他の平均概念を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略ブロック図である。
【図２】ソレノイド温度算出のフローチャートである。
【図３】ソレノイドの内部抵抗値と温度との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１…ソレノイド（電磁アクチュエータ）
２…電源
４…電流検出抵抗
５１…ソレノイド電流値演算手段（アクチュエータ電流値演算手段）
５２…電源電圧検出手段
５３…ソレノイド電圧値演算手段（アクチュエータ電圧値演算手段）
５４…ソレノイド抵抗値演算手段（アクチュエータ抵抗値演算手段）
５５…ソレノイド温度演算手段（アクチュエータ温度演算手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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