(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエタサブタンクを備えてなるエンジンの制御装置であって、
エンジンの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記蓄熱量検出手段で検出されるエンジンの蓄熱量が所定値以上であることが検出されたとき、エンジンの温度上昇を抑制すべくエンジンの作動制限を行うように制御するエンジン制御手段と、
を備え、
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、スロットル弁を閉じ方向に制御することにより行われ、
エンジンに連結された変速機が、選択された変速段に固定されるマニュアル変速モードと自動変速モードとの切換可能とされた自動変速機とされ、
前記エンジン制御手段は、スロットル弁を閉じ方向に制御する際に、マニュアル変速モードのときには徐々にスロットル開度を小さくし、自動変速モードのときは一気にスロットル開度を小さくする、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
ラジエタサブタンクを備えてなるエンジンの制御装置であって、
エンジンの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記蓄熱量検出手段で検出されるエンジンの蓄熱量が所定値以上であることが検出されたとき、エンジンの温度上昇を抑制すべくエンジンの作動制限を行うように制御するエンジン制御手段と、
を備え、
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、登坂率が所定値以上で、所定の低速段で、冷却水温が所定温度以上であることを条件として実行される、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記蓄熱量検出手段は、エンジンの吸入空気量の積算値に基づいて蓄熱量を検出する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
ラジエタの冷却ファンがエンジンにより駆動されて、エンジン停止時には該冷却ファン停止される、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、さらに、アクセル開度が全開で、外気温が所定温度以上であることを条件として実行される、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記エンジン制御手段が、エンジンの作動制限を実行する前にあらかじめ、燃料噴射量を増量して空燃比をリッチ化する制御を行う、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両、特に積載重量が大きくなる商用車にあっては、急勾配の登り坂を長時間走行した後に停車した際に、ラジエタサブタンクからエンジン冷却水があふれ出てしまうという現象を生じやすいものとなっていた。とりわけ最近では、変速機の多段化による低速段の高ギア比化に伴って、高温・高負荷での登坂路走行により、上記オーバフローが生じやすいものとなっている。特許文献１には、ラジエタサブタンク内のフロートの異常上昇を検出したときに、冷却水温度の上昇を抑制すべくエンジンの作動を制限することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９４４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した特許文献１に記載のように、ラジエタサブタンク内のフロートの異常上昇を検出した際にエンジンの作動を制限する場合は、応答遅れによってオーバフローが避けられないという状態が生じ易いものとなる。すなわち、走行中は、走行風による冷却によってフロートの異常上昇が検出されなくても、停車した際には、走行風による冷却が期待できない一方、エンジン内からの冷却水への放熱やエンジンからの放射熱によりラジエタサブタンク内の冷却水温度が遅れてさらに上昇することから、この停車時にフロートの異常上昇を検出しても、もはやオーバフローを防止する手立てがないというのが実情である。
【０００５】
一方、冷却水温度が所定温度以上になったときに、エンジンの作動を制限することも考えられる。しかしながら、この場合も、冷却水温度が走行中には所定温度未満であっても、停車後に所定温度以上になるような事態には対応できないものである。
【０００６】
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、ラジエタサブタンクからの冷却水のオーバフローを確実に防止できるようにしたエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
ラジエタサブタンクを備えてなるエンジンの制御装置であって、
エンジンの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記蓄熱量検出手段で検出されるエンジンの蓄熱量が所定値以上であることが検出されたとき、エンジンの温度上昇を抑制すべくエンジンの作動制限を行うように制御するエンジン制御手段と、
を備え、
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、スロットル弁を閉じ方向に制御することにより行われ、
エンジンに連結された変速機が、選択された変速段に固定されるマニュアル変速モードと自動変速モードとの切換可能とされた自動変速機とされ、
前記エンジン制御手段は、スロットル弁を閉じ方向に制御する際に、マニュアル変速モードのときには徐々にスロットル開度を小さくし、自動変速モードのときは一気にスロットル開度を小さくする、
ようにしてある。上記解決手法によれば、ラジエタサブタンクから冷却水がオーバフローさせてしまうような冷却水温度上昇が生じるか否かを、蓄熱量に基づいて検出（推定）して、走行中は勿論のこと停車時にあってもこのオーバフローを確実に防止することができる。
【０００８】
また、スロットル開度が減少されることにより、エンジンの発熱を抑制あるいは低下させて、オーバフローを確実に防止することができ、また制御としても簡単である。さらに、スロットル開度の減少補正に伴って不必要にシフトアップされてしまう事態を防止して、シフトアップとシフトダウンとを繰り返すことによってオーバフローを引き起こしてしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、請求項２に記載のように、
ラジエタサブタンクを備えてなるエンジンの制御装置であって、
エンジンの蓄熱量を検出する蓄熱量検出手段と、
前記蓄熱量検出手段で検出されるエンジンの蓄熱量が所定値以上であることが検出されたとき、エンジンの温度上昇を抑制すべくエンジンの作動制限を行うように制御するエンジン制御手段と、
を備え、
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、登坂率が所定値以上で、所定の低速段で、冷却水温が所定温度以上であることを条件として実行される、
ようにしてある。上記解決手法によれば、ラジエタサブタンクから冷却水がオーバフローさせてしまうような冷却水温度上昇が生じるか否かを、蓄熱量に基づいて検出（推定）して、走行中は勿論のこと停車時にあってもこのオーバフローを確実に防止することができる。また、オーバフローを確実に防止しつつも、エンジンの作動制限を極力行わないようにする上で好ましいものとなる。
【００１０】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項３以下に記載のとおりである。
前記蓄熱量検出手段は、エンジンの吸入空気量の積算値に基づいて蓄熱量を検出する、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、吸入空気量という一般的なパラメータを用いて、蓄熱量を検出することができる。
【００１１】
ラジエタの冷却ファンがエンジンにより駆動されて、エンジン停止時には該冷却ファン停止される、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、停車時に冷却ファンによる冷却作用が期待できないことからオーバフローを生じやすい車両において、オーバフローを確実に防止することができる。
【００１２】
前記エンジン制御手段によるエンジンの作動制限が、さらに、アクセル開度が全開で、外気温が所定温度以上であることを条件として実行される、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、請求項５に対応した効果をより一層向上させる上で好ましいものとなる。
【００１３】
前記エンジン制御手段が、エンジンの作動制限を実行する前にあらかじめ、燃料噴射量を増量して空燃比をリッチ化する制御を行う、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、空燃比のリッチ化によるエンジン冷却作用を行うことにより、エンジンの作動制限に極力至らないようにする上で好ましいものとなる。
【００１４】
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ラジエタサブタンクからの冷却水のオーバフローを防止、特に停車時におけるオーバフローを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ラジエタおよびラジエタサブタンク付近の様子を示す簡略側面図。
【図２】本発明の制御系統例をブロック図的に示す図。
【図３】本発明の制御例を示すタイムチャート。
【図４】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図５】図４の続きを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１において、１はエンジンであり、実施形態では、１ボックスタイプの商用車に用いられるガソリンエンジンとされている。図中２はラジエタ、３はラジエタサブタンクである。ラジエタ２の冷却ファン４は、エンジン１のクランク軸１ａによって機械的に駆動されて、エンジン停止時には冷却ファン４による冷却作用が期待できないものとなっている。
【００１８】
図１中１１は、エンジン１からラジエタ２への冷却水循環経路、１２はラジエタ２からエンジン１への冷却水循環経路、１３はラジエタ２とラジエタサブタンク３との間の循環経路である。なお、上記循環経路１１〜１３は、図１では簡単に示されているが、この循環経路は従来から採択されている一般的なものを適宜採択することができる。
【００１９】
図２は、本発明の制御系統例を示すもので、図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵが、後述するように、エンジンの蓄熱量を検出する手段と、エンジンの作動を適宜制限するエンジン制御手段とを構成している。
【００２０】
コントローラＵには、各種センサあるいは機器Ｓ１〜Ｓ７からの信号が入力される。センサＳ１は、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサである。センサＳ２は車速を検出する車速センサである。Ｓ３は、エンジン回転数を検出する回転数センサである。Ｓ４は、エンジンの吸気温度を検出する吸気温センサであり、外気温を推定するために用いられる。Ｓ５は、エンジンの吸入空気量を検出する吸気量センサであり、充填量を算出するために用いられる。Ｓ６は、変速機であり、実施形態では、例えば前進５段の自動変速機とされて、任意の変速段に固定するマニュアル変速モードと、１速から５速（最高速変速段）までの間で自動的に変速を行う自動変速モードと、をマニュアル選択できるようになっている。この変速機Ｓ６からは、現在の変速段と選択されている変速モードとに関する情報がコントローラＵに出力される。Ｓ７は、アクセル開度を検出するアクセルセンサである。
【００２１】
コントローラＵは、スロットルアクチュエータＳ１１と燃料噴射弁１２とを制御する。すなわち、コントローラＵは、後述するように、スロットルアクチュエータＳ１１を制御して、アクセル開度に応じた現在のスロットル開度を、エンジンの作動制限のために小さくする制御を行う。また、コントローラＵは、エンジンの温度上昇を抑制するために、燃料噴射量を増量補正して、燃料の気化熱を利用したエンジン冷却作用を行うようになっている。
【００２２】
次に、コントローラＵによるラジエタサブタンク３からのオーバフロー防止のための制御例について、図３のタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、このタイムチャートは、変速段が低速段となる２速で、登坂率が６％以上で、アクセル全開（積載重量が大きいこと）であることを前提としている。
【００２３】
ここで、登坂率は、車速と２速でのギア比とに基づいて理論的に算出するようにしてある。また、エンジンの蓄熱量は、吸入空気量に基づくエンジンの充填量の積算値ｑａとして求めるようにしてある。そして、この蓄熱量（積算値）ｑａがマックスガード値となったときは、停車した際にラジエタサブタンク３からオーバフローする可能性が極めて高い状態であると推定された状態とされる。
【００２４】
図３において、ｔ１時点よりも前の時点では、約５５ｋｍ／ｈでもって走行し、エンジン回転数が４５００ｒｐｍで、水温は１００℃よりもかなり低くなっている。このｔ１時点よりも前の時点では、通常の走行そのものであり、エンジンの作動を制限する制御は行われない。
【００２５】
登坂路の走行を継続されてｔ１時点になると、蓄熱量ｑａが所定の基準値Ａにまで達した状態となるが、この状態でもエンジンの作動制限は実行されないものである。なお、この基準値Ａは、吸気温に基づいて推定された外気温が高いほど小さい値として設定される。蓄熱量ｑａが基準値以上となったことを１つの条件として、後述する空燃比のリッチ化制御やエンジンの作動制限制御（実施形態ではスロットル開度を減少させる制御）を行うようになっている。
【００２６】
ｔ１を過ぎて、冷却水温度が１００℃になった時点がｔ２時点である。ｔ２時点では、熱害制御（つまり冷却水のオーバフロー防止の制御）に実行カウンタが１にセットされて、エンリッチ制御フラグがオンとされる。このエンリッチ制御フラグが１にセットされることにより、燃料噴射弁Ｓ１２からの燃料噴射量が増量される（例えば３５％増量）。これにより、燃料の気化熱を利用した冷却作用により、エンジン温度つまり冷却水温度の上昇が抑制される。そして、ｔ３時点になると、蓄熱量ｑａがマックスガード値となるが、エンジンの作動制限制御はまだ実行されないものである。
【００２７】
なおも、登坂路を走行し続けて、冷却水温度が１０１℃になった時点がｔ４時点である。このｔ４時点では、エンリッチ制御だけでは冷却水温度の上昇は抑制できないということで、スロットル開度が減少補正される。すなわち、アクセル開度が全開に対応してスロットル開度が１００％となっている状態から、所定分だけスロットル開度が減少される（エンジンの作動制限に対応）。減少後のスロットル開度は、例えば、フル積載、２速走行かつ登坂率６％で車速が５０ｋｍ／ｈを維持できる大きさに設定される。このスロットル開度の減少により、エンジン温度つまり冷却水温度が低下あるいは維持されることになる。
【００２８】
スロットル開度を減少補正する際、実施形態では、駆動力不足となる３速へ不必要にシフトアップされないように、変速モードの相違に応じて、スロットル開度の減少の仕方を相違させるようにしてある。すなわち、マニュアル変速モードのときは、２速固定であるので、スロットル開度減少に伴うトルクショック防止等の観点から、スロットル開度を徐々に減少させるようにしてある（（ｈ）の実線参照）。これに対して、自動変速モードのときは、３速へのシフトアップを確実に防止すべく、一気に大きくスロットル開度を減少させ、その後徐々に低減後のスロットル開度へと変化させるようにしてある（（ｈ）の破線参照）。なお、３速へのシフトアップ防止は、エンジンの作動制限の条件が解除されてしまうと共に、２速と３速との間で頻繁に変速が行われることから、やがてオーバフローを引き起こす原因ともなることを考慮したものである。
【００２９】
前述したエンジンの作動制限に関する制御の詳細について、図４、図５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。
【００３０】
まず、図４の処理は、熱害対策（オーバフロー対策）を実行する前提条件を満たしているか否かを判定する処理となる。すなわち、Ｑ１において、冷却水温度が９０度Ｃ以上であると判別され、Ｑ２において車速が７０ｋｍ／ｈ以下であると判別され、Ｑ３においてエンジン回転数が２５００〜４５００ｒｐｍの間の範囲にあると判定され、Ｑ４において登坂率が６％以上である判別され、Ｑ５において充填効率が０．５以上であると判別されると、Ｑ６に移行される。なお、上記Ｑ１〜Ｑ５のいずれかの判別でＮＯのときは、それぞれＱ１へ戻る。
【００３１】
Ｑ６では吸気温が３４℃以上であると判別され、Ｑ７において吸入空気量の積算値つまり蓄熱量ｑａが所定の基準値Ａ以上であると判別され、Ｑ８で冷却水温度が１００℃以上であると判別されると、熱害対策を実行する前提条件が全て成立したとして、図５のＱ１１へ移行される。なお、Ｑ６〜Ｑ８の判別でＮＯのときは、それぞれＱ１へ戻る。
【００３２】
図５のＱ１１に移行した時点は、図３のｔ２時点となったときである。このときは、熱害対策制御実行カウンタが所定時間（例えば１５秒）に設定され、エンリッチ制御が開始される。
【００３３】
Ｑ１２の後、変速段が２速であるか否かが判別される。このＱ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１３において、冷却水温度が１０１℃以上であるか否かが判別される（図３のｔ４時点となったか否かの確認）。このＱ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１４、Ｑ１５の判別によって、車速が４５ｋｍ以上でかつ７５ｋｍ／ｈ以下であることが確認されるとＱ１６において、登坂率が５％以上であるか否かが判別される。このＱ１６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１７において、スロットル開度が減少補正される（エンジンの作動制限実行）。Ｑ１２〜Ｑ１６のいずれかの判別でＮＯのときは、走行中は勿論のこと停車時にあってもオーバフローのおそれがないときであるとして、Ｑ１７を経ることなく、Ｑ１へ戻る。なお、Ｑ１１でのカウンタは例えば１５秒だけセットされて、このセットされた時間経過後は、図４のＱ１へ戻るようにされる。
【００３４】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。エンジンの作動制限を実行する条件として、蓄熱量ｑａの他に加味するパラメータとしては、実施形態で示す複数の要素のうち任意の１つあるいは任意の複数の組み合わせを含めることができ、また蓄熱量ｑａのみをエンジンの作動制限の条件とするようにしてもよい。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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、停車時におけるラジエタサブタンクからの冷却水のオーバフローを確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１：エンジン
２：４ラジエタ
３：ラジエタサブタンク
４：冷却ファン
Ｕ：コントローラ
Ｓ１：水温センサ
Ｓ２：車速センサ
Ｓ３：エンジン回転数センサ
Ｓ４：吸気温センサ
Ｓ５：吸気量センサ
Ｓ６：変速機
Ｓ７：アクセル開度センサ
Ｓ１１：スロットルアクチュエータ
Ｓ１２：燃料噴射弁
【図１】
0006369437.tif 000002
【図２】
0006369437.tif 000003
【図３】
0006369437.tif 000004
【図４】
0006369437.tif 000005
【図５】
0006369437.tif 000006