(57)【要約】【課題】ラジェータ冷却用ファンを適切に運転することにより、機関本体の過冷却を防止すると共に燃費アップも図る。【解決手段】ラジェータを駆動するファンは、機関本体内の冷却水温度Ｋ″が予め設定した値になるとＯＮ・ＯＦＦされる。ファンがＯＦＦされる設定温度Ｋ′を、燃料が供給されて運転されている状態では低い温度Ｋ２に設定し、燃料供給が停止されつつ主軸が回転している状態では高い温度Ｋ３に設定している。車両が下り坂を走行している場合、燃料の供給は停止しつつ主軸は回転している場合があるが、この場合は、冷却用ファン停止温度Ｋ′を高い温度Ｋ３に設定することにより、ファンを早めに停止させて電力が無駄に消費されることを防止すると共に、機関本体の過冷却も防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水で冷却される機関本体と、前記冷却水を冷却するためのファンとを備えており、前記機関本体を通る冷却水の温度が設定値に下がると前記ファンを停止させる構成であって、
前記機関本体の主軸が回転している状態で前記機関本体への燃料供給が停止されると、前記ファンの駆動を停止させる設定温度が、前記機関本体に燃料が供給されて運転されている状態での設定温度よりも高い値に変更される、
車両用水冷式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両に搭載される水冷式内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関は一般に水冷式になっており、機関本体の熱を吸収した冷却水はラジェータに至り、ラジェータを通過する過程で電動式ファンによって冷却されるようになっている。そして、過冷却を防止するため、機関本体を流れる冷却水の温度が設定値以下になると（或いは設定値よりも低くなると）、ファンの運転を停止するように設定している。また、機関本体内での冷却水の温度が設定値を超えると、ファンが運転されるように設定している。
【０００３】
そして、加速時と減速時とで必要な冷却性能が相違する場合があることから、特許文献１には、車両が加速領域であるか減速領域であるかをセンサ類から判断して、冷却用ファンのＯＦＦが行われる設定温度（目標温度）を、加速領域では低い温度に設定し、減速領域では高い温度に設定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−７４８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、冷却用ファンの駆動に要する動力の損失を抑制できると言えるが、制御体系が複雑化するのみならず、機関の冷却要請に必ずしも的確に応えていないと言える。すなわち、例えば、下り坂での走行の場合、アクセルから足を離しているのに車両は加速していることがあるが、この状態では機関の主軸は回転しているものの燃料はカットされているため、冷却用ファンを駆動し続けていると過冷却になることがある。従って、この場合は、見掛け上は加速しているが、冷却用ファンの運転開始温度は高く設定してもよいと言える。エンジンブレーキを効かして下り坂を一定の速度で走行している場合も同様である。
【０００６】
また、平地から上り坂に移行した場合は、減速に転じても機関には大きな負荷がかかって発熱量も高くなっているため、ファンの運転開始温度を低く設定して迅速に冷却せねばならないといったことがある。いずれにしても、特許文献１は機関本体の冷却要請に的確に応えていないと言える。
【０００７】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、冷却用ファンのＯＮ・ＯＦＦを簡単な構成で適切に制御することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の内燃機関は、冷却水で冷却される機関本体と、前記冷却水を冷却するためのファンとを備えており、前記機関本体を通る冷却水の温度が設定値に下がると前記ファンを停止させる構成において、前記機関本体の主軸が回転している状態で前記機関本体への燃料供給が停止されると、前記ファンの駆動を停止させる設定温度が、前記機関本体に燃料が供給されて運転されている状態での設定温度よりも高い値に変更される。
【発明の効果】
【０００９】
機関本体に燃料が供給されていない状態では、機関本体の主軸（クランク軸）が回転していても燃料の爆発は起こっていないため、ファンによる冷却水の冷却開始温度（すなわち、ファンの運転開始温度）を高く設定しても差し支えなく、これにより、過冷却による機関本体のダメージを抑制できると共に、冷却用ファンの回転に使用する電力の消費量を抑制して燃費向上に貢献できる。また、冷却用ファンの寿命アップにも貢献できる。
【００１０】
また、登り坂で減速している場合のようなフルスロットル状態では冷却水は的確に冷却されるため、冷却不良により機関本体がダメージを受けることも防止できる。そして、燃料の供給の有無は燃料噴射器（インジェクタ）の制御等に関連して簡単に判別できるため、新たにセンサ類を設ける必要はなくてコストアップをもたらすことがないと共に、制御システムは単純であるため制御のトラブル発生も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の模式図である。
【図２】制御態様を示すグラフである。
【図３】制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて概略を説明する。本実施形態の機関は３気筒式ガソリン機関であり、機関本体１は、主要要素としてシリンダブロック２とシリンダヘッド（図示せず）とを有しており、シリンダブロック２に、３つのシリンダボア３がシリンダヘッドに向いて開口している。
【００１３】
シリンダボア３の周囲には冷却水ジャケット４が形成されており、冷却水ジャケット４には、供給ポート５から冷却水が供給される。機関本体１の冷却を終えた冷却水は、排出ボート６から排出される。敢えて述べるまでもないが、冷却水ジャケット４はシリンダヘッドに設けた冷却水通路にも連通している。冷却水の排出ポート６と供給ポート５とを結ぶ管路の途中に、機関本体１の出力軸（クランク軸）７で駆動されるウォーターポンプ８と、多数の冷却細管を有するラジェータ９とが設けられている。ラジェータ９は、電動式のファン１０で冷却される。なお、ウォーターポンプ８は、ラジェータ９の下流に配置してもよい。
【００１４】
機関本体１を構成するシリンダヘッドには、吸気マニホールド１１と排気マニホールド１２とが接続されており、吸気マニホールド１１には、エアクリーナ１３で濾過された新気が吸気管路１４を介して供給される。吸気管路１４には、電動モータ１５で駆動されるスロットルバルブ１６と、その下流側に位置したサージタンク１７とが介挿されている。
【００１５】
機関本体１には、燃料タンク（図示せず）から燃料供給管１８を介して燃料が供給される。燃料供給管１８から送られた燃料は、分配器１８ａ及び枝管１８ｂを介して各気筒ごとに設けたインジェクタ１８ｃに送られ、各インジェクタ１８ｃで噴射霧化されて、吸気バルブの近傍部で吸気に混合される。
【００１６】
排気マニホールド１２には排気管路２０が接続されており、排気管路２０に排気ターボ過給機２１のタービン室２１ａが介挿されており、更に、排気管路２０のうち排気ターボ過給機２１よりも下流側には排気浄化装置２２を設けている。吸気管路１４は排気ターボ過給機２１のポンプ室２１ｂを通過している。
【００１７】
内燃機関は、主軸７で駆動される発電機２３を備えており、発電機２３で発電された電力はバッテリー２４に蓄電され、冷却用のファン１０やスロットル弁制御モータ１５は、バッテリー２４から供給された電力で駆動される。主軸７から発電機２３への動力の継断は電磁クラッチで行われており、バッテリー２４の蓄電量が設定値以下になると、電磁クラッチがＯＮになって発電機２３が駆動される。
【００１８】
内燃機関は、燃料噴射等の各種制御を司る制御装置（制御ユニット）２５を備えている。制御装置２５はＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭなどを有しており、この制御装置２５に、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）の構成要素の一部として、アクセルペダル２６の踏み込み量を検知するペダルセンサ（ポテンショメータ）２７や、機関本体１を通る冷却水の温度を検知する水温センサ２８、スロットルバルブ１６の開度を検知するスロットルセンサ（ポテンショメータ）２９、主軸７の回転数を検出する回転センサ３０、各インジェクタ１８ｃ、車速センサ（図示せず）などが接続されている。図１では、電力の供給線は一点鎖線で表示し、信号線は二点鎖線で表示している。
【００１９】
(2).制御態様
次に、図２に基づいて基本的な制御を説明する。図２は、横軸を共通の時間軸として、機関内部での冷却水の温度と、燃料のＯＮ・ＯＦＦ、車速、冷却用ファン１０のＯＮ・ＯＦＦの関係を上下に並べて示したものである。
【００２０】
この図２において、車両は車速を変えて運転されており、スタートからＴ１までは燃料は供給されていて、概ね負荷や車速に比例して冷却水の水温も上下している。そして、燃料が機関本体１に供給されている状態では、ファン１０の運転を停止させる温度は低温温度Ｋ２に設定されており、冷却水温度Ｋ″がＫ２に下がった時点でファン１０がＯＦＦになる。冷却水温度Ｋ″が上昇してＫ１に到ると、ファン１０がＯＮになる。
【００２１】
他方、時間が経過してＴ１に到ると、例えば走行路が下り坂になることにより、ある程度の車速は維持しつつ燃料はカットされた状態になる。すると、ファン１０の運転を停止させる温度は高温温度Ｋ３に変更されており、冷却水温度がＫ３に下がるとファン１０はＯＦＦになる。従って、燃料供給時よりも高い温度でファン１０はＯＦＦになる。そして、燃料の供給が再開されると、ファン停止温度は低温のＫ２に移行する。
【００２２】
次に、図３のフローチャートに基づいて具体的な制御態様を説明する。図３では、便宜的に、ファン１０の運転を停止する温度をＫ′と表示し、水温センサ２８の実測温度（冷却水温度）をＫ″としている。ステップは単にＳと略す。
【００２３】
機関の運転によって制御システムがスタートし、まず、冷却水温度Ｋ″がファン運転開始温度Ｋ１より高いか否かが判断され（Ｓ１）、冷却水温度Ｋ″がファン運転開始温度Ｋ１より高い場合は、ファン１０がＯＮか否かが判断される（Ｓ２）。Ｓ２でファン１０がＯＮである場合は、燃料がＯＦＦ（カットされている）か否かが判断され（Ｓ３）、燃料がＯＦＦの場合（カットされている場合）は、ファン１０のファン運転停止温度Ｋ′を高温温度であるＫ３に設定する。Ｓ３において燃料がＯＮの場合（カットされていない場合）は、ファン１０のファン運転停止温度Ｋ′は低温温度であるＫ２に設定される（Ｓ５）。
【００２４】
Ｓ４，Ｓ５でファン運転停止温度Ｋ′がＫ３又はＫ２のいずれかに設定されたら、次いで、冷却水温度Ｋ″がファン運転停止温度Ｋ′（Ｋ３又はＫ２）より低いか否かが判断され（Ｓ６）、冷却水温度Ｋ″がファン運転停止温度Ｋ′より低い場合はファン１０は停止され（Ｓ７）、冷却水温度Ｋ″がファン運転停止温度Ｋ′より高い場合はファン１０はＯＮになる（Ｓ８）。Ｓ１において冷却水温度Ｋ″が運転開始温度Ｋ１より高い場合も、Ｓ８に移行してファン１０はＯＮになる。また、Ｓ２においてファン１０がＯＮである場合は０７に移行する。
【００２５】
燃料のＯＮ・ＯＦＦ（（すなわち、燃料が供給されているかカットされているか否か）は、燃料噴射用インジェクタ１８ｃの駆動用電磁弁に通電されているか否かや、制御装置２５から燃料噴射用インジェクタ１８ｃに駆動信号がされているか否かから、簡単に検知できる。ガソリンエンジンでは燃料噴射量と吸気量とはほぼ比例しているので、スロットルセンサ２９からの信号によって燃料のＯＮ・ＯＦＦを検知することも可能である。
【００２６】
(3).まとめ・その他
機関本体は燃料が供給されていない状態では発熱は少ないため、ファン１０の停止温度を高い温度に設定しておいても冷却不良の問題は発生せず、むしろ、過冷却を防止して機関本体の寿命アップに貢献できる。かつ、バッテリー２４に蓄電された電力が無駄に消費されることを防止できるため、発電機２３の駆動のために使用される機関本体１の動力を抑制して燃費を向上できる。また、機関の制御のために元々備わっている水温センサ２８やを利用して制御するものであるため、コストアップも防止できる。
【００２７】
直噴式ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのように、新気の供給と燃料の供給とを別系統にして燃料を噴射ポンプで燃焼室に噴射する場合は、燃料噴射ポンプの制御系から燃料供給の有無を判断したらよい。
【００２８】
本願発明は、燃料供給の有無に関連してファンをＯＦＦする設定温度を高くすることを骨子としているが、これに加えて、例えば、燃料供給の有無に関連して、燃料が供給されていない状態では冷却水の供給量を減少させるといったことも可能である。また、燃料ＯＦＦの検出を契機として、主軸がある程度以上の回転数で回転しているときに、発電機２３を駆動することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本願発明は内燃機関に実際に適用できる。従って、産業上、利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  機関本体
２  シリンダブロック
３  シリンダボア
４  冷却水ジャケット
９  ラジェータ
１０  冷却用ファン
１６  スロットルバルブ
１７  サージタンク
１８  燃料供給管
１８ｃ  インジェクタ（燃料噴射器）
２０  スロットルセンサ
２３  発電機
２４  バッテリー
２５  制御装置
２７  アクセルセンサ
２８  水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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