JP2004300952A - エンジンの温度測定方法及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
【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)
【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)
Claims (6)
- 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003092106A JP2004300952A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | エンジンの温度測定方法及び測定装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003092106A JP2004300952A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | エンジンの温度測定方法及び測定装置 |
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JP2003092106A Pending JP2004300952A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | エンジンの温度測定方法及び測定装置 |
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JP (1) | JP2004300952A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7430102B2 (en) * | 2006-01-04 | 2008-09-30 | Honeywell International Inc. | Pulse width modulated servo clutch driver |
CN108884773A (zh) * | 2016-02-01 | 2018-11-23 | 株式会社京浜 | 内燃机控制装置 |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003092106A patent/JP2004300952A/ja active Pending
Cited By (2)
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US7430102B2 (en) * | 2006-01-04 | 2008-09-30 | Honeywell International Inc. | Pulse width modulated servo clutch driver |
CN108884773A (zh) * | 2016-02-01 | 2018-11-23 | 株式会社京浜 | 内燃机控制装置 |
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