JP2006105025A - 内燃機関の冷却系制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車エンジンの冷却水温センサにはその信頼性と経済性からサーミスタが使用され、他のものに代え難い。しかし、サーミスタの温度特性はエンジン使用温度範囲に渡ってノンリニアであり、特にエンジン最適温度（高温）に於いて単位温度変化あたりの電圧変化が小さい。このような状態でデイジタル制御装置のビットを全温度範囲に均等に割り付けると、最適温度時の温度検出分解能が満足できなくなる。
【解決手段】 水温センサ１０３の出力電圧増幅器１０６を設け、低温では増幅器１０６を経由しない信号で処理し、高温では増幅して単位温度あたりの電圧変化を大きくした信号で処理を行うことにより、高温での検出分解能を向上させるようにしたものである。水温検出分解能を向上させることで、目標水温に対する水温偏差を低減できるとともに、水温変化時の応答性を向上させることができ、エンジンの燃費を向上することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は車両に搭載される水冷エンジンの冷却水温を制御する冷却系制御装置の改良に関するものである。

内燃機関（以下エンジンという）を搭載した車両にとって燃費の向上、排ガスの低減は説明するまでもなく重要な課題である。エンジンの燃費向上／ガス低減の手法にはさまざまなものがあるが、従来から研究されている技術の中で、エンジンの冷却水温を制御するものがある。この制御は冷却水温を適正な範囲に保持することが狙いであり、冷却水温を一般的には高温化することでエンジン油温が上昇してエンジンのフリクションが低下し、これによって、エンジン負荷が低減するため燃料消費量が少なくて済み、燃費向上、排気ガス低減に効果がある。
エンジン温度（冷却水温）と燃費との関係については、過去に各種の論文が公開されているので、ここでの詳細な説明は省略するが、走行中のエンジン冷却水の平均水温が上昇するに伴い、平均油温も上昇し、その結果モード燃費が向上することが知られている。燃費が向上するのはエンジンオイルのフリクションの変化が主要因であり、油温が高いほどエンジンオイルのフリクションは低くなるため、なるべく高い温度で水温を制御するのが燃費向上には有効である。しかしながら、水温をあまりに高くしすぎると、オイルの寿命、ひいてはエンジン各部の摩耗が促進されるなど好ましくない面も生じるので、適正温度を越えることがないよう、より厳密に制御することが求められている。

周知の通り、数年前まではエンジンの水温はエンジン内部の一般的には冷却水出口に設置したサーモスタットによって機械的に開閉する弁（いわゆるサーモバルブ）によりエンジン内部を通過する冷却水の流量を調整することで制御されていた。しかし、エンジンの状態により目標温度を変化させる必要とか、制御精度、応答遅れ、信頼性などの面から、前述の燃費向上などの目的に沿うものとは言い難く、任意の温度に、より高精度で制御できるものが必要である。このような目的で特許文献１にはエンジン冷却系の水温制御装置として、サーモバルブを電動式とした上で、目標水温と実水温との偏差に応じて電動ウオータポンプの回転速度と電動サーモバルブ開度とを調整して水温の制御を行うものが開示されている。

そして、最近ではエンジン水温を検出する安価で信頼性の高い方法として、サーミスタを用いた水温センサが、マイコンなどのディジタル制御装置と組み合わせて用いられるようになった。サーミスタは水温の変化によって抵抗値が変化するがその特性は温度に対してリニアではない。サーミスタの特性は実施の形態１の説明で詳細に説明するが、測定温度が高くなるほど抵抗値が低くなり、かつ、単位温度変化に対する抵抗値の変化（Δｒ／Δｔ）は、車両の環境温度例えば−３０℃〜１２０℃程度の範囲では温度が低いほど大きく、高温になるほど小さくなり、しかもその差は数倍に達するのである。そのため、水温が高くなるほど温度変化に対する電圧変化が少なくなり、エンジン温度を特に高温で精度良く制御したいという観点からは、肝心の高温で温度に対する感度が低下してしまうという課題があった。
さらに、今ひとつの問題として、車両に搭載するディジタル制御装置は経済性の観点からビット数を極力少なくして使用したいという要求がある。１ビットに対応するセンサの出力電圧は一定なので、０℃以下で０．１℃以下の実用上適当な検出分解能を得られるように構成すると、９０℃では約０．５℃（約５分の一）、１２０℃では約１℃（約１０分の一）の検出分解能しか得られないという課題が生じる。

検出分解能が低下することによる弊害についての理解を助けるため、図１１に上記のような特性を有する水温センサを用いて、目標水温に対する水温フィードバック制御を行った場合の制御値変化のタイムチャートを示す。図１１の（１）図は、目標水温が９０℃の場合、（２）図は目標水温が１００℃の場合のものである。各図の横軸は時間、縦軸は水温を表している。制御に用いている水温センサ（サーミスタ）で検出した水温線２０に対し、観察のため別に用意した水温検出精度が十分細かい温度センサ（水温フィードバック制御には使用しない）によって検出した実水温線２１を示している。９０℃でのフィードバック制御では、目標水温に対して実水温で±０．５℃の制御精度で水温が制御されるが、１００℃では目標水温に対して±１℃の精度で水温制御が行われる。このように、目標水温への追従性はセンサとディジタル制御装置とを組み合わせた制御分解能（以下単に分解能とも言う）よりも小さくすることができず、常に分解能以上の定常偏差が発生することになる。

また、エンジン負荷が急変するような過渡時においては次のような問題がある。水温の変化は分解能の範囲でしか検出できないため、早い水温変化が生じた時は目標水温に対する制御応答遅れが発生し、目標水温と実水温との偏差が更に大きくなってしまう問題がある。また、エンジン発熱量とラジエータ放熱量が安定している定常運転では、実水温は目標水温に対して安定しやすいが、過渡状態ではエンジン発熱量やラジエータ放熱量が変化するため実水温は目標水温に対して安定しにくい。高温時の方が水温センサとディジタル制御装置とを組み合わせた分解能が粗くなるため、このような過渡状態においても高温となるほど制御水温が目標水温に追従するまでの時間が長くなり、水温の制御性が悪化してしまうという課題があった。
特開２００１−３２７１４号公報

従来の内燃機関の冷却系の制御装置は、以上のように構成されているため次のような課題があった。
水温センサとして用いるサーミスタはその信頼性の面から他のものに代え難いが、その特性はノンリニアで水温が低いほど温度変化に対する抵抗値の変化（出力電圧変化）が大きく、目標とする高温では抵抗値の変化（出力電圧変化）が少なくなる。また、車両制御に用いるディジタル制御装置は環境の全温度範囲に対応できるものとする関係から、１ビットに対応する電圧値をあまり小さくすることができず、０℃付近で所定の分解能を得られるように構成すると、９０℃では約５分の１、１２０℃では約１０分の１の検出分解能しか得られないという課題があった。
その結果、目標とする高温では常に大きい定常偏差が発生するので、安全性のためエンジンの限界水温に対してマージンをとって目標水温を低めに設定することになるが、水温の制御性が悪い場合はマージンを大きく取らざるを得ず、燃費向上度合をより高めるには制御水温を出来るだけ高くしたいという要求に反し、燃費向上度合が目減りしてしまう。また、水温制御精度に見合わないほどマージンを少なくしすぎた場合にはエンジンが限界水温に至りエンジンを破壊してしまう恐れがあるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消し、サーミスタ温度センサとビット数の少ないディジタル制御装置を組み合わせて用いながら、冷却水温が高温の範囲でも高精度で温度制御できる内燃機関の冷却系制御装置を得ることを目的とする。

本発明の内燃機関の冷却系の制御装置は、水冷式内燃機関の冷却水流量を制御する電動調整弁、
前記冷却水の水温を検出して電圧信号を出力する温度センサ、
前記水温が予め定めた所定温度以上か否かを判定して結果を出力する水温判定手段、
前記水温判定手段の出力が前記所定温度以上でないとき、前記温度センサの電圧信号に基づいて第１の分解能で前記冷却水温を演算する第１演算手段、
前記水温判定手段の出力が前記所定温度以上の時、前記温度センサの電圧信号に基づいて第２の分解能で前記冷却水温を演算する第２演算手段、
演算した前記水温と別途与えられた目標温度との偏差にもとづいて前記電動調整弁を制御して前記冷却水の温度を制御する電子制御装置を備えたものである。

また、前記目標温度は、該エンジンの少なくとも充填効率にもとづき演算され与えられるものである。

また、前記温度センサはサーミスタを温度検出素子として用いたものであり、
前記第１演算手段は、前記温度センサの電圧信号をとり込む第１Ａ／Ｄ端子を有し、前記第１Ａ／Ｄ端子の電圧信号から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含むものであり、
前記第２演算手段は、前記温度センサの電圧信号に予め定めた所定の倍率を掛けるアナログ増幅手段と、このアナログ増幅手段の出力を取り込む第２Ａ／Ｄ端子を有し、前記第２Ａ／Ｄ端子の電圧信号から予め記憶した第２のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含むものである。

この発明の内燃機関の冷却系の制御装置は、温度センサとして十分な直線性が得られないサーミスタを用い、かつ、ビット数の少ないディジタル制御装置を用いていながら、高温の範囲でもエンジンの温度を低温の範囲と同様な分解能で制御することができるという効果が得られる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明の内燃機関の冷却系の制御装置の構成を示したもので、エンジン（内燃機関）２０１にはその冷却水を循環させるためのウオータポンプ２０２と、冷却水の放熱を行うためのラジエータ２０３、車室内暖房用の熱を冷却水からとるための熱交換を行うヒータコア２０４が互いに配管１３（一部は図示せず）によって接続されている。配管１３の途中にはエンジン２０１からラジエータ２０３へ循環する水量を調整するための調整弁２０５（この発明に言う電動調整弁である）、エンジン２０１から排出された冷却水とラジエータ２０３で放熱されて温度が低くなった冷却水が混合して再びウオータポンプ２０２へ環流するバイパス通路２０６がある。ラジエータ２０３には送風を行うラジエータファン２０８、ラジエータファン２０８にはラジエータファンのモータを駆動するためのラジエータファンコントローラ２０９が設けられている。エンジン２０１の冷却水出口付近の図示しない冷却水循環経路にはエンジン冷却水の水温を検出するための水温センサ１０３が取り付けられている。
エンジン２０１に取り付けられた上記センサや、その他の図示しない各種センサの信号はエンジン入力情報の検出と制御演算およびこの車両の運転に関わる図示しないアクチュエータの制御を行う電子制御装置１０１（ＥＣＵとも言う）に入力されている。電子制御装置（ＥＣＵ）１０１はエンジン２０１の点火制御や燃料噴射制御等、内燃機関の制御を行うとともに本発明の冷却水温の制御を行う。
なお、エンジン２０１に対するウオータポンプ２０２や調整弁２０５その他の部分の接続順序は、自動車メーカによってさまざまに異なる場合があり、ここでは本願発明の説明の都合上、１つの形式を例として示したものであり、図１の形式に限るというものではない。

図２はＥＣＵ１０１に設けられた各種制御系の内、特に水温センサと温度検出部分を示したものである。ＥＣＵ１０１内にはマイコン１０２が搭載されている。水温センサ１０３の信号は入力回路１０４を経由してマイコン１０２の第１のＡ／Ｄ端子１０５に入力される。水温センサ１０３はサーミスタ式のものが使われ、電源１０から十分大きい抵抗器１１を介して電圧が印加される。あるいは図示しない定電流回路から一定の電流が供給されても良い。冷却水温の変化によって水温センサの抵抗値は変化する。
図３はサーミスタ式の水温センサ１０３の抵抗値変化特性を表したグラフ１３で、横軸は水温、縦軸は水温センサ１０３の抵抗値を示している。水温センサ１０３の水温検出範囲は冷却水温度が−３０℃程度から１２０℃程度の範囲となっており、水温が高くなるほど抵抗値が低くなる特性を持つ。単位温度変化に対する抵抗値の変化量は水温が低いほど大きく、高温では単位温度変化に対する抵抗値の変化が少なくなる。

図４は、図３の特性１３から水温に対するセンサの温度検出分解能１４を求めたものである。図において、横軸は水温、縦軸は温度検出分解能を表している。ＥＣＵ１０１に使用するマイコン１０２の第１Ａ／Ｄ端子１０５の検出分解能は１０ｂｉｔ程度である。そのため、この水温センサ１０３に対しては−３０℃から０℃付近では０．１℃以下の検出分解能となるが、９０℃では約０．５℃、１２０℃では約１℃の検出分解能となる。
電源１０から十分大きい抵抗器１１を介して所定の電流が水温センサ１０３に流されることにより、第１Ａ／Ｄ端子１０５の電圧を検出して予め記憶している図示しないテーブルと比較するか所定の演算を行うことで水温を求めることができる。入力回路１０４には増幅回路１０６が接続されている。増幅回路１０６（本発明に言うアナログ増幅手段）は水温センサ１０３の出力電圧を、例えば４倍に増幅するアナログ増幅器（デイジタルならばビット分解能が十分高いものが必要）構成となっている。増幅回路１０６の出力は第２のＡ／Ｄ端子１０７に入力される。４倍にした信号１３Ｂを比較説明のため図３に点線で示す。ただし図３の特性１３は抵抗値の特性であり、厳密には電圧とは異なっている。しかし、抵抗器１１の抵抗値がサーミスタの抵抗値に比して十分大きければ抵抗特性は電圧特性と同じであると見なすことができる。ここで増幅器の増幅率は４倍にかぎらず３〜６倍程度が好ましい。
これによって、第１Ａ／Ｄ端子１０５からは水温センサ１０３の１倍の信号（以下説明の都合上、信号Ａという）が、第２Ａ／Ｄ端子１０７からは水温センサ１０３の４倍の信号（以下、説明の都合上、信号Ｂという）がマイコン１０２に入力される。

続いて図２の水温センサ検出回路を用いた水温制御の動作について、図５のフローチャートにより説明する。
ＥＣＵ１０１はステップＳ３０１でエンジン２０１の運転状態を検出する。即ち、図示しないクランク信号センサなどからエンジン回転速度（ＮＥという）を演算するとともに、図示しない吸気量センサの信号と上記ＮＥより充填効率を演算する。
ステップＳ３０２で第１Ａ／Ｄ端子１０５に入力されている水温センサ１０３の信号Ａを検出し、ステップＳ３０３で水温センサ電圧値Ａより、図３の１３に示した特性線をテーブルに書き換えた第１のテーブル（予め記憶している）を参照して水温Ａを演算する。ステップＳ３０２は本発明に言う第１演算手段である。
ステップＳ３０４ではステップＳ３０１で演算したエンジン２０１の運転状態（少なくとも充填効率を含む）から目標水温（ＷＴという）を演算する。
ステップＳ３０５ではステップＳ３０３で演算した現在水温Ａが、あらかじめ設定したかあるいは、ステップＳ３０４で得た目標温度ＷＴから後述のように設定される所定の水温ＷＴ１以上であるか否かを判定する。水温ＷＴ１は例えば目標温度ＷＴより１０℃程度低い温度に設定されているのが好ましいが、目標温度は運転条件により変化するので、例えば０℃以上で、目標温度以下である特定の水温に設定してもよい。ステップＳ３０５の判定は本発明に言う水温判定手段により行う。

ステップＳ３０５で否定（Ｎ）の場合にはステップＳ３０６に移項する。ここでは現在水温Ａが目標水温ＷＴより低い状態であり、目標水温との偏差（ΔWT）を演算する。ここで信号Ｂを用いない理由は、温度が低いため４倍増幅していない水温センサ電圧値Ａでも水温検出分解能を得られるということと、水温センサ出力電圧が高いため増幅した水温センサ電圧値Ｂを用いると、第２Ａ／Ｄ端子１０７の検出電圧範囲を越えてしまう可能性があるからである。
ステップＳ３０７ではステップＳ３０６で演算した偏差ΔWTを用いて、水温フィードバック制御を行うために調整弁２０５の開度を演算する。
目標開度の演算方法を下記に示す。
θ = Kp ・ ΔWT + Ki ・ΣΔWT + Kd ・ dΔWT + θi ・・・・（１）
ここで、
θ；調整弁目標開度
ΔWT；水温偏差（目標水温と現在水温の偏差）
ΣΔWT；水温偏差積分値
dΔWT；水温偏差微分値
Kp；比例ゲイン
Ki；積分ゲイン
Kd；微分ゲイン
θi；調整弁初期開度
このように水温が所定水温ＷＴ１以下の場合には、増幅していない水温センサ出力信号Ａを用いて水温のフィードバック制御を行う。図５のフローは繰り返し実行される。

ステップＳ３０５で肯定（Ｙ）の場合は、水温が高いため水温センサ電圧値Aでは水温センサの検出分解能が不足しているため、ステップＳ３０８に進んで水温の検出処理を行う。
ステップＳ３０８では図２の増幅回路１０６で増幅した水温センサ電圧値Ｂの読込を行い、ステップＳ３０９ではステップＳ３０８で検出した電圧値Ｂによって、予め図３の１３Ｂに示した特性線をテーブルに書き換え記憶している第２のテーブルを参照して水温を演算する。増幅回路１０６は電圧値を４倍に増幅しているため、マイコン１０２の第２Ａ／Ｄ端子１０７の分解能が１０ｂｉｔであれば、実質的に１２ｂｉｔに相当する検出分解能を得ることができる。
ステップＳ３１０ではステップＳ３０９で演算した水温Ｂをもとに、目標水温ＷＴとの偏差（ΔWT）を演算する。その後ステップＳ３０７に進み、調整弁２０５の目標開度を演算する。演算の仕方は式（１）に示したとおりである。
ステップＳ３０８〜ステップＳ３１０による温度の演算は本発明に言う第２演算手段である。

このように実施の形態１によれば、水温センサ１０３の検出分解能が悪くなる水温高温範囲において、水温センサ１０３の出力電圧を増幅した増幅電圧によって水温の検出を行うため、高水温時においても水温センサの検出分解能を良好に維持できる。そのため、目標水温ＷＴに対する水温制御を行う場合に、温度制御が定常状態となった時の目標水温と現在水温との偏差を小さくすることができる。また、水温検出分解能が向上するため水温の変動を素早く察知でき、目標水温に対する過渡時の制御偏差を少なくすることができる。また、目標水温との偏差を少なくできるため、エンジン温度を設定するに際し、エンジン限界水温とのマージンを少なく設定することができ、より高い目標水温を設定できるものである。そのため、燃費特性をより向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では高温時の水温検出分解能を向上させるため、水温センサ１０３の出力電圧を増幅させた信号によって水温検出を行ったが、他の方法について以下に説明する。
実施の形態２のエンジン冷却システムの構成は実施の形態１の図１と同一なので説明を省略する。ＥＣＵ１０１内の水温センサ１０３の検出部分の構成を図６に示す。図６の構成は実施の形態１の図２の構成よりも簡素な（増幅器１０６と第２Ａ／Ｄ端子１０７がない）構成なので説明を省略する。本実施の形態は通常の水温センサ１０３の検出回路だけを用いて水温検出分解能を向上するもので、図７のフローチャートとともにその方法を説明する。図７は水温演算を行うため、定期的に実行されるルーチンであり、例えば６．２５ｍｓ毎に処理を行っている。

ステップＳ４０１では、前回の水温演算タイミングにおいて、検出した水温が予め定めた所定値以上であるかの判定を行う。ステップＳ４０１で否定の場合には、水温が低く水温検出分解能が確保できており、通常の水温検出処理を行うためにステップＳ４１０に進む。
ステップＳ４１０では水温センサ電圧値Ｖｗｔの読込を行う。
ステップＳ４１１ではステップＳ４１０で検出した水温センサ電圧値Ｖｗｔを用いて水温の演算を行う。

ステップＳ４０１で肯定であればステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２ではルーチン実行回数をカウントするため、カウンタ値をＮ＋１にインクリメントする。
ステップＳ４０３では水温センサ電圧値Ｖｗｔの読み取りを行う。
ステップＳ４０４ではステップＳ４０３で読みとった水温センサ電圧値Ｖｗｔを水温センサ電圧値の総和ΣＶｗｔに加える。
ステップＳ４０５ではステップＳ４０２でカウントしたルーチン実行回数が１６となったか否かの確認を行う。本ルーチンは６．２５ｍｓ毎に処理を行うため、１６回のルーチン実行で１００ｍｓとなる。肯定であればステップＳ４０６に進む。
ステップＳ４０６ではこれまでの１００ｍｓ間に１６回検出した水温センサ電圧値Ｖｗｔの平均値Ｖｗｔ＿ａｖｅを演算する。
ステップＳ４０７ではステップＳ４０６で演算した水温センサ電圧値の平均値Ｖｗｔ＿ａｖｅから、あらかじめ記憶している電圧／水温読替テーブル（第２のテーブル）などにより水温を演算する。
ここで演算した水温はセンサ電圧検出１６回の平均値であるため、水温検出分解能は１回の演算で得られる水温の分解能の１６倍となる。第１のＡ／Ｄ端子１０５の分解能が１０ｂｉｔであるため、見かけ上１４ｂｉｔの分解能で水温を検出することができる。
ステップＳ４０８では水温センサ電圧値の総和ΣＶｗｔをクリアする。
ステップＳ４０９ではカウンタ値Ｎをクリアする。
ステップＳ４０５で否定の場合は平均値演算を行うタイミングではないため、そのまま処理を終了し次のサイクルへ移る。
ステップＳ４０１〜ステップＳ４０７を繰り返す工程は本発明に言う第２演算手段の一つである。

このように本実施例においては、水温センサ１０３の検出分解能が低下する高水温時には水温センサ１０３の電圧値を複数回検出してその平均値を用いることで、ＥＣＵ１０１内での水温検出分解能を向上させることができる。水温の検出分解能の向上によって、実施の形態１と同様に燃費向上に対して効果を得ることができるものである。
実施の形態１においては、水温センサ１０３の出力電圧を増幅することで水温検出分解能を向上させるようにしたが、この方法の場合には水温の検出範囲が狭くなってしまう。本実施の形態２では水温センサ１０３の出力電圧を複数回測定してその平均値によって水温を検出するようにしているため、水温センサの水温検出範囲全域において水温検出分解能を向上させることができる。そのため、広い領域に渡って水温検出分解能を向上させることができるものである。
以上の説明に於いて、平均化回数は１６としたが、適宜変更して良いことは言うまでもない。

実施の形態３．
図７では水温センサの電圧値を平均化して、電圧値平均値によって水温を検出したが、図８に示すフローを採ることもできる。
図８において、ステップＳ４０１、４０２、４０３及びステップＳ４１０、４１１は図７のフローの同符号のステップＳと同じなので説明を省略する。
ステップＳ５０４ではステップＳ５０３で検出した水温センサ電圧値Ｖｗｔにより、第１のテーブルを参照して水温（WT）を求める。
ステップＳ５０５ではステップＳ５０４で演算した水温ＷＴを水温の総和ΣＷＴに加える。
ステップＳ５０６ではルーチン実行回数が１６となったかの確認を行う。本ルーチンは６．２５ｍｓ毎に処理を行うため、１６回のルーチン実行で１００ｍｓとなる。
肯定であればステップＳ５０７に進む。
ステップＳ５０７では１００ｍｓ間に１６回演算した水温（WT）の平均値（WT＃ave）を演算する。
ここで演算した水温は水温演算１６回の平均値としているため、水温検出分解能は１６倍となる。Ａ／Ｄ端子１０５の分解能が１０ｂｉｔであるため、見かけ上１４ｂｉｔの分解能で水温を検出することができる。
ステップＳ５０８では水温の総和（ΣWT）をクリアする。
ステップＳ５０９ではカウンタ値をクリアする。
以上に説明した工程も本願発明に言う第２演算手段の一つである。
ステップＳ５０６で否定の場合は水温演算を行うタイミングではないため、そのまま処

実施の形態３では、演算してまず水温を求めた後に、水温を平均化処理して水温検出分解能を向上するようにしているが、実施の形態２で説明した水温センサ出力電圧を平均化処理する方法と同様に、水温検出分解能向上によって燃費向上効果を得ることができる。

実施の形態４．
水温検出分解能を向上させる別の実施形態について説明を行う。図９は実施の形態４のＥＣＵ１０１の水温センサ１０３の検出部分を示した構成図である。実施の形態１の図２の符号と同符号のものは同じものなので詳細な説明を省略する。
図において、入力回路１０４の信号電圧は直列接続した抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４によって分割される。この分割回路は本発明に言う複数の減衰手段である。分割された信号電圧は第３Ａ／Ｄ端子６０２、第４Ａ／Ｄ端子６０３、第５Ａ／Ｄ端子６０４には、これらの抵抗器によって分割された各点の電圧が入力されることになる。これらの各端子は同一のビット数を持つものとする。
図９の水温センサ検出回路による水温検出の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ４０１は実施の形態２の図７のステップＳ４０１と同じであるので説明を省略するが、水温が所定値以上であるか否かの判定を行っている。肯定であればステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２では水温センサ電圧値の読込を行う。第１Ａ／Ｄ端子１０５での検出電圧をＶｗｔとし、
K1 = （R2+R3+R4）/ (R1+R2+R3+R4)
K2 = （R3+R4）/ (R1+R2+R3+R4)
K3 = （R4）/ (R1+R2+R3+R4) とおくと、
第３Ａ／Ｄ端子６０２での検出電圧は K1・Vwt
第４Ａ／Ｄ端子６０３での検出電圧は K2・Vwt
第５Ａ／Ｄ端子６０４での検出電圧は K3・Vwt となる。
ステップＳ７０３ではＡ／Ｄ端子での読み取り電圧の総和を演算する。
ΣVwt = Vwt + K1・Vwt + K2・Vwt + K3・Vwt
= ( 1+K1+K2+K3)・Vwt
上式より、本方法を用いれば水温センサの出力分解能が( 1+K1+K2+K3)倍となる。
ステップＳ７０４ではステップＳ７０３で演算した読み取り電圧の総和を用いて水温の演算を行う。
この演算はもちろん、Ｖｗｔ＝ΣＶｗｔ／（１＋Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３）としてＶｗｔを求め、予め記憶している電圧と水温との関係を示すテーブルから水温を読みとる。
水温センサの出力分解能が( 1+K1+K2+K3)倍となっているため、水温の検出分解能も( 1+K1+K2+K3)倍とすることができ、高温時の水温検出分解能を確保することができる。

S701で否定の場合には、水温が低く水温検出分解能が確保できており、通常の水温検出処理を行うためにS705に進む。
S705では水温センサ電圧値(Vwt)の読込を行う。
S706ではS705で検出した水温センサ電圧値（Vwt）を用いて水温の演算を行う。

このように本実施例においても高水温時の水温検出分解能を向上できるため、前記した実施例と同様に燃費向上に効果を得ることができる。

この発明の内燃機関の冷却系制御装置は、車両に搭載されるエンジンとして説明したが、これに限らず、船舶、航空機の各種エンジンに適用することができる。

本発明の実施の形態１の内燃機関の冷却系制御装置のシステム構成図である。 図１の電子制御装置（ＥＣＵ）の水温検出部分の構成図である。 図２の水温センサの温度／抵抗特性説明図である。 図２の水温センサの温度／検出分解能特性説明図である。 図２の水温検出動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２の内燃機関の冷却系制御装置に使用する電子制御装置（ＥＣＵ）の水温検出部分の構成図である。 図６のＥＣＵによる水温検出動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３による電子制御装置の水温検出動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態４による内燃機関の冷却系制御装置に使用する電子制御装置（ＥＣＵ）の水温検出部分の構成図である。 図９のＥＣＵによる水温検出動作を説明するフローチャートである。 サーミスタ水温センサを用いて水温フィードバック制御を行う際の挙動を示したチャートである。

符号の説明

１０１ 電子制御装置（ＥＣＵ）、 １０２ マイコン、 １０３ 水温センサ、
１０４ 入力回路、 １０５ 第１Ａ／Ｄ端子、 １０６ 増幅回路、
１０７ 第２Ａ／Ｄ端子、
２０１ エンジン、 ２０２ ウオータポンプ、 ２０３ ラジエータ、
２０４ 調整弁、 ２０６ バイパス水路、
６０２ 第３Ａ／Ｄ端子、 ６０３ 第４Ａ／Ｄ端子、 ６０４ 第５Ａ／Ｄ端子。

Claims (8)

1. 水冷式内燃機関の冷却水流量を制御する電動調整弁、
   前記冷却水の水温を検出して電圧信号を出力する温度センサ、
   前記水温が予め定めた所定温度以上か否かを判定して結果を出力する水温判定手段、
   前記水温判定手段の出力が前記所定温度以上でないとき、前記温度センサの電圧信号に基づいて第１の分解能で前記冷却水温を演算する第１演算手段、
   前記水温判定手段の出力が前記所定温度以上の時、前記温度センサの電圧信号に基づいて第２の分解能で前記冷却水温を演算する第２演算手段、
   演算した前記水温と別途与えられた目標温度との偏差にもとづいて前記電動調整弁を制御して前記冷却水流量を制御し、もって前記水温を制御する電子制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関の冷却系制御装置。
2. 前記目標温度は、該エンジンの少なくとも充填効率を含む運転状態にもとづき演算され与えられることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
3. 前記温度センサはサーミスタを温度検出素子として用いたものであり、
   前記第１演算手段は、前記温度センサの電圧信号をとり込む第１Ａ／Ｄ端子を有し、前記第１Ａ／Ｄ端子の電圧信号から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含むものであり、
   前記第２演算手段は、前記温度センサの電圧信号に予め定めた所定の倍率を掛けるアナログ増幅手段と、このアナログ増幅手段の出力を取り込む第２Ａ／Ｄ端子を有し、前記第２Ａ／Ｄ端子の電圧信号から予め記憶した第２のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
4. 前記アナログ増幅手段の所定の倍率は３〜６であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
5. 前記温度センサはサーミスタを温度検出素子として用いたものであり、
   前記第１演算手段は、前記温度センサの電圧信号から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を演算するものであり、
   前記第２演算手段は、前記温度センサの出力電圧を複数回サンプリングして電圧平均値を求め、求めた電圧平均値から前記第１のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
6. 前記温度センサはサーミスタを温度検出素子として用いたものであり、
   前記第１演算手段は、前記温度センサの出力電圧から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を演算するものであり、
   前記第２演算手段は、前記温度センサの出力電圧から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を求める演算を複数回繰り返して前記水温の平均値を求めるディジタル演算装置を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
7. 前記温度センサはサーミスタを温度検出素子として用いたものであり、
   前記第１演算手段は、前記温度センサの出力電圧から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を演算するディジタル演算装置を含み、
   前記第２の演算手段は、前記温度センサの出力電圧から複数の減衰電圧信号を生成する減衰率が予めわかっている複数の減衰手段と、
   複数の同一ビット数のＡ／Ｄ端子を有し、各Ａ／Ｄ端子から前記減衰電圧信号を取り込み、各減衰手段の減衰率からもとの出力電圧を求め、求めた前記出力電圧から予め記憶した第１のテーブルを参照して前記水温を求めるディジタル制御装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却系制御装置。
8. 前記水温判定手段が判定する前記所定温度は０℃以上で前記目標温度以下であることを特徴とする請求項１、３，５，６、７のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却系制御装置。

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