JP2007040161A

JP2007040161A - オーバーヒート防止装置及びオーバーヒート防止方法

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Publication number: JP2007040161A
Application number: JP2005224354A
Authority: JP
Inventors: Ken Teranishi; 憲寺西
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】車両の走行風導入口が凍結して閉塞状態にある場合であっても、内燃機関のオーバーヒートを有効に防止することができるようにする。
【解決手段】車両のフロントグリル等の走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として、例えばＰＴＣヒータ２等を走行風導入口１に設置する。そして、制御部３が、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定したときには、走行風導入口１に設けられたＰＴＣヒータ２に通電して、その発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関のオーバーヒートを防止するオーバーヒート防止装置及びオーバーヒート防止方法に関する。

エンジン等の内燃機関を搭載した車両においては、内燃機関の発熱が非常に大きい場合や、内燃機関の冷却を十分に行うことができない場合に、当該内燃機関を冷却する冷却水の温度が過度に上昇して、オーバーヒートに至ることがある。このようなオーバーヒートを防止する技術としては、例えば特許文献１や特許文献２等に記載されたものがある。

具体的には、特許文献１には、車両停車時のレーシング状態に、内燃機関の回転数が所定の閾値を超えた場合に燃料供給を停止することにより、当該内燃機関の過回転を防止する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両走行時に得られる走行風による内燃機関の冷却効果を考慮して、車速が高くなるほど内燃機関の冷却効果も高くなるとの観点から、車速に応じて燃料供給を停止する内燃機関の回転数の閾値を変更する技術が開示されている。
特開昭６１−６６８３９号公報実用新案登録第２５４４０６２号公報

ところで、上述した特許文献１や特許文献２に記載された従来の技術においては、内燃機関を冷却するために、車両前方のフロントグリルなどの走行風導入口から外気が車両内に流入することを前提としている。しかしながら、寒冷地等で用いられる車両においては、車両の走行風導入口が雪や氷による凍結によって閉塞してしまうことがあり、このような状態の場合には、外部から走行風を流入させることができず、走行風による内燃機関の冷却効果が得られないことになる。したがって、従来の技術においては、車両の走行風導入口が凍結して閉塞状態にある場合には、内燃機関が燃料供給を停止する回転数に到達する前にオーバーヒートしてしまうという問題があった。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、寒冷地などにおいて車両の走行風導入口が凍結して閉塞状態にある場合であっても、内燃機関のオーバーヒートを有効に防止することができるオーバーヒート防止装置及びオーバーヒート防止方法を提供することを目的としている。

本発明は、前記目的を達成するために、車両の走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定し、走行風導入口が凍結による閉塞状態であると判定された場合に、当該走行風導入口の凍結による閉塞状態を解除する。これにより、走行風の流入が促進されて、走行風による内燃機関の冷却効果が得られることになる。

本発明によれば、寒冷地などにおいて車両の走行風導入口が凍結して閉塞状態にある場合であっても、その状態を迅速に解除して走行風の流入を促進させることができるので、内燃機関のオーバーヒートを有効に防止することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明のオーバーヒート防止装置は、車両に搭載される内燃機関であるエンジンのオーバーヒートを防止するものである。特に、このオーバーヒート防止装置は、車両の走行風導入口の凍結による閉塞状態を解除するための機構を設け、走行風の流入を促進させることによって、エンジンのオーバーヒートを有効に防止できるようにしたものである。

（第１の実施形態）
まず、本発明を適用した第１の実施形態のオーバーヒート防止装置について説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置は、図１に示すように、車両のフロントグリル等の走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient；正温度係数）ヒータ２を用いるものである。このＰＴＣヒータ２は、ある温度を超えた場合に抵抗体の電気抵抗値が増加し、これにともない通電電流を低下させる特性を有するものである。本実施形態のオーバーヒート防止装置では、このようなＰＴＣヒータ２を車両の走行風導入口１に設置し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定されるときに、このＰＴＣヒータ２に通電し、その発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。

図２は、本実施形態のオーバーヒート防止装置の制御系の構成を示す図である。この図２に示すように、本実施形態のオーバーヒート防止装置は、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定して、その判定結果に応じてＰＴＣヒータ２への通電を制御する制御部３を備えている。この制御部３は、エンジン４を冷却するためのエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ５の検出値をモニタリングして、水温センサ５の検出値（エンジン冷却水温度）が所定の閾値を超えたときに、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定してＰＣＴヒータ２に対する通電を行い、走行風導入口１の閉塞状態を解除させる。なお、制御部３は、ＰＣＴヒータ２に対する通電を行ってもなおエンジン冷却水温度が所定の閾値以下とならない場合には、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の要因によってエンジン冷却水温度が上昇していると判断し、エンジン４の制御を行うエンジンコントロールユニット６に対して指令を出して、エンジン４への燃料供給を停止させる、いわゆる燃料カット制御等を行わせる。

なお、走行風導入口１が凍結するのは、外気温度が氷点下に近い低温環境となっている場合である。したがって、外気温度が高温であるにもかかわらずエンジン冷却水温度が上昇している場合には、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の原因により、エンジン冷却水温度が上昇しているものと考えられる。そこで、本実施形態のオーバーヒート防止装置において、制御部３は、エンジン冷却水温度だけでなく外気温度も用いて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにしている。

具体的には、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、エンジン４の吸気温度を検出する吸気温センサ７の検出値を制御部３に入力し、制御部３が、この吸気温センサ７の検出値も判定材料に加えて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにしている。これにより、制御部３は、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かの判定をより精度良く行うことが可能となる。なお、外気温度を検出する手法としては、吸気温センサ７の検出値を取り込む以外にも、外気温度を直接検出する外気温センサを設けてその検出値を制御部３が読み込むといった手法を採用してもよい。

また、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合には、走行風の流入量低下によりエンジン４に向かって流れる空気の流量が低下することになる。したがって、エンジン４に向かって流れる空気の流量が低下していないにもかかわらずエンジン冷却水温度が上昇している場合には、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の原因により、エンジン冷却水温度が上昇しているものと考えられる。そこで、本実施形態のオーバーヒート防止装置において、制御部３は、エンジン冷却水温度や外気温度だけでなくエンジン４に向かう空気流量も用いて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにしている。

具体的には、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、エンジン４の前方にエアフローメータ８を設置し、制御部３が、このエアフローメータ８の検出値を読み込んでエンジン４に向かう空気流量を求めるようにしている。また、制御部３は、エンジンコントロールユニット６によって作動制御されるモータファン９の作動状況と、車輪速センサ１０の検出値から求まる車速とから、現在の車速およびモータファン９の作動状況に応じた予想空気流量を求め、エアフローメータ８の検出値から求まる実際の空気流量が予想空気流量を下回っているか否かも判断材料に加えて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにしている。これにより、制御部３は、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かの判定をより精度良く行うことが可能となる。

以上のような本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３の制御のもとで、例えば図３に示すような一連の手順に従って、エンジン４のオーバーヒートを防止する。なお、この図３に示す制御フローは、制御部３が水温センサ５の検出値をモニタリングしている中で、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値を超えたと判定したときに開始されるものである。

エンジン冷却水温度が所定の閾値を超えて図３に示す制御フローが開始されると、制御部３は、まず、ステップＳ１０１において、吸気温センサ７の検出値を読み込んで外気温度Ｔｏを求め、ステップＳ１０２において、外気温度Ｔｏが所定の閾値Ｔ１以下となっているか否かを判定する。なお、ここでの閾値Ｔ１は、走行風導入口１が凍結する可能性のある外気温上限値（例えば５℃）に設定される。そして、このステップＳ１０２での判定の結果、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１以下であると判定されると次のステップＳ１０３に進み、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１を超えていると判定された場合にはステップＳ１１３へと処理を移行する。

外気温Ｔｏが閾値Ｔ１以下であると判定した場合、制御部３は、次のステップＳ１０３において、エアフローメータ８の検出値を読み込んで、エンジン４に向かって流れている実際の空気流量Ａｆを求める。また、制御部３は、ステップＳ１０４において、モータファン９の作動状況を示す情報をエンジンコントロールユニット６から取得するとともに、車輪速センサ１０の検出値を読み込んで、現在の車速およびモータファン９の作動状況に応じた予想空気流量Ａ１を求める。そして、制御部３は、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０３で求めた実際の空気流量Ａｆが、ステップＳ１０４で求めた予想空気流量Ａ１を下回っているか否かを判定する。このステップＳ１０５での判定の結果、実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１を下回っていると判定されると次のステップＳ１０６に進み、実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１以上となっていると判定された場合にはステップＳ１１３へと処理を移行する。

実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１を下回っていると判定した場合、制御部３は、車両の走行風導入口１が凍結して閉塞状態にあると判定し、次のステップＳ１０６において、ＰＴＣヒータ２に通電し、当該ＰＣＴヒータ２の発熱によって走行風導入口１の凍結を解除させる。そして、制御部３は、ＰＴＣヒータ２に対する通電を行っている間も、ある一定間隔で、エアフローメータ８の検出値を読み込んで実際の空気流量Ａｆを求めるとともに（ステップＳ１０７）、モータファン９の作動状況および車輪速センサ１０の検出値から現在の車速およびモータファン９の作動状況に応じた予想空気流量Ａ１を求め（ステップＳ１０８）、実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１を下回った状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。そして、実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１以上となればステップＳ１１１へと処理を移行し、実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１を下回った状態が継続していれば、予め設定した通電時間ｔ１が経過するまでＰＴＣヒータ２に対する通電を継続しながら、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返す。そして、通電時間ｔ１が経過した段階（ステップＳ１１０で肯定判定）で、ステップＳ１１１へと移行する。なお、ここでの通電時間ｔ１は、ＰＴＣヒータ２の発熱により車両の走行風導入口１の凍結が解除されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求めたＰＴＣヒータ２の設定温度に応じた最適な値に設定される。

実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１以上となった場合、或いはＰＴＣヒータ２に対する通電時間ｔ１が経過した場合、制御部３は、ステップＳ１１１において、ＰＴＣヒータ２に対する通電を停止させる。そして、制御部３は、次のステップＳ１１２において、モニタリングしている水温センサ５の検出値に基づいて、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値以下にまで低下したか否かを確認し、エンジン冷却水温度が閾値以下となっていれば一連の処理を終了する。

また、制御部３は、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１を超えていた場合（ステップＳ１０２で否定判定）、或いはＰＴＣヒータ２への通電前に実際の空気流量Ａｆが予想空気流量Ａ１以上となっていた場合（ステップＳ１０５で否定判定）、或いはＰＴＣヒータ２への通電後もエンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値を超えている場合（ステップＳ１１２で否定判定）には、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の要因によってエンジン冷却水温度が上昇していると判断し、ステップＳ１１３において、エンジンコントロールユニット６に対して制御指令を出力して燃料カット制御等を行わせた上で、一連の処理を終了する。なお、このとき制御部３は、エンジン冷却水温度が上昇している旨を示す情報を図示しないディスプレイ等に表示したり、音声メッセージを出力したりすることによって運転者に警告し、エンジン４の停止を促すようにしてもよい。

以上詳細に説明したように、本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、車両のフロントグリルなどの走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定したときには、走行風導入口１に設けられたＰＴＣヒータ２に通電して、その発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。したがって、このオーバーヒート防止装置によれば、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合に、その状態を迅速に解除して必要な流量の走行風を車両内部に流入させることができ、エンジン４のオーバーヒートを有効に防止することができる。

また、このオーバーヒート防止装置によれば、エンジン冷却水温度が閾値を超えたときには、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除する操作を行った後に、なおエンジン冷却水温度が閾値以下とならない場合にのみ燃料カット制御等を行うようにしているので、不用意に燃料カット制御を行うことで所望のエンジン出力が得られなくなる不都合を有効に防止できる。

また、このオーバーヒート防止装置においては、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として、ある温度を超えた場合に抵抗体の電気抵抗値が増加し、これにともない通電電流を低下させる特性を有するＰＴＣヒータ２を用い、このＰＴＣヒータ２の発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしているので、例えばＰＴＣヒータ２が３０℃以上にまで上昇しないように設定しておくことにより、当該ＰＴＣヒータ２の発熱によって、フロントグリルなどの走行風導入口１となる樹脂成型品が熱劣化や変形したりするのを防止することができる。

なお、以上説明した本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、エンジン冷却水温度だけでなく、外気温度や、エンジン４に向かう空気の流量も判断材料に加えて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにしているが、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かの判定は、これらのうちのいずれか１つ、或いはこれらの任意の組み合わせを判断材料として行うことも可能である。ただし、本実施形態のように、エンジン冷却水温度と、外気温度と、エンジン４に向かう空気の流量との全てを判断材料として走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定するようにすれば、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かの判定を精度良く行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を適用した第２の実施形態のオーバーヒート防止装置について説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置は、図４に示すように、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として、ＰＴＣヒータ２の代わりに電熱線１１を用いたものである。すなわち、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、ＰＴＣヒータ２の代わりに電熱線１１を車両の走行風導入口１に設置し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると制御部３が判定したときに、この電熱線１１に通電して、その発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。

また、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３が、エンジン冷却水温度と外気温度とに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしており、判定ロジックの簡素化が図られている。したがって、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、第１の実施形態で説明したエアフローメータ８や車輪速センサ１０は不要とされている。なお、本実施形態のオーバーヒート防止装置におけるその他の構成は上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３の制御のもとで、例えば図５に示すような一連の手順に従って、エンジン４のオーバーヒートを防止する。なお、この図５に示す制御フローは、制御部３が水温センサ５の検出値をモニタリングしている中で、エンジン冷却水温度が予め定められた第１の閾値Ｔｗ１を超えたと判定したときに開始されるものである。ここで、第１の閾値Ｔｗ１は、エンジン４がオーバーヒートする可能性のある第２の閾値Ｔｗ２より若干低い値に設定され、例えば第１の閾値Ｔｗ１が１１０℃、第２の閾値Ｔｗ２が１２０℃に設定される。これらの閾値Ｔｗ１，Ｔｗ２は、予め実験等によって求めた値である。

エンジン冷却水温度が第１の閾値Ｔｗ１を超えて図５に示す制御フローが開始されると、制御部３は、まず、ステップＳ２０１において、吸気温センサ７の検出値を読み込んで外気温度Ｔｏを求め、ステップＳ２０２において、外気温度Ｔｏが所定の閾値Ｔ１以下となっているか否かを判定する。なお、ここでの閾値Ｔ１は、走行風導入口１が凍結する可能性のある外気温上限値（例えば５℃）に設定される。そして、このステップＳ２０２での判定の結果、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１以下であると判定されると次のステップＳ２０３に進み、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１を超えていると判定された場合にはステップＳ２０８へと処理を移行する。

外気温Ｔｏが閾値Ｔ１以下であると判定した場合、制御部３は、車両の走行風導入口１が凍結して閉塞状態にあると判定し、次のステップＳ２０３において、電熱線１１に通電し、当該電熱線１１の発熱によって走行風導入口１の凍結を解除させる。そして、制御部３は、電熱線１１に対する通電を行っている間、モニタリングしている水温センサ５の検出値に基づいて、エンジン冷却水温度が第１の閾値Ｔｗ１以下にまで低下したか否かを確認し（ステップＳ２０４）、エンジン冷却水温度が第１の閾値Ｔｗ１以下にまで低下していればステップＳ２０６へと処理を移行し、エンジン冷却水温度が第１の閾値Ｔｗ１以下にまで低下していなければ、予め設定した通電時間ｔ２が経過するまで電熱線１１に対する通電を継続しながら、ステップＳ２０４での判定を繰り返す。そして、通電時間ｔ２が経過した段階（ステップＳ２０５で肯定判定）で、ステップＳ２０６へと移行する。なお、ここでの通電時間ｔ２は、電熱線１１の発熱により車両の走行風導入口１の凍結が解除されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求めた電熱線１１の発熱量に応じた最適な値（例えば５分）に設定される。

エンジン冷却水温度が第１の閾値Ｔｗ１以下にまで低下した場合、或いは電熱線１１に対する通電時間ｔ２が経過した場合、制御部３は、ステップＳ２０６において、電熱線１１に対する通電を停止させる。そして、制御部３は、次のステップＳ２０７において、モニタリングしている水温センサ５の検出値に基づいて、エンジン冷却水温度が第２の閾値Ｔｗ２以下となっているか否かを確認し、エンジン冷却水温度が第２の閾値Ｔｗ２以下となっていれば一連の処理を終了する。

また、制御部３は、外気温度Ｔｏが閾値Ｔ１を超えていた場合（ステップＳ２０２で否定判定）、或いは電熱線１１への通電後にエンジン冷却水温度が第２の閾値Ｔｗ２を超えていると判定された場合（ステップＳ２０７で否定判定）には、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の要因によってエンジン冷却水温度が上昇していると判断し、ステップＳ２０８において、エンジンコントロールユニット６に対して制御指令を出力して燃料カット制御等を行わせた上で、一連の処理を終了する。なお、このとき制御部３は、エンジン冷却水温度が上昇している旨を示す情報を図示しないディスプレイ等に表示したり、音声メッセージを出力したりすることによって運転者に警告し、エンジン４の停止を促すようにしてもよい。

以上詳細に説明したように、本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、車両のフロントグリルなどの走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定したときには、走行風導入口１に設けられた電熱線１１に通電して、その発熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。したがって、このオーバーヒート防止装置によれば、第１の実施形態のオーバーヒート防止装置と同様に、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合に、その状態を迅速に解除して必要な流量の走行風を車両内部に流入させることができ、エンジン４のオーバーヒートを有効に防止することができる。

また、このオーバーヒート防止装置においては、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として電熱線１１を用いるようにしているので、ＰＴＣヒータ２を用いる場合に比べて、装置コストを低減させることができる。

なお、以上説明した本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、エンジン冷却水温度と外気温度とに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしているが、第１の実施形態と同様に、エンジン４に向かう空気流量を判断材料に加えるようにしてもよいし、これらのうちのいずれか１つ、或いはこれらの任意の組み合わせを判断材料として、走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明を適用した第３の実施形態のオーバーヒート防止装置について説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置は、図６に示すように、エンジン冷却水が流れる冷却水配管１２を走行風導入口１の近傍に延在させて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると制御部３が判定したときに、この冷却水配管１２にエンジン冷却水を流すことによって、走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。すなわち、エンジン冷却水は、エンジン４内部での熱交換によってその温度が上昇した状態となっているので、このエンジン冷却水の熱を利用して走行風導入口１の解凍を促進することが可能である。また、エンジン冷却水の熱で走行風導入口１の解凍を促進するようにすれば、そのときの熱交換によりエンジン冷却水温度自体を低下させることもでき、エンジン４のオーバーヒートを防止する上で非常に有利である。このような観点から、本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、走行風導入口１の近傍に冷却水配管１２を延在させて、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合にこの冷却水配管１２にエンジン冷却水を流すようにしている。

また、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３が、エンジン冷却水温度のみに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしており、判定ロジックの更なる簡素化が図られている。したがって、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、第１の実施形態で説明したエアフローメータ８や車輪速センサ１０、吸気温センサ７は不要とされている。なお、本実施形態のオーバーヒート防止装置におけるその他の構成は上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３の制御のもとで、例えば図７に示すような一連の手順に従って、エンジン４のオーバーヒートを防止する。なお、この図７に示す制御フローは、制御部３が水温センサ５の検出値をモニタリングしている中で、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値を超えたと判定したときに開始されるものである。

エンジン冷却水温度が所定の閾値を超えて図７に示す制御フローが開始されると、制御部３は、まず、ステップＳ３０１において、冷却水配管１２への通水を行うバルブ１３を開放し、走行風導入口１の近傍に延在させた冷却水配管１２内にエンジン冷却水を循環させて、このエンジン冷却水の熱によって走行風導入口１の凍結を解除させる。そして、制御部３は、予め設定した所定時間ｔ３が経過するまでバルブ１３を開放させたままにして、冷却水配管１２内でのエンジン冷却水の循環を継続させ、所定時間ｔ３が経過した段階で（ステップＳ３０２で肯定判定）、バルブ１３を閉じて冷却水配管１２内におけるエンジン冷却水の循環を停止させる（ステップＳ３０３）。なお、ここでの所定時間ｔ３は、エンジン冷却水の熱により車両の走行風導入口１の凍結が解除されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求めた最適な値に設定される。

その後、制御部３は、次のステップＳ３０４において、モニタリングしている水温センサ５の検出値に基づいて、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値以下にまで低下したか否かを確認し、エンジン冷却水温度が閾値以下となっていれば一連の処理を終了する。一方、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値以下にまで低下していないと判定した場合には、制御部３は、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の要因によってエンジン冷却水温度が上昇していると判断し、ステップＳ３０５において、エンジンコントロールユニット６に対して制御指令を出力して燃料カット制御等を行わせた上で、一連の処理を終了する。なお、このとき制御部３は、エンジン冷却水温度が上昇している旨を示す情報を図示しないディスプレイ等に表示したり、音声メッセージを出力したりすることによって運転者に警告し、エンジン４の停止を促すようにしてもよい。

以上詳細に説明したように、本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、車両のフロントグリルなどの走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定したときには、走行風導入口１の近傍に延在させた冷却水配管１２にエンジン冷却水を流し、エンジン冷却水の熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。したがって、このオーバーヒート防止装置によれば、第１の実施形態や第２の実施形態のオーバーヒート防止装置と同様に、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合に、その状態を迅速に解除して必要な流量の走行風を車両内部に流入させることができ、エンジン４のオーバーヒートを有効に防止することができる。

また、このオーバーヒート防止装置においては、走行風導入口１の近傍に冷却水配管１２を延在させてそこにエンジン冷却水を流すことで、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するようにしているので、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構としてＰＴＣヒータ２や電熱線１１を用いた場合のような電力消費がない。したがって、車両の発電機の発電量を抑制することができるため、当該発電機を駆動するエンジン４の負荷も小さくすることができ、燃費の悪化を防止しながら、エンジン４のオーバーヒートを有効に防止することができる。さらに、エンジン冷却水の熱で走行風導入口１の解凍を促進するようにしているため、そのときの熱交換によりエンジン冷却水温度自体を低下させることもでき、エンジン４のオーバーヒートをより効果的に防止することができる。

なお、以上説明した本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、エンジン冷却水温度のみに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしているが、制御部３が走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定する手法は、第１の実施形態や第２の実施形態と同様に、上述した判断材料のうちのいずれか１つ、或いはこれらの任意の組み合わせを用いるようにしてもよい。

（第４の実施形態）
次に、本発明を適用した第４の実施形態のオーバーヒート防止装置について説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置は、図８に示すように、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると制御部３が判定したときに、エンジン４を冷却するためのモータファン９を逆回転させて車両内部の高温の空気を走行風導入口１に吹き付けることによって、走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。

また、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、第３の実施形態と同様に、制御部３が、エンジン冷却水温度のみに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしており、判定ロジックの更なる簡素化が図られている。したがって、本実施形態のオーバーヒート防止装置では、第１の実施形態で説明したエアフローメータ８や車輪速センサ１０、吸気温センサ７は不要とされている。なお、本実施形態のオーバーヒート防止装置におけるその他の構成は上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態のオーバーヒート防止装置では、制御部３の制御のもとで、例えば図９に示すような一連の手順に従って、エンジン４のオーバーヒートを防止する。なお、この図９に示す制御フローは、制御部３が水温センサ５の検出値をモニタリングしている中で、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値を超えたと判定したときに開始されるものである。

エンジン冷却水温度が所定の閾値を超えて図９に示す制御フローが開始されると、制御部３は、まず、ステップＳ４０１において、ファンモータ９の動作を制御するエンジンコントロールユニット６に制御指令を出力し、ファンモータ９を逆回転させて車両内部の高温の空気が走行風導入口１側へと流れるようにして、この高温の空気の熱により走行風導入口１の凍結を解除させる。そして、制御部３は、予め設定した所定時間ｔ４が経過するまでファンモータ９の逆回転を継続させ、所定時間ｔ４が経過した段階で（ステップＳ４０２で肯定判定）、エンジンコントロールユニット６に制御指令を出力して、ファンモータ９の回転方向を逆回転から正回転へと切り替える（ステップＳ４０３）。なお、ここでの所定時間ｔ４は、車両内部の高温の空気の熱により走行風導入口１の凍結が解除されるのに十分な時間であり、予め実験等によって求めた最適な値に設定される。

その後、制御部３は、次のステップＳ４０４において、モニタリングしている水温センサ５の検出値に基づいて、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値以下にまで低下したか否かを確認し、エンジン冷却水温度が閾値以下となっていれば一連の処理を終了する。一方、エンジン冷却水温度が予め定められた所定の閾値以下にまで低下していないと判定した場合には、制御部３は、走行風導入口１の凍結閉塞状態以外の要因によってエンジン冷却水温度が上昇していると判断し、ステップＳ４０５において、エンジンコントロールユニット６に対して制御指令を出力して燃料カット制御等を行わせた上で、一連の処理を終了する。なお、このとき制御部３は、エンジン冷却水温度が上昇している旨を示す情報を図示しないディスプレイ等に表示したり、音声メッセージを出力したりすることによって運転者に警告し、エンジン４の停止を促すようにしてもよい。

以上詳細に説明したように、本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、車両のフロントグリルなどの走行風導入口１が凍結閉塞状態にあるか否かを判定し、走行風導入口１が凍結閉塞状態にあると判定したときには、エンジン４を冷却するためのモータファン９を所定時間ｔ４だけ逆回転させて、車両内部の高温の空気を走行風導入口１側へと流し、この高温の空気の熱によって走行風導入口１を解凍して閉塞状態を解除するようにしている。したがって、このオーバーヒート防止装置によれば、第１の実施形態や第２の実施形態、第３の実施形態のオーバーヒート防止装置と同様に、走行風導入口１が凍結閉塞状態にある場合に、その状態を迅速に解除して必要な流量の走行風を車両内部に流入させることができ、エンジン４のオーバーヒートを有効に防止することができる。

また、このオーバーヒート防止装置においては、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための機構として、車両に既設のモータファン９を利用するようにしているので、走行風導入口１の凍結閉塞状態を解除するための専用の機構を別途設ける必要がなく、装置コストを大幅に低減させることができる。

なお、以上説明した本実施形態のオーバーヒート防止装置においては、制御部３が、エンジン冷却水温度のみに基づいて走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定するようにしているが、制御部３が走行風導入口１の凍結閉塞状態を判定する手法は、第１の実施形態や第２の実施形態、第３の実施形態と同様に、上述した判断材料のうちのいずれか１つ、或いはこれらの任意の組み合わせを用いるようにしてもよい。

以上、本発明を適用した具体例として第１乃至第４の実施形態のオーバーヒート防止装置について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲は、以上の各実施形態で例示的に説明した内容に限定されるものではなく、以上の各実施形態の説明から容易に導き得る様々な代替技術も含まれることは勿論である。

本発明を適用した第１の実施形態のオーバーヒート防止装置が搭載された車両の外観を示す正面図である。第１の実施形態のオーバーヒート防止装置の制御系の構成を示す図である。第１の実施形態のオーバーヒート防止装置における一連の処理手順を示すフローチャートである。本発明を適用した第２の実施形態のオーバーヒート防止装置の制御系の構成を示す図である。第２の実施形態のオーバーヒート防止装置における一連の処理手順を示すフローチャートである。本発明を適用した第３の実施形態のオーバーヒート防止装置の制御系の構成を示す図である。第３の実施形態のオーバーヒート防止装置における一連の処理手順を示すフローチャートである。本発明を適用した第４の実施形態のオーバーヒート防止装置の制御系の構成を示す図である。第４の実施形態のオーバーヒート防止装置における一連の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１空気導入口
２ＰＴＣヒータ
３制御部
４エンジン
５水温センサ
６エンジンコントロールユニット
７吸気温センサ
８エアフローメータ
９ファンモータ
１０車輪速センサ
１１電熱線
１２冷却水配管

Claims

車両に搭載される内燃機関のオーバーヒートを防止するオーバーヒート防止装置において、
前記車両の走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記走行風導入口が凍結による閉塞状態であると判定された場合に、当該走行風導入口の凍結による閉塞状態を解除する凍結解除手段とを備えることを特徴とするオーバーヒート防止装置。
前記判定手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度に基づいて、前記走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
前記判定手段は、外気温度に基づいて、前記走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオーバーヒート防止装置。
前記判定手段は、前記内燃機関に向かって流れる空気流量に基づいて、前記走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のオーバーヒート防止装置。
前記凍結解除手段は、前記走行風導入口に設けられたＰＴＣヒータに通電し、その発熱によって当該走行風導入口を解凍して閉塞状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
前記凍結解除手段は、前記走行風導入口に設けられた電熱線に通電し、その発熱によって当該走行風導入口を解凍して閉塞状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
前記凍結解除手段は、前記走行風導入口の近傍に延在させるように配設された、前記内燃機関を冷却する冷却水が流れる冷却水配管に、冷却水を流すことによって当該走行風導入口を解凍して閉塞状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
前記凍結解除手段は、正回転時に外気を取り入れて前記内燃機関を冷却するファンを逆回転させることによって前記走行風導入口を解凍して閉塞状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
前記凍結解除手段を作動させても前記内燃機関を冷却する冷却水の温度が所定の閾値以下にならない場合に、前記内燃機関への燃料供給を停止するように制御する燃料供給制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のオーバーヒート防止装置。
車両に搭載される内燃機関のオーバーヒートを防止するオーバーヒート防止方法において、
前記車両の走行風導入口が凍結による閉塞状態であるか否かを判定する第１ステップと、
前記第１ステップにおいて前記走行風導入口が凍結による閉塞状態であると判定された場合に、当該走行風導入口の凍結による閉塞状態を解除する第２ステップとを有することを特徴とするオーバーヒート防止方法。