JP2654807B2

JP2654807B2 - ターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置

Info

Publication number: JP2654807B2
Application number: JP63138075A
Authority: JP
Inventors: 裕之粟飯原; 茂樹馬場; 英哲秋山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JPH01310121A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御
装置に関し、特にセンサの出力に応じて冷却装置の作動
を制御する制御手段を備える場合に、前記センサ系の異
常時に前記冷却装置の作動を適切に制御する冷却制御装
置に関する。

（従来の技術）従来より、エンジンの適正な運転を確保するととも
に、エンジン及びその補機類の著しい耐久性の劣化を防
止すべく、エンジン自体を制御するための制御装置とは
別個の制御装置を備え、該制御装置によりエンジンの運
転状態を検出するセンサの出力に応じて、エンジンを冷
却する冷却装置の作動を制御し、これによりエンジンを
過不足なく冷却し、その温度の過上昇を防止するように
した冷却制御装置が知られている。また、このような冷
却制御装置において、電動ファンを設け、上記センサの
出力に応じて上記冷却装置としてのウォータポンプを作
動すると共に、駆動装置、上記センサまたは上記制御装
置の故障時に上記電動ファンによりエンジンに冷却風を
送り、エンジンの温度上昇を防止するようにしたものが
公知である（例えば特開昭57−191415号公報）。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の冷却制御装置はセンサ等の
故障時にのみ作動される電動ファンを別個に設ける必要
があるため、装置のコスト増及び大型化等を招くという
問題点があった。

また、上記従来の冷却制御装置はウォータポンプ及び
電動ファンがエンジンのみを冷却対象としているため、
例えばターボチャージャを備えたエンジンにあってはタ
ーボチャージャの温度の過上昇を防止できないだけでな
く、ターボチャージャがエンジンルーム内における主要
熱源の一つであるところ、ターボチャージャの温度上昇
に起因するエンジン温度の過上昇までは有効に防止する
ことができず、エンジンの適正な運転や、ターボチャー
ジャ及びエンジン全体の耐久性を確保できない恐れがあ
った。

更に、上記従来の冷却制御装置は、電動ファンがエン
ジンに冷却風を直接送るものであって、ラジエータを冷
却するものではないため、ラジエータの冷却不足により
エンジン温度が過上昇し、上述したのと同様の不具合が
生ずる場合があった。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、装置のコスト増及び大型化を招くこと
なく、センサ系の異常時におけるエンジン及びターボチ
ャージャの温度の過上昇を適切に防止し、エンジンの適
正な運転を確保すると共にターボチャージャのみならず
エンジン全体の耐久性を向上することができるようにし
たターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、エンジンの運転状
態を検出するセンサと、ターボチャージャ又はインター
クーラを冷却する冷却手段とを備え、前記センサの出力
に応じて該冷却手段の作動を制御するように構成された
ターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置におい
て、前記センサの異常時に前記冷却手段を駆動する駆動
手段を備え、該駆動手段は前記冷却手段の作動を少なく
ともエンジン温度に応じて制御し、前記センサの異常時
に前記エンジン温度の作動判別値を前記冷却手段の作動
範囲が拡大するように変更することを特徴とする。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の制御装置を適用したターボチャージ
ャ付内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体構成図であ
る。同図中の符号１は例えば６気筒の内燃エンジンを示
し、エンジン１の上流側には吸気管２、下流側には排気
管３が接続され、吸気管２及び排気管３の途中にターボ
チャージャ４が介装されている。

吸気管２には上流側より順にエアクリーナ５、インタ
ークーラ６及びスロットル弁７が設けられている。

ターボチャージャ４とインタークーラ６との間には過
給圧（P₂）センサ100が設けられており、過給圧P₂を表
す電気的信号を電子コントロールユニット（以下「EC
U」という）９に供給する。

スロットル弁７にはスロットル弁開度（θ_TH）センサ
８が連結されてスロットル弁７の弁開度を電気的信号に
変換しECU9に送るようにされている。

一方、スロットル弁７の下流には吸気管内絶対圧（P
_BA）センサ10が設けられており、このP_BAセンサ10によ
って電気的信号に変換された絶対圧信号は前記ECU9に送
られる。また、その下流には吸気温（T_A）センサ11が取
付けられており、吸気温T_Aを検出して対応する電気信号
を出力してECU9に供給する。

吸気管２のエンジン１とスロットル弁７間には燃料噴
射弁12が設けられている。この燃料噴射弁12は吸気管２
の吸気弁13の少し上流側に気筒毎に設けられており（２
個のみ図示）、各噴射弁12は図示しない燃料ポンプに接
続されていると共にECU9に電気的に接続されて、ECU9か
らの信号によって燃料噴射の開弁時間が、即ち燃料供給
量が制御される。

エンジン１本体には第１及び第２のエンジン冷却水温
センサ（以下それぞれ「T_WE1センサ」，「T_WE2センサ」
という）14,101が設けられている。この両センサ14,101
はサーミスタ等から成り、冷却水が充満したエンジン気
筒周壁内に挿着され、T_WE1センサ14は後述の冷却用電子
コントロールユニット（以下「ECCU」という）15に、T
_WE2センサ101はECU9にそれぞれ検出水温信号を供給す
る。

また、エンジン１本体にはその潤滑油温度を検出する
潤滑油温センサ（以下「T_OILセンサ」という）16が設け
られ、その検出油温信号を前記ECCU15に供給する。

エンジン回転数センサ（以下「N_Eセンサ」という）17
がエンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周
囲に取付けられており、TDC信号、即ちエンジン１のク
ランク軸の120゜回転毎に所定のクランク角度位置で１
パルスを出力し、このパルスをECU9に供給する。

排気管３のエンジン１より直ぐ下流側には、O₂センサ
18,18が装着され、排気ガス中の酸素濃度を検出しその
検出値信号をECU9に供給する。また、排気管３のターボ
チャージャ４より下流側には三元触媒19が配置され、排
気ガス中のHC,CO,NOx成分の浄化作用を行う。

ターボチャージャ４は後述するように可変容量型のも
のであり、該ターボチャージャ４にはウォータポンプ20
及びサブラジエータ21を介装した管路22が接続されてい
る。即ち、ウォータポンプ20、サブラジエータ21及び管
路22は、図示しないエンジン用冷却系とは別個独立した
水冷式のターボチャージャ用冷却系23を構成するもので
あり、該冷却系23により供給される冷却水が、ターボチ
ャージャ４の後述する潤滑部ケーシング43に形成された
ウォータージャケット57（第３図）内を循環することに
より、ターボチャージャ４が冷却されるようになってい
る。また、管路22は分岐してインタークーラー６内に配
置され、該インタークーラー６内を通る吸入空気を冷却
する。

ターボチャージャ用冷却系23のターボチャージャ４の
直ぐ下流側には、ターボチャージャ冷却水温センサ（以
下「T_WTセンサ」という）24が設けられており、その検
出水温信号をECCU15に供給する。更にECCU15にはイグニ
ッションスイッチ25が接続され、そのオン・オフ信号が
供給される。

また、第２図に示すように、エンジンルーム26内に
は、その前部に位置して前後方向に送風を行うラジエー
タファン27、後側上部に位置して下向きの送風を行うボ
ンネットファン28が配されている。ラジエータファン27
は第１の電動機29によって駆動され、回転の正逆及び強
弱の調整が可能であり、ボンネットファン28は第２の電
動機30によって駆動される。

第３図はターボチャージャ４の全体構成図を示す。即
ち、ターボチャージャ４はコンプレッサ部分のスクロー
ルを形成するコンプレッサケーシング41と、該コンプレ
ッサケーシング41の背面を閉塞する背板42とからなるケ
ーシングと、ターボチャージャ４の主軸を軸支し、その
軸受を潤滑するとともに冷却水が循環する構造を内蔵す
る潤滑部ケーシング43と、タービン部分のスクロールを
形成するタービンケーシング44とを有している。

コンプレッサケーシング１の内部には、それぞれ吸気
管２が接続されたスクロール通路45及び軸線方向通路46
が形成され、前者45は吸気出口をなし、後者46は吸気入
口をなしている。

タービンケーシング44の内部には、スクロール通路47
と、接線方向に向けて開口するその入口開口47aと、軸
線方向に延在する出口通路48と、その出口開口48aとが
形成され、入口開口47a及び出口開口48aはそれぞれ排気
管３に接続されている。

潤滑部ケーシング43の内部に形成された軸受孔49,50
には、ラジアル軸受メタル51により、前記したように主
軸52が枢支されている。また、背板42と潤滑部ケーシン
グ43の端面との間には、スラスト軸受メタル53が挟接さ
れている。

潤滑部ケーシング43の第３図に於ける上端部には、潤
滑油導入孔54が穿設されており、図示されていない潤滑
油ポンプから供給されたエンジン１と共用の潤滑油を、
潤滑部ケーシング43の内部に穿設された潤滑油通路55を
経てラジアル軸受メタル51及びスラスト軸受メタル53に
供給している。各潤滑部から排出された潤滑油は、潤滑
部ケーシング43内に形成された潤滑油排出口56から排出
され、図示されていないオイルサンプに回収される。

スラスト軸受メタル53に供給された潤滑油がコンプレ
ッサ側に流れ込むことを防ぐため、背板２の中心孔部に
はシールリング64が設けられている。

また、潤滑部ケーシング43内にはウォータージャケッ
ト57が形成されている。該ウォータージャケット57は潤
滑部ケーシング43のタービンケーシング44側では断面環
状をなし、これと連続する中央部では第３図における上
端部において断面Ｕ字状をなすとともに、前記ターボチ
ャージャ用冷却系23の管路22が図示しない接続部におい
て接続され、冷却水が循環するようになっており、これ
によりターボチャージャ４が冷却される。

第４図に併せて示されるように、スクロール通路47の
中心部に配設された固定ベーン部材58の外周部には、タ
ービンホイール59を同心的に外囲するように、４つの固
定ベーン60が形成されている。これら固定ベーン60は、
それぞれが部分弧状をなすとともに、円周方向に沿って
等幅かつ等間隔に設けられている。各固定ベーン60の間
には、背板61に回動自在に枢着された回動ピン62の遊端
に固着された可動ベーン63がそれぞれ配置されている。

これら可動ベーン63は、固定ベーン60と同等の曲率の
弧状をなし、かつ概ね同一の円周上に位置していて、第
４図に実線で示す最小開度位置と、鎖線で示す全開位置
との間で回動可能である。各固定ベーン60相互間の空隙
は、これら各可動ベーン63が同期して回動駆動されるこ
とによりそれぞれ開閉され、該各空隙の流通面積がその
回動量、即ち可動ベーン63の傾斜角度に応じて調整され
る。

各可動ベーン63の同期した回動駆動は、それぞれを支
持する回動ピン62、該回動ピン62と連結された駆動ロッ
ド70（第１図）を介して、そのアクチュエータ71により
なされ、駆動ロッド70が伸長方向（第１図中左方向）に
作動せしめられたときに、各可動ベーン63による開度が
増大し各空隙流通面積が大となるように、また縮小方向
（第１図中右方向）に作動せしめられたときには、上記
開度が減少し各空隙流通面積が小となるようになってお
り、かかる開度制御によりターボチャージャ４の容量が
調節される。

前記アクチュエータ71は、第１図に示すように、ダイ
アフラム71aにより画成される第１圧力室71bと第２圧力
室71cとを有し、既述した駆動ロッド70は、第２圧力室7
1c側でハウジングを貫通してダイアフラム71aに連結さ
れている。第２圧力室71bに挿着されたバネ71dは、該ダ
イアフラム71aを、駆動ロッド70が縮小する方向、即ち
前記可動ベーン63により開度が減少する方向に付勢して
いる。

第１圧力室71bには、エアクリーナ５及びターボチャ
ージャ４間の吸気路が絞り72を介して接続されると共
に、ターボチャージャ４及びインタークーラ６間の吸気
路がレギュレータ73、絞り74及び過給圧導入用制御弁75
を介して接続されている。

過給圧導入用制御弁75は、常閉型のオン−オフ２位置
作動型電磁弁であり、ソレノイド75aと該ソレノイド75a
の励磁により開弁する弁体75bとを有している。ソレノ
イド75aの付勢により弁体75bを開成させると、前記ター
ボチャージャ４及びインタークーラ６間の吸気路におけ
る過給圧P₂がアクチュエータ71の第１圧力室71bに導入
される。

したがって、過給圧導入用制御弁75のソレノイド75a
の開弁デューティ比D₁を変化させることにより、過給圧
P₂の大きさを制御でき、該開弁デューティ比D₁がより大
きいほど、前記第１圧力室71b内に導入される圧力がよ
り大きくなることにより過給圧P₂は減少する。

一方、前記アクチュエータ71の第２圧力室71cには、
スロットル弁７より下流側の吸気路が定圧弁76及び負圧
導入用制御弁77を介して接続されている。該負圧導入用
制御弁77も前記過給圧導入用制御弁75と同様の常閉型の
オン−オフ２位置作動型電磁弁であって、そのソレノイ
ド77aの励磁により弁体77bが開成し、定圧弁76により一
定圧に調整された負圧を第２圧力室71cに導入するとと
もに、消磁時、弁体77bの閉成により、エアクリーナ77c
を介して大気を第２圧力室71cに導入する。

したがって、負圧導入用制御弁77のソレノイド77aの
開弁デューティ比D₂を制御することによっても過給圧P₂
を制御でき、該開弁デューティ比D₂がより大きいほど、
前記第２圧力室71cに導入される圧力がより小さくなる
ことにより過給圧P₂は減少する。

前記両制御弁75,77のソレノイド75a,77aは前記ECU9に
それぞれ接続され、ECU9からの信号によって上記デュー
ティ比D₁,D₂が制御される。

前記ECU9はエンジン１の運転時に作動し、前述の各種
センサからの入力信号に基づいて、エンジン１の運転状
態を判別し、該判別された運転状態に応じた燃費特性、
加速特性等の諸特性の最適化が図られるように、燃料噴
射弁12の燃料噴射時間T_OUT,点火装置31の点火時期等を
演算し、該演算結果に基づく駆動信号を燃料噴射弁12,
点火装置31に供給する。

また、ECU9は、各種センサからの入力信号に基づいて
過給圧導入用制御弁75及び負圧導入用制御弁77の開弁デ
ューティ比D₁,D₂を演算し、該演算結果に基づく駆動信
号を前記両制御弁75,77のソレノイド75a,77aに供給し、
アクチュエータ71を駆動することにより、ターボチャー
ジャ４の容量を最適に制御する。

更にECU9はエンジン１の運転時、後述する制御プログ
ラム（第６図）に基づき、各種センサからの入力信号に
応じてウォータポンプ20の運転・停止を決定し、その駆
動信号をウォータポンプ20に供給する。

前記ECCU15はエンジン１の運転時及び停止後の所定時
間内において作動し、T_WE1センサ14、T_OILセンサ16及び
T_WTセンサ24からの入力信号等に基づいて、ラジエータ
ファン27の運転・停止，回転の正逆及び強弱，ボンネッ
トファン28の運転・停止及びエンジン１の停止後におけ
るウォータポンプの運転・停止を決定し、その駆動信号
をウォータポンプ20、第１及び第２の電動機29,30に供
給する。

また、ECCU15はECU9と電気的に接続されており、ECU9
はエンジン１の運転時、ECCU15が前記各種センサ系の異
常を検知したときに、後述するフェイルセーフ処理を行
う。

第５図は前述したECCU15の外部結線状態等を詳細に示
す配線図であり、ECCU15は端子B₁〜B₉,A₁〜A₇を有す
る。端子B₁はバッテリに接続され、バッテリ電圧が印加
される。端子B₉はグランド（ボディアース）端子であ
る。

端子B₂は、通常のイグニッションスイッチ25のオン・
オフ端子に接続される。一方、端子B₃は、これと異な
り、イグニッションスイッチ25オフ時でもバッテリと接
続している。エンジン１運転中にイグニッションスイッ
チ25をオフすると、エンジン１は停止し、またECU5もス
イッチオフにより非作動状態（メモリ記憶保持機能は除
く）となるが、ECCU15は、既述の如く、エンジン停止後
も必要に応じ所定時間作動させるため、イグニッション
スイッチ25のオフ操作にかかわらずバッテリとの接続が
ある上記端子B₂が設けられている。ECCU15のエンジン停
止後の作動時間は、イグニッションスイッチ25のオフ操
作に伴って起動されるタイマによって設定する。

エンジン停止後のECCU15作動用のタイマの設定時間に
ついては、エンジン停止状態、従って車載発電機による
充電がなされない状態で電動のラジエータファン27、ボ
ンネットファン28、ウォータポンプ20のいずれか一つ以
上が運転駆動されるものであるから、バッテリの消費が
なるべく少なく、しかも冷却効果を上げられるように、
これら両方の観点から適用する車両のエンジンルームの
広狭、各部のレイアウト等をも考慮して決定する。一例
として、かかるECCU15の作動可能時間は、15分に設定さ
れる。

ECCU15作動用のタイマにより設定された所定時間中
は、冷却統合ユニットとしてのECCU15はイグニッション
スイッチの状態にかかわらず常にバッテリから電圧を受
け、制御可能状態となり、所定時間が経過した時点で、
ECCU15により所定の冷却制御動作は打ち切られる。

端子A₁〜A₃はT_WE1センサ14、T_WTセンサ24及びT_OILセ
ンサ16の検出信号入力用端子で、各センサに接続されて
いる。端子A₄はECCU15の内部回路の信号系のグランド端
子である。また、端子A₅はエアコン（A/C）ユニット80
に接続されており、エアコンのスイッチのオン・オフ信
号が入力される。

端子B₄〜B₆はラジエータファン27制御用端子で、駆動
回路290に接続されている。該駆動回路290は、正転時の
弱回転及び強回転切換え用のそれぞれコイル291a,292
a、ノーマルオープン接点291b,292bから成る第１及び第
２のリレー回路291及び292と、正逆回転切換え用のそれ
ぞれコイル293a,294a、ノーマルクローズ端子293b,294b
及びノーマルオープン端子293c,294cから成る第３及び
第４のリレー回路293,294と抵抗295とを有しており、ラ
ジエータファン低速（LOW）回転指示用の端子B₄が第１
のリレー回路291に、また同高速（Ｈ）回転指示用の端
子B₅が第２のリレー回路292に、更に同逆転（REV）指示
用の端子B₆が第３及び第４の各リレー回路293,294と接
続されている。

ラジエータファン27の回転の強弱、正逆は下記のよう
にして行われる。

正転時の弱回転の場合は、端子B₄に低レベル出力が出
される。これにより、第１のリレー回路291が作動し、
第１の電動機29には抵抗295により低減された駆動電流
が流れ、ラジエータファン27は低速回転する。強回転の
場合は、端子B₅に低レベル出力が出され、第２のリレー
回路292が作動する。この場合には、電動機29に大なる
駆動電流が流れ、ラジエータファン27は高速回転する。

逆回転の場合には、端子B₆に高レベル出力が出され、
第３及び第４のリレー回路293,294が作動し、各リレー
接点がノーマルオープン端子293c,294c側に切換わる。
これにより電動機29への印加電圧の極性が反転し、かつ
駆動電流は抵抗295により低減され、ラジエータファン2
7は逆転低速回転する。

上記逆転駆動は、エンジン停止後の所定時間内におい
て、連続的にあるいは断続的に行われる。該ラジエータ
ファン27逆転時には、第２図に矢印で示すように、エン
ジンルーム26内の空気は内部から車両前方外部へ排出さ
れる。

端子B₇はボンネットファン28制御用端子で、駆動回路
300中のコイル301aとノーマルオープン接点301bから成
るリレー回路301に接続されている。また、該駆動回路3
00には、専用のヒューズ310が設けられている。ボンネ
ットファン28の駆動は上述と異なり、第２の電動機30に
よるオン・オフ駆動のみであり、その運転・停止は端子
B₇に高レベル、低レベル出力が出されることによってな
される。

該ボンネットファン28の駆動制御は、エンジン１の運
転時及びエンジン停止後の前記所定時間内に連続的にあ
るいは断続的に行われる。

端子B₈はウォータポンプ20制御用端子で、ウォータポ
ンプ20駆動用の第３の電動機201と、コイル202a及びノ
ーマルオープン接点202bから成るリレー回路202とを有
する駆動回路200に接続されている。該駆動回路200も専
用のヒューズ210が設けられている。ウォータポンプ20
の駆動も、上記ボンネットファン28の場合と同様オン・
オフ駆動のみであり、その運転・停止は端子B₈に高レベ
ル、低レベル出力が出されることによってなされる。

該ウォータポンプ20の駆動制御は、エンジン１の運転
時及びエンジン停止後の前記所定時間内に連続的あるい
は前記ボンネットファン28に代えて断続的に行われる。

端子A₆〜A₈はそれぞれ第１〜第３の電動機29,30及び2
01の端子電圧V_MF,V_BF及びV_WPの入力用端子である。

端子A₉〜A₁₂はECU9に接続されている。該端子A₉はECU
9からの上記ウォータポンプ20制御用の信号入力端子で
あり、エンジン１の運転時におけるエンジン回転数、エ
ンジン水温、吸気温等に応じたエンジン運転状態に基づ
く制御を行う場合、該運転状態に基づいて得られたウォ
ータポンプ20に対する制御信号がECU9から端子A₉に供給
される。端子A₁₀はフェイルセーフ出力端子であり、異
常検出時には該端子A₁₀からフェイルセーフ指示用の制
御信号がECU9に送出され、ECU9がこれに基づいて、後述
する所定のフェイルセーフ動作を行えるようになってい
る。

端子A₁₁はエアコン冷媒圧力スイッチ81に接続されて
おり、そのオン−オフ信号が入力される。該スイッチ81
はエアコン用の図示しない圧縮機による冷媒圧力が所定
圧以上のときにオンするスイッチであり、そのオン−オ
フ信号はECU9にも入力される。また、端子A₁₂はエアコ
ンが運転中であることを表す信号をECU9に出力する端子
である。

上記スイッチ81並びに端子A₁₁は、次のようなラジエ
ータファン27の駆動制御に用いられる。

即ち、エンジン冷却水温T_WE1が高温の所定値（例えば
90℃）を超えるような状態のときは、送風冷却を行うべ
く、既述したように、端子B₅へ低レベル出力を出してラ
ジエータファン27を高速正回転させる必要があるとこ
ろ、エンジン冷却水温T_WE1が上記所定値以下ではあるが
該所定値よりやや低い値を呈している場合（例えば84℃
以上）においても、エアコンの稼動並びに冷媒の圧力如
何によっては、ラジエータファン27を回転させ、しかも
高速回転，低速回転を切換制御するのが望ましい場合が
ある。特に、ラジエータファン27をエアコンのコンデン
サファンと連動させる構成を採用するときは、エンジン
冷却水温T_WE1が上記所定値を超えなくても、事前にラジ
エータファン27を回転駆動すれば、エアコンの冷媒の冷
却を行わせることによりエアコン性能の低下を防止する
ことが可能であり、且つかかる場合に冷媒の圧力が所定
圧（例えば10kg/cm²）以上の高い状態とそうでない状態
とで送風の強弱を切り換えられば、より適切な制御を行
うことができる。

そこで、エンジン冷却水温T_WE1が上記所定値以下で、
且つエアコンの冷媒圧が高いとき、即ち上記スイッチ81
のオンのときにはラジエータファン27を事前に高速回転
させ、しからざれば、即ち上記スイッチ81がオフのとき
にはラジエータファン27を回転させるも低速回転させる
よう制御することとしている。

上記エアコン冷媒圧力スイッチ81並びにそのスイッチ
信号入力用の端子A₁₁は、かかる駆動制御の情報を取り
込むため設けられており、また、該制御のためのプログ
ラムもECCU15の記憶手段に予め記憶させておくことがで
きる。

ECCU15は、各種入力信号を供給され、入力信号波形を
整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信
号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力
回路、中央演算処理回路（CPU）、CPUで実行される各種
演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段、及
び前記端子B₄〜B₈,A₁₀に出力を送出する出力回路等から
構成される。

更に、ECCU15はCPUが正常に作動しているか否かを検
知するための、CPUの処理時間を計時するタイマと、該
タイマのタイムアップにより発生する所定の信号によっ
て前記端子B₅及びB₈を印加するアナログ回路（いずれも
図示せず）を含む構成とされている。

次に、上記構成の冷却制御装置の作用を説明する。

第６図はECU9により実行される。ウォータポンプ20の
運転・停止を制御するサブルーチンのフローチャートを
示す。本プログラムはイグニッションスイッチ25のオン
時、常時実行される。

まず、前記各種センサの検出信号からエンジン冷却水
温T_WE2,吸気温T_A及びエンジン回転数N_Eを読み込むとと
もに、演算された燃料噴射弁12の燃料噴射時間T_OUTを読
み込む（ステップ601）。次いでエンジン冷却水温T_WE2
がエンジン１の極高温状態を表す所定温度T_WICH（例え
ば100℃）より高いか否かを判別する（ステップ602）。
この答が肯定（Yes）のときにはエンジン回転数N_Eがア
イドル回転数に相当する所定回転数N_ELOPより小さいか
否かを判別する（ステップ603）。この答が肯定（Yes）
のときにはウォータポンプ20の運転を停止し（ステップ
604）、本プログラムを終了する一方、否定（No）のと
きには後述するステップ623に進む。

前記ステップ602の答が否定（No）、即ちT_WE2≦T_WICH
が成立するときには、エンジン回転数N_Eがクランキング
回転数に相当する所定回転数N_EA（例えば400rpm）より
小さいか否かを判別し（ステップ605）、この答が肯定
（Yes）のときには、エンジンがクランキング中である
と判断し、前記ステップ604を実行して本プログラムを
終了する。

前記ステップ605の答が否定（No）、即ちN_E≧N_EAが成
立するときには、該条件の成立後、所定時間が経過した
か否かを判別する（ステップ606）。この答が否定（N
o）のときには前記ステップ604を実行し、肯定（Yes）
のときにはステップ607に進む。

このステップ607では吸気温T_Aが第１の所定温度T_AIC1
（例えば15℃）より低いか否かを判別し、この答が肯定
（Yes）のときには、燃料噴射時間T_OUTが第１の所定時
間T_OUTIC0より大きいか否かを判別する（ステップ60
8）。この第１の所定時間T_OUTIC0は、エンジン１が高負
荷運転状態にあるか否かを判断するためのものである。
前記ステップ608の答が否定（No）、即ちT_OUT≦T_OUTIC0
が成立するときには前記ステップ604を実行する一方、
肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_OUTIC0が成立するときには前
記ステップ623に進む。即ち、低吸気温時にはエンジン
１が高負荷運転状態にある場合にウォータポンプ20が運
転される。

前記ステップ607の答が否定（No）、即ちT_A≧T_AIC1が
成立するときには、吸気温T_Aが第２の所定温度T
_AIC2（例えば90℃）より高いか否かを判別する（ステッ
プ609）。この答が肯定（Yes）のときには、燃料噴射時
間T_OUTが第２の所定時間T_OUTIC4より大きいか否かを判
別する（ステップ610）。この第２の所定時間T_OUTIC4は
エンジン１が中負荷運転状態にあるか否かを判断するた
めのものである。前記ステップ610の答が否定（No）、
即ちT_OUT≦T_OUTIC4が成立するときには前記ステップ604
を実行する一方、肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_OUTIC4が成
立するときには前記ステップ623に進む。即ち、高吸気
温時にはエンジン１が中・高負荷運転状態にある場合に
ウォータポンプ20が運転される。

前記ステップ609の答が否定（No）、即ちT_AIC1≦T_A≦
T_AIC2が成立するときには、エンジン冷却水温T_WE2が第
１の所定温度T_WIC1（例えば20℃）より低いか否かを判
別する（ステップ611）。この答が肯定（Yes）、即ちT
_WE2＜T_WIC1が成立するときには、エンジン冷却水温T_WE2
に応じた番地ｉを値１に設定する（ステップ612）。こ
の番地ｉは、後述するエンジン回転数N_Eに応じた番地ｊ
とともに、燃料噴射時間T_OUTの第３の所定時間T_OUTICij
を記憶した第７図に示すマップの番地を与えるものであ
る。

前記ステップ611の答が否定（No）のときには、エン
ジン冷却水温T_WE2が前記第１の所定温度T_WIC1より大な
る第２の所定温度T_WIC2（例えば50℃）より小さいか否
かを判別し（ステップ613）、この答が肯定（Yes）、即
ちT_WIC1≦T_WE2＜T_WIC2が成立するときには前記番地ｉを
値２に設定し（ステップ614）、否定（No）、即ちT_WE2
≧T_WIC2が成立するときには番地ｉを値３に設定する
（ステップ615）。

前記ステップ612,614又は615でエンジン冷却水温T_WE2
に応じて番地ｉを設定した後は、ステップ616乃至620に
おいてエンジン回転数N_Eに応じて同様に番地ｊを設定す
る。即ち、エンジン回転数N_Eが第１の所定回転数N_EIC1
（例えば3,500rpm）より小さいか否か（ステップ61
6）、第２の所定回転数N_EIC2（＞N_EIC1）（例えば6,000
rpm）より小さいか否か（ステップ618）をそれぞれ判別
し、番地ｊを、N_E＜N_EIC1,N_EIC1≦N_E＜N_EIC2及びN_E≧N
_EIC2のときにそれぞれ値1,2及び３に設定する（ステッ
プ617,619及び620）。

次いで、上記設定された番地i,jに応じて、第７図の
マップから燃料噴射時間T_OUTの第３の所定時間T_OUTICij
を読み出す（ステップ621）。この第３の所定時間T
_OUTICijは番地ｉが大きいほど、即ちエンジン冷却水温T
_WE2が大きいほど、より小さな値に設定されている。

次に、燃料噴射時間T_OUTが上記ステップ621で読み出
された第３の所定時間T_OUTICijより大きいか否かを判別
し（ステップ622）、この答が否定（No）、即ちT_OUT≦T
_OUTICijが成立するときには前記ステップ604を実行する
一方、肯定（Yes）、即ちT_OUT＞T_OUTICijが成立すると
きには前記ステップ623に進む。このステップ623ではバ
ッテリ電圧V_Bがその所定電圧V_BICより大きいか否かを判
別し、この答が否定（No）のときには前記ステップ604
を実行する一方、肯定（Yes）のときにはウォータポン
プ20を作動（オン）し（ステップ624）、本プログラム
を終了する。

以上のような制御により、吸気温T_Aが適正値となるよ
うにウォータポンプ20の作動が制御され、吸気の過冷却
及び過熱が防止される。

次に、センサ系及びECCU15の異常判別方法、並びに異
常と判別されたときの処理の内容について説明する。

まず、ECCU15は各センサの検出信号、即ちエンジン冷
却水温T_WE1,ターボチャージャ冷却水温T_WT及び潤滑油温
T_OILが、各センサの正常作動時に示す値であるそれぞれ
の所定範囲にあるか否かを判別し、これらのいずれかが
所定範囲にないときには該当するセンサ系が異常である
と判定し、該当するセンサの検出値を、固定値である異
常時代替値に再設定する。この異常時代替値T_WE1FS,T
_WTFS及びT_OILFSは前記ウォータポンプ20,ラジエータフ
ァン27又はボンネットファン28が確実に作動するよう
に、より高い値に設定される。これにより、センサ系の
異常時にこれらの冷却装置の作動が確保され、エンジン
系の過熱を防止することができる。特に、エンジン１の
運転時においてはラジエータファン27の運転が停止され
るとエンジン１の温度が過上昇し易いが、上述の制御に
よればかかる事態を確実に回避することができる。

また、ECCU15は異常と判定されたセンサ系に対応した
回数をもってLED（発光ダイオード）を点滅させるとと
もに、端子A₁₀からフェールセーフ信号をECU9に出力す
る。

ECU9はこのフェールセーフ信号が入力されると、まず
過給圧導入用制御弁75の開弁デューティ比D₁及び負圧導
入用制御弁77の開弁デューティ比D₂の双方又はいずれか
一方を増大させることにより、アクチュエータ71を駆動
し、過給圧P₂を低下させる。これにより、ターボチャー
ジャ４の過熱及びこれに起因するエンジン１の過熱が防
止される。

更にこの場合ECU9は、第６図の制御プログラムのエン
ジン冷却水温T_WE2の所定判別値、即ちステップ602にお
いて適用される所定温度T_WICH並びにステップ611及び61
3においてそれぞれ適用される第１及び第２の所定温度T
_WIC1及びT_WIC2の少なくともいずれか一つをより小さな
値に再設定する。第６図の制御プログラム及び第７図の
マップから明らかなように、これらの所定温度がより小
さな値に設定されるとウォータポンプ20の作動範囲が拡
大するので、これによりターボチャージャ４及びエンジ
ン１の温度の過上昇を防止できる。このようにECCU15か
らフェールセーフ信号が入力されると、燃料供給制御等
を行うために通常設けられているECU9によってエンジン
１やターボチャージャ４の冷却を制御するので、センサ
系の異常時に同様の制御を行うために格別の装置を設け
ることが不要となる。

更に、ECU9は該ECU9側のLED及びインストルメントパ
ネルに設けられた警告灯（いずれも図示せず）を点灯
し、運転者への警告を行う。

次に、ECCU15自体の異常、即ち該ECCU15のCPUの故障
については前述したタイマにより検知される。即ち、該
タイマはCPUの正常時における単位処理時間より所定時
間だけ長い設定時間を計時したとき、即ちCPUが処理開
始からこの設定時間が経過しても該処理を終了していな
いときにタイムアップするものであり、該タイマのタイ
ムアップによりCPU自体に故障が生じたと判定して所定
の信号が発生するとともに、LEDが点灯する。

この所定の信号は、端子B₅及びB₈と接続された前述の
アナログ回路に供給され、該アナログ回路により端子B₅
に低レベル出力が出されラジエータファン27が高速回転
するとともに、端子B₈に高レベル信号が出力されてウォ
ータポンプ20が運転される。

このように、ECCU15のCPUの故障時には簡便な構成の
アナログ回路によりラジエータファン27の高速運転及び
ウォータポンプ20の運転が確保され、これによりエンジ
ン１及びターボチャージャ４の温度の過上昇を防止する
ことができる。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によれば、エンジンの運転
状態を検出するセンサと、ターボチャージャ又はインタ
ークーラを冷却する冷却手段とを備え、前記センサの出
力に応じて該冷却手段の作動を制御するように構成され
たターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置にお
いて、前記センサの異常時に前記冷却手段を駆動する駆
動手段を備え、前記駆動手段は前記冷却手段の作動を少
なくともエンジン温度に応じて制御し、前記センサの異
常時に前記エンジン温度の作動判別値を前記冷却手段の
作動範囲が拡大するように変更することを特徴とするの
で、装置のコスト増及び大型化等を招くことなく、セン
サ系の異常時に冷却手段の作動範囲を確実に拡大するこ
とができ、エンジン及びターボチャージャの温度の過上
昇を適切に防止することができる。従ってエンジンの適
正な運転を確保すると共にターボチャージャのみならず
エンジン全体の耐久性を向上することができる等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置を適用したターボチャージャ
付内燃エンジンの燃料供給制御装置の全体構成図、第２
図は該エンジン搭載車両のエンジンルーム内の概略構成
図、第３図はターボチャージャの縦断面図、第４図は第
３図のIV−IV線からタービンケーシング側を見た矢視
図、第５図はECCUの外部結線状態等を示す配線図、第６
図はウォータポンプの運転・停止を制御するサブルーチ
ンのフローチャート、第７図は第６図のサブルーチンに
適用されるマップを示す図である。１……内燃エンジン、４……ターボチャージャ、６……
インタークーラ、９……電子コントロールユニット（EC
U）（駆動手段）、14……第１のエンジン冷却水温（T
_WE2）センサ（センサ）、15……冷却用電子コントロー
ルユニット（ECCU）（制御手段）、16……潤滑油温（T
_OIL）センサ（センサ）、20……ウォータポンプ、24…
…ターボチャージャ冷却水温（T_WT）センサ（セン
サ）、27……ラジエータファン、101……第２のエンジ
ン冷却水温（T_WE2）センサ。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−261932（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−191415（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−113843（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−49132（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−228729（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−23047（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−6431（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−193138（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの運転状態を検出するセンサと、
ターボチャージャ又はインタークーラを冷却する冷却手
段とを備え、前記センサの出力に応じて該冷却手段の作
動を制御するように構成されたターボチャージャ付内燃
エンジンの冷却制御装置において、前記センサの異常時
に前記冷却手段を駆動する駆動手段を備え、該駆動手段
は、前記冷却手段の作動を少なくともエンジン温度に応
じて制御し、前記センサの異常時に前記エンジン温度の
作動判別値を前記冷却手段の作動範囲が拡大するように
変更することを特徴とするターボチャージャ付内燃エン
ジンの冷却制御装置。
【請求項２】前記冷却手段はターボチャージャ又はイン
タークーラに冷却水を供給するウォータポンプであると
ともに、前記駆動手段は前記センサの異常時にラジエー
タファンを作動させることを特徴とする請求項１記載の
ターボチャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置。
【請求項３】前記駆動手段は前記センサの異常時に過給
圧を低下させることを特徴とする請求項１記載のターボ
チャージャ付内燃エンジンの冷却制御装置。