JP2824315B2 - 内燃機関の制御装置用冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関に使用される冷却装置を有する制
御装置に関するものである。この種の冷却装置は、制御
装置がエンジンルームに配置されており、エンジンから
放出される熱によって過熱するのを防止する必要がある
所で用いられる。

［従来の技術］ SAE861049に「DDECll Advanced Electronic Diesel C
ontrol」の表題で発表されたR.J.Hames他の論文には、
ディーゼルエンジンの制御にイグニッション信号によっ
て駆動される制御装置を用いた制御装置用冷却装置が記
載されている。冷却剤ポンプにより冷却剤を循環させる
ことによって冷却装置の冷却が行われ、制御装置は冷却
装置と熱伝導が良好に行われるように結合されている。
制御装置には125℃までの温度では故障が発生しない素
子が設けられている。それによってディーゼルエンジン
を切った後に行きどころのない熱が発生した場合でも、
制御装置が破壊されないようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 内燃機関のエンジンルームに配置される制御装置に高
温下で安定な回路素子を使用しなければならないという
ことは、ずっと以前から好ましくないことが明らかにさ
れていた。というのは、この種の素子は、通常の耐温特
性の回路素子に比べてずっと高価だからである。

従って本発明の課題は上記の欠点を除去し、安価に形
成することのできる高温下で安定した冒頭で述べた種類
の内燃機関の制御装置用冷却装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明では、イグニッシ
ョン信号によって作動される内燃機関用制御装置（10）
と、冷却剤ポンプ装置（12、14）と冷却剤が循環し前記
制御装置を冷却する冷却装置（11）からなる冷却剤循環
系と、を有する制御装置用冷却装置において、イグニッ
ション信号がなくなった後も所定の条件が満たされるま
では、冷却剤ポンプ装置（12、14）並びに制御装置（1
0）に電源電圧を暫定的に供給する手段（21）が設けら
れ、前記所定の条件が満たされたかが前記制御装置自身
により検査される構成を採用した。

［作用］ 本発明の制御装置用冷却装置には、イグニッション信
号が印加されなくなった後も所定の条件が満たされるま
では、冷却剤ポンプ装置に電源電圧を暫定的に供給する
手段が設けられている。前記所定の条件は、例えば所定
の期間の経過であり、あるいは十分に低い所定の温度に
達したこと、あるいはその両方である。

イグニッション信号が印加されなくなった後も冷却剤
が循環することによって、制御装置に作用する行きどこ
ろのなくなった熱を制御装置から逃がすことができる。
それによって通常の耐温特性を有する回路素子を使用す
ることができるようになる。

制御装置の冷却は、通常は燃料を用いて行われる。ド
イツ特許第3004822号には、イグニッション信号が印加
されなくなった後も場合によっては燃料ポンプをさらに
駆動させることが記載されている。しかし同公報に記載
されているのは燃料を用いて冷却を行う冷却ポンプでは
なく、燃料を燃料噴射弁に供給する燃料ポンプである。
このポンプは、気泡の形成によって燃料圧が低下した時
に作動される。それによって後に始動を行うために即座
に使用できる高さまで圧力が高められる。しかし本発明
においては、燃料の圧力を高めるのではなく、冷却剤循
環系内で燃料を循環させて制御装置を冷却することが必
要である。

同様に、イグニッション信号が印加されなくなってか
らも所定の期間の間あるいは比較的低い所定の温度に達
するまでは内燃機関の冷却剤を循環させて、内燃機関が
行きどころのなくなった熱によって損傷を受けることを
防止させることが知られている。しかし今日までこの手
段にヒントを得て、制御装置を冷却する燃料循環系に同
様な手段を施すことは提案されていない。上述の従来装
置においてエンジン冷却循環系に用いる冷却剤ポンプを
遮断させるのに用いる信号は、同時に制御装置用冷却装
置における冷却剤ポンプ装置に作用させることもでき
る。その場合には簡単な方法で、本発明の制御装置用冷
却装置が実現できる。本発明装置においてはイグニッシ
ョン信号が印加されなくなった後も所定の条件が満たさ
れるまでは冷却剤ポンプ装置に電源電圧が供給される。

特に好ましくは、制御装置用冷却装置に自己保持回路
が設けられ、前記自己保持回路はイグニッション信号に
よってセットされ、セット状態においてはリレーを作動
させ、リレーが作動されると制御装置と冷却剤ポンプ装
置に電源電圧が供給される。また、この自己保持回路は
イグニッション信号が印加されなくなってから所定の条
件が満たされた時にマイクロコンピュータから出力され
るパルスによってリセットされる。

この種の自己保持回路を有する制御装置用冷却装置に
よれば、多数の利点が得られる。まず、すでに説明した
ように、内燃機関を停止した後も追加冷却を行うことが
できる。他の利点は、すでに設けられているマイクロコ
ンピュータを利用して所定の条件が満たされているかど
うかを検出して、満たされている場合には冷却剤ポンプ
装置を電源電圧から分離することができることである。
次の利点としては、自己保持回路によってマイクロコン
ピュータがさらに作動を続ける場合には、通常は内燃機
関の始動時に行う自己診断を行うことができることが挙
げられる。従って始動時に時間を節約することができ
る。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明
する。

第１図に示す装置は、制御装置10を冷却するために用
いられる。単独の制御装置10ではなく、多数の制御装置
をまとめて制御装置とすることもできる。制御装置10は
冷却プレート11と熱をよく伝導するように結合されてい
る。冷却プレート11を制御装置10内に組み込むようにし
てもよい。制御プレート11には燃料が貫流され、その燃
料は冷却剤ポンプ12によって燃料タンク13から吸引され
て、導管によって冷却プレート11を貫流して再びタンク
へ戻される。冷却剤ポンプ12はポンプモータ14によって
駆動される。なお、燃料を燃料タンク13からではなく他
の貯蔵容器から汲み上げることもできる。また、燃料の
代わりに他の冷却剤を用いることも可能である。

第２図によれば、制御装置10には電圧安定化回路15と
マイクロコンピュータ16が設けられている。イグニッシ
ョン接点を閉じることによって接点Ｚにイグニッション
接点が閉じたことを示す信号電圧が発生する（以下、イ
グニッション信号という）。この電圧は電圧安定化回路
15に供給され、その後電圧安定化回路からマイクロコン
ピュータ16に安定化された電圧が供給される。さらに遅
延リレー17にもイグニッション信号が供給され、それに
よってリレーが作動されてモータスイッチ18が閉成され
る。モータスイッチが閉成された状態においてはモータ
スイッチ18はバッテリーから電圧が供給されているバッ
テリー接点Ｂにポンプモータ14を接続させる。

従って接点Ｚにイグニッション信号が印加されている
間はコンピュータ16とポンプモータ14は作動する。イグ
ニッション信号がなくなると制御装置10は作動を終了す
るが、ポンプモータ14は遅延リレー17の時間関数によっ
て決定される期間ｔの間はなお回転を続ける。この期間
は長い時間に設定されており、それにより好ましくない
条件の場合にも充分冷却されて、通常の耐温特性を有す
る素子が制御装置内で行きどころのない熱によって損傷
を受けるのを確実に防止している。上記期間ｔは通常
２、30秒から１、２分に選択される。

第３図に示す実施例は第２図の実施例とは異なり、追
加冷却を行わせるために遅延リレー17の代わりにバイメ
タルスイッチ19が設けられている。バイメタルスイッチ
19は、冷却剤と接触して良好な熱伝導が行われるように
配置されており、モータスイッチ18を操作するリレー20
を自己保持する回路に設けられる。このリレー20は遅延
リレー17と同様に、接点Ｚに電圧が印加されると作動さ
れる。その際にモータスイッチ18が閉成されて、それに
よってポンプモータ14に接点Ｂからバッテリー電圧が供
給される。内燃機関が運転されている間に冷却剤が温ま
った場合には、バイメタルスイッチ19の温度も上昇す
る。さらに温度が上昇すると、バイメタルスイッチが閉
成される。その位置が第３図に示されている。バイメタ
ルスイッチが閉成位置にあることによって、リレー20が
自己保持される。イグニッション信号が印加されなくな
った場合に、バイメタルが冷却されて自己保持をやめる
までは、リレー20は閉じたままになる。

第３図に示す回路によれば、実際に必要なときだけに
追加冷却を行うことができるという利点が得られる。す
なわち冷却剤およびそれによって冷却されるバイメタル
スイッチ19が追加冷却を必要としない温度に達するまで
しか内燃機関が駆動されない場合には、イグニッション
信号が印加されなくなった時にはまだバイメタルスイッ
チは開放しており、それによってリレー20はまだ自己保
持されていないので、イグニッション信号がなくなると
すぐにポンプモータ14をバッテリー接点Ｂの電圧から分
離する。

自己保持回路そのものを備えた実施例が第４図に図示
されている。

第４図に示す実施例においては、制御装置10には電圧
安定化回路15とマイクロコンピュータ16の他にさらに自
己保持回路21が設けられている。なお、制御装置にさら
に他の機能を設けることもできる。また自己保持回路21
と（あるいは）電圧安定化回路15を制御装置の外部に配
置することもできる。第４図に示す実施例において重要
なことは、電圧安定化回路15に接点Ｚからの電圧を供給
するのではなく、バッテリー接点Ｂからの電圧を供給す
ることである。従って、この電圧供給は、リレー20が上
述のモータスイッチ18を閉成している場合だけ行なわれ
る。リレー20の一方の端子はバッテリー接点Ｂに接続さ
れており、従ってこの接点にバッテリー電圧が供給され
る。他方のリレー端子は自己保持回路21と接続されてい
る。自己保持回路21のセット入力端子Ｓに接点Ｚからの
イグニッション信号が印加されると、リレーの他方の端
子はアース電位となる。なお、自己保持回路はイグニッ
ション信号の電圧を他に伝えることも可能であって、そ
の場合にはリレー20の他方の端子は接地されていなけれ
ばならない。

従ってイグニッション信号が出力され、自己保持回路
21がセットされると、リレー20が作動され、モータスイ
ッチ18が閉成し、その後ポンプモータ14が回転し、制御
装置の電圧安定化回路15に電圧が供給される。電圧安定
化回路15からは安定された電圧がマイクロコンピュータ
16に供給される。マイクロコンピュータ16には接点Ｚか
らのイグニッション信号も供給されるが、それは電圧を
供給するためでなく、イグニッション信号がいつ存在し
いつ存在しなくなったかを入力するためである。マイク
ロコンピュータ16によってイグニッション信号がもはや
存在しなくなったことが検出されると、あとどのくらい
ポンプモータ14を回転させるべきかが判断される。

例えばクロック信号を計数することによって所定の期
間を算出し、その期間が終了するとマイクロコンピュー
タ16が自己保持回路21のリセット端子Ｒに信号を出力す
る。自己保持回路がリレー20を遮断するので、モータス
イッチ18が開放し、ポンプモータ14と電圧安定化回路15
にはバッテリー電圧が供給されなくなる。マイクロコン
ピュータは上記期間をマイクロコンピュータに入力され
る内燃機関の冷却剤温度に従って決定する。しかし制御
装置10に、例えばNTC抵抗22など専用の温度測定素子を
設けることも可能である。この温度測定素子の信号はマ
イクロコンピュータ16に供給され、目標値と比較され
る。実際値がこの目標温度に達するかあるいはそれを下
回った場合には、リセット信号が出力される。

上述の実施例の説明から、マイクロコンピュータ16を
使用し、追加冷却を終了させる条件が満たされたか否か
を検出できるとき好ましい結果が得られることがわか
る。この利点は自己保持回路21を用いても得ることがで
きる。自己保持回路は公知の装置の機能とは異なり、イ
グニッション信号が印加されなくなった後もマイクロコ
ンピュータを作動させ続けることができる。このように
マイクロコンピュータをさらに作動させておくことによ
って、例えば内燃機関を遮断した後もマイクロコンピュ
ータによって自己診断機能を遂行させることができ、内
燃機関を新たに始動させる時になって初めて自己診断を
遂行させないで済む。この種の自己診断を行う場合に
は、追加冷却を終了させる主条件が所定の期間の経過で
なく、目標温度に達することであった場合でも、マイク
ロコンピュータ16が遅延してリセット信号を出力するよ
うにすると、効果的である。その場合には実際温度が目
標温度より低くなった場合でもリセット信号は即座に出
力されるのではなく、自己診断手続が終了したのちに出
力される。

好ましくは自己保持回路21は、セット端子Ｓにイグニ
ッション信号が印加されている間はリセット端子Ｒにリ
セット信号が印加されてもリセットされないように形成
される。意図しないリセット信号は、例えばマイクロコ
ンピュータ16が誤作動した場合に発生する可能性があ
る。このような故障が生じた場合でも上述の手段を講じ
てあれば、電圧安定化回路15はさらに作動し続け、多数
の装置に設けられている補助コンピュータをさらに作動
させることができる。そうなった場合には自己保持回路
21は補助コンピュータの信号によって遮断され、あるい
は自己保持回路に専用の時限素子を設け、それによって
イグニッション信号がなくなってから所定の期間後にリ
レー20に電圧供給がなくなることによって遮断される。

さらに、ポンプモータ14に温度制御装置からの信号を
供給するようにして、イグニッション信号が印加されて
いる期間でも制御装置10の冷却が実際に必要なときにだ
け、ポンプモータを駆動するようにすることもできる。
そのために温度制御装置、好ましくはマイクロコンピュ
ータによって制御されるスイッチがポンプモータ14に対
して直列に設けられる。その場合にはマイクロコンピュ
ータ16は、イグニッション信号が存在しなくなった場合
に温度素子22からの信号を処理するのではなく、前記信
号を連続的に処理して、逐次目標値と比較する。実際値
が目標値を下回っている間は、上述のスイッチが作動さ
れて、ポンプモータ14を電源電圧から分離する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イ
グニッション信号がなくなった後も所定の条件が満たさ
れるまでは、冷却剤ポンプ装置と制御装置にしばらくの
間電源電圧が供給される。従って、エンジン停止後もし
ばらくは制御装置を作動させることができ、この作動し
ている制御装置により所定の条件が満たされているかを
検査させ、所定の条件が満たされるまでは、冷却剤ポン
プ装置並びに制御装置を作動し続けることができ、エン
ジン停止後も制御装置を良好に冷却しながら制御装置に
なお仕事をさせることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御装置と冷却剤循環部分を有する制御装置用
冷却装置の概略説明図、第２図は内燃機関が遮断された
後に制御装置を追加冷却する遅延リレーを有する制御装
置用冷却装置のブロック回路図、第３図は追加冷却を行
うために遅延リレーの代わりにバイメタルスイッチを有
する第２図と同様のブロック回路図、第４図は追加冷却
を行うために制御装置に自己保持回路を有する第２図と
同様のブロック回路図である。 10……制御装置 11……冷却装置 12……冷却剤ポンプ 14……ポンプモータ 15……電圧安定化回路 16……マイクロコンピュータ 17……遅延リレー 21……自己保持回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー・ツィマーマン ドイツ連邦共和国 7016 ゲルリンゲ ン・リンデンシュトラーセ ３ (72)発明者 ヨハネス・ロッヒェル ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥット ガルト 50・メーフェンヴェーク 50 (56)参考文献 特開 昭64−87822（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−64607（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01P 3/12 F01P 7/14 F01P 7/04 F01P 7/16 505

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イグニッション信号によって作動される内
   燃機関用制御装置（10）と、 冷却剤ポンプ装置（12、14）と冷却剤が循環し前記制御
   装置を冷却する冷却装置（11）からなる冷却剤循環系
   と、 を有する制御装置用冷却装置において、 イグニッション信号がなくなった後も所定の条件が満た
   されるまでは、冷却剤ポンプ装置（12、14）並びに制御
   装置（10）に電源電圧を暫定的に供給する手段（21）が
   設けられ、 前記所定の条件が満たされたかが前記制御装置自身によ
   り検査されることを特徴とする内燃機関の制御装置用冷
   却装置。
2. 【請求項２】前記電源電圧を暫定的に供給する手段（1
   2）は、イグニッション信号によってセットされる自己
   保持回路（21）であり、この自己保持回路はセット状態
   において制御装置（10）と冷却剤ポンプ装置（12、14）
   に電源電圧を供給し、イグニッション信号が印加されな
   くなった後に所定の条件が満たされた時に制御装置から
   出力される信号によってリセットされることを特徴とす
   る請求項第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】制御装置（10）に温度の実際値を出力する
   温度測定素子（22）が設けられ、前記温度の実際値が目
   標値と比較されて、実際値が目標値を下回ったときに前
   記リセット信号が出力されることを特徴とする請求項第
   ２項に記載の装置。
4. 【請求項４】制御装置（10）が時間測定手段を有し、イ
   グニッション信号が印加されなくなった後に所定の期間
   が経過した時に前記リセット信号が出力されることを特
   徴とする請求項第２項あるいは第３項に記載の装置。