JP4895423B2 - エンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子エンジン制御装置（ＥＣＵ）の温度制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関内に設けられるＥＣＵの主たる機能は、エンジンシリンダに供給される燃料の調節である。しかし、ＥＣＵは、エンジンブレーキ、交流発電機、または空気圧縮機などの付属機器を制御する他の機能を付加的に有する場合がある。どのような構成部品を制御する場合でも、通常、ＥＣＵから大量の熱放散が生じる。
【０００３】
一般的に、過熱はＥＣＵに故障をもたらす原因となる。特に、広い範囲に及ぶ種々の環境条件下において作動されるトラクタや貨物自動車用のエンジンにおいては、過熱はＥＣＵに大きな悪影響を及ぼす。このようなエンジンのＥＣＵをエンジンシリンダに供給される燃料が流れる冷却器上に取り付けることによって冷却する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＥＣＵ冷却システムは、環境温度とエンジン負荷のそれぞれの所定の極値に対処するように設計されている。しかし、もしエンジンが所定の作動範囲を外れて作動されると、ＥＣＵに故障が生じることがある。このような故障の後でも、エンジンを「徐行（limp home）」モードで作動できる場合もあるが、エンジンを効率的に作動させることはできない。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、電子エンジン制御装置（ＥＣＵ）とＥＣＵの過熱による故障を防ぐためのＥＣＵ用温度管理システムとを有するエンジン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】
上記目的を達成するために、本発明は、電子エンジン制御装置（ＥＣＵ）と前記ＥＣＵの過熱による故障を防ぐためのＥＣＵ用温度管理システムを有するエンジンにおいて、前記温度管理システムが、前記ＥＣＵの温度を監視または評価して前記ＥＣＵの温度がいつ所定の許容限界に達するかを判断する手段と、前記ＥＣＵのさらなる加熱を制限して前記ＥＣＵの温度が前記許容限界を超えるのを防ぐ手段とを備えることを特徴とするエンジンを提供する。
【０００７】
本発明は、基本的に、過熱によるＥＣＵの故障の危険性を予知し、ＥＣＵの温度が許容温度を超える前に故障を防ぐための処置を施すことを意図している。
【０００８】
ＥＣＵの通常の温度は、ＥＣＵと接触する温度センサによって直接的に測定することができ、またはＥＣＵと接触する冷却器内を流れる冷媒の温度から間接的に測定することができる。あるいは、大気の温度およびＥＣＵを冷却する冷媒の温度を測定し、測定された温度からＥＣＵ内の電力損の最大率を評価する手段を設けてもよい。このような測定または評価によって、ＥＣＵの温度が過熱による故障の危険性を示す臨界点に（到達してはいないが）到達しつつあることが判明したとき、ＥＣＵのさらなる温度上昇を制限する処置が施される。
【０００９】
ＥＣＵの温度上昇は、２つの原因、すなわち、ＥＣＵによって生じる熱量とＥＣＵから放散される熱量による。ＥＣＵの過熱の危険性が差し迫っていると判断されたとき、これらの熱量の１つまたは両方を部分的に抑制することによって、ＥＣＵのさらなる温度上昇を防ぐことができる。
【００１０】
ファンを作動させるか、冷媒の流速を増すか、またはエンジン冷却システム内のサーモスタットの温度を変更することによって、ＥＣＵの冷却性を向上させることができる。
【００１１】
最大エンジン負荷を低減させるか、または付属機器の作動を停止させることによって、ＥＣＵ内の発熱率を低下させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１２と種々の駆動装置１６を備える、概括的に参照番号１０によって示されるエンジン制御装置（ＥＣＵ）を示している。駆動装置１６は、概して電力回路の一部を形成するので熱を発生する。一般的に、そのような駆動装置１６が多く用いられて、それらによって制御される負荷電流が大きくなると、ＥＣＵ１０内に生じる熱も多くなる。図面に示されているＥＣＵ１０は内部温度センサ１４を内蔵している。このようなセンサの設置は望ましいが、必ずしも設置されなくてもよい。
【００１４】
図１には、上記各駆動装置１６によって制御される複数の外部装置１８が示されている。これらの外部装置１８の内、必須の装置としてエンジン燃料噴射装置が挙げられ、随意の装置としてエンジンブレーキ、エンジン駆動交流発電機、または空気圧縮機などの付属機器が挙げられる。このような外部装置１８は、該当する駆動装置１６から供給される電流の大きさにもよるが、ＥＣＵ１０内において熱発散をもたらす一因となる。例えば、噴射装置をより長期間開放してエンジンがより高負荷条件下で作動される場合、噴射装置をより短期間開放してエンジンがより低負荷条件下で作動される場合と比較して、より多くの熱が該当する駆動装置１６内に発散される。
【００１５】
ＥＣＵ１０は、冷却器２０によって冷却される。冷却器２０は、ＥＣＵ１０と熱的に接触して通常はエンジンに供給される燃料からなる冷媒が内部に流れる熱交換器から構成されるとよい。冷媒は供給経路２２を介して冷却器２０に入り、放出経路２４を介して冷却器２０から放出される。冷媒温度センサ２６が放出経路２４内に設けられ、また、ＥＣＵ１０の近傍の空気温度を測定する周囲温度センサ２８が付加的に設けられる。３種類の温度センサ１４、２６および２８の出力信号はすべてＣＰＵ１２に供給される。
【００１６】
ＥＣＵ１０の作動中に発生した熱は、図面において矢印によって示されるように、冷却器２０および大気に伝達されて消失する。ＥＣＵ１０のＣＰＵ１２は、各外部装置１８に該当する駆動装置１６を制御する標準的な機能に加え、ＥＣＵ１０が過熱する危険性を判断するための温度計算を常時行う機能を果たしている。具体的には、ＣＰＵ１２は、センサ２６によって検出される冷媒の温度とセンサ１４によって検出されるＥＣＵ１０自身の温度を入力変数とするアルゴリズムを用いて、有効冷却能力の限度内におけるＥＣＵ１０による最大熱発生率を計算する。
【００１７】
ＣＰＵ１２は、駆動装置１６を制御するために、それ自身が生成する信号からＥＣＵ１０による熱発生率を評価してもよい。もし、ＥＣＵ１０の熱出力が評価された最大冷却率を超える場合、ＣＰＵ１２はＥＣＵ１０が過熱するのを防ぐ処置を行う。
【００１８】
そのような処置として、２つの方法が挙げられる。第1の方法は最大許容電力損を増す方法であり、第２の方法は内部発熱を制限する方法である。
【００１９】
例えば、ファンを作動させるかまたはエンジンが可変速度ファンを装備している場合はそのファンの速度を増すことによって、空気流を増大させて冷却を改善することが可能である。
【００２０】
さらに、例えば、燃料ポンプを制御し、また、大気温度のピーク値を低減させる電子サーモスタットによってエンジン作動温度を低下させることによって、冷媒、すなわち、熱伝達媒体の流速を増大させることも可能である。
【００２１】
内部の電力損は、通電時に熱を放散する必ずしも必要ではない駆動装置を停止させることによって減少させることができる。駆動装置は車両/システムの安全操作に必要不可欠ではないシステムを制御している場合がある。停止させる駆動装置の数は、内部温度が測定できるなら、その測定された内部温度または評価された最大冷却能力に依存して決められる。
【００２２】
エンジンシリンダへの燃料供給を制御する駆動装置は、それ自身、発熱を低減させるのに用いられる。すなわち、駆動装置によって、選択された特定のシリンダへの燃料供給を停止させるか、またはエンジンを部分負荷の条件下で作動させることによってすべてのシリンダへの燃料供給を低下させるとよい。
【００２３】
あるいは、ＥＣＵ１０の過熱の危険性がなくなるまで、エンジンブレーキ、交流発電機、または空気圧縮器などの付属機器に関連する駆動装置を停止させるか、または駆動装置内での電力損が低下する条件下で作動させるとよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されるので、ＥＣＵの温度が過熱による故障の危険性を示す臨界点に（到達してはいないが）到達しつつあることが判明したとき、ＥＣＵのさらなる温度上昇を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるＥＣＵ温度管理システムの概略的ブロック図である。
【符号の説明】
１０ エンジン制御装置（ＥＣＵ）
１２ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１４ ＥＣＵ温度センサ
１６ 駆動装置
１８ 外部装置
２０ 冷却器
２２ 供給経路
２４ 放出経路
２６ 冷媒温度センサ
２８ 環境温度センサ

Claims (7)

1. 電子エンジン制御装置（ＥＣＵ）と、所定の許容限界を越える過熱による前記ＥＣＵ（１０）の故障を防ぐための該ＥＣＵ（１０）用温度管理システム（１２）と、を有するエンジンであって、
   前記温度管理システム（１２）は、前記ＥＣＵ（１０）の冷却の増進または前記ＥＣＵ（１０）の発熱の減少のうちの少なくとも一方を制御することによって、前記ＥＣＵ（１０）の温度が前記許容限界を越えないように前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する制御手段を備え、
   前記温度管理システム（１２）は、更に、
   − 冷媒が前記ＥＣＵ（１０）を冷却した後に前記冷媒の温度を測定する冷媒温度センサ（２６）と、
   − 前記ＥＣＵ（１０）近傍の空気温度を測定する周囲温度センサ（２８）と、
   − 測定された前記冷媒の温度および空気温度から、前記ＥＣＵ（１０）の温度が前記所定の許容限界を越えることのない前記ＥＣＵ（１０）内の最大熱発生率をアルゴリズムによって求め、前記算出された最大熱発生率に基づいて前記制御手段を操作する計算手段（１２）と、
   を備えることを特徴とするエンジン。
2. 前記ＥＣＵ（１０）の温度を測定する温度センサ（１４）が、前記ＥＣＵ（１０）に内蔵されるかまたは接触して設けられ、測定された前記ＥＣＵ（１０）の温度は、前記計算手段（１２）の前記アルゴリズムへの更なる入力事項となることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する前記制御手段は、ファンを作動させるかまたは可変速ファンの速度を増す手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン。
4. 前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する前記制御手段は、冷媒の流速を増す手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジン。
5. 前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する前記制御手段は、エンジン冷却システムのサーモスタットの開温度を下げる手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジン。
6. 前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する前記制御手段は、エンジンシリンダのすべてまたはいくつかに対する燃料供給を低下させる手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジン。
7. 前記ＥＣＵ（１０）のさらなる加熱を制限する前記制御手段は、付属機器を制御する機能を果たす前記ＥＣＵ（１０）内の駆動装置を停止する手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のエンジン。

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