JPH07150971A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の冷却水温度をラフ精度な水温セン
サで検出し精度良い各種適応制御を実施すること。 【構成】 内燃機関（エンジン）４０の冷却水出口側と
一体的なサーモスタットケース４１内にはサーモスタッ
ト５０及び水温センサ４が配設され、水温センサ４によ
り冷却水温度が検出される。内燃機関４０の冷却水温度
が上昇し所定の温度に達するとサーモスタット５０は、
その水路を閉状態から開状態として冷却水を通過自在と
する。すると、冷却水温度が下降し始め所定の温度に達
するとサーモスタット５０は、その水路を開状態から閉
状態として内燃機関４０内の冷却水温度を所定温度範囲
内となるように制御する。このサーモスタット５０の冷
却水温度に対する精度良い特性を利用して、水温センサ
４は検出温度と実際の冷却水温度とのズレが補正される
ため、安価なものが採用可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷却水温度を検出する
ことにより各種適応制御を実施する内燃機関制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関制御装置に関連する先行
技術文献としては、特公平３−５０１０１号公報にて開
示されたものが知られている。

【０００３】このものは、内燃機関の低温部及び高温部
の各温度を検出する２つの水温センサを有し、一方の検
出温度を他方の検出温度で補正した補正値と予め設定さ
れた設定値とを比較して正確な内燃機関温度を求め、内
燃機関の各種燃焼制御装置を精度良く制御することがで
きるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、用い
られている水温センサとしては、図８に示すような冷却
水温度の上昇に連れて抵抗値が減少するサーミスタ特性
を有し、その抵抗値変化に基づき冷却水温度を検出する
ものである。この水温センサは、内燃機関の各種燃焼制
御における高温での精度確保のため、例えば、高温領域
の抵抗値Ｒ1 に対しても冷却水温度範囲Ｔa 〜Ｔb で、
そのセンサ間のバラツキが小さく抑えられた比較的高精
度な特性を有するものを採用する必要から高価格なもの
となっていた。

【０００５】そこで、この発明は、かかる生産コストを
低減するためになされたもので、低価格な水温センサを
用いても高温における精度を確保可能な内燃機関制御装
置の提供を課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
制御装置は、内燃機関の冷却水温度に基づいて各種適応
制御を実施する内燃機関制御装置において、前記冷却水
温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記冷却水温度
が予め設定された特定温度に達したのちには、前記特定
温度を上限温度とする予め設定された所定温度範囲内で
遷移するように制御する冷却水温度制御手段と、前記冷
却水温度検出手段で検出される前記冷却水温度を前記冷
却水温度制御手段における前記所定温度範囲の上限温度
または下限温度に基づき補正する冷却水温度補正手段と
を具備するものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、冷却水温度が予め設定され
た特定温度に達して所定温度範囲内で遷移するように制
御される特性を利用し、冷却水温度検出手段で検出され
る冷却水温度がその所定温度範囲の上限温度または下限
温度に基づき補正される。即ち、冷却水温度検出手段で
検出される冷却水温度が、実際の冷却水温度に対してオ
フセット温度を含有しているときでも、上限温度または
下限温度を基準としてそのオフセット温度が算出され、
その値に基づいて検出された冷却水温度が補正される。
このため、冷却水温度検出手段で検出される冷却水温度
は検出精度が向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。

【０００９】〈第一実施例〉図１は本発明の第一実施例
にかかる内燃機関制御装置の構成を示す概略図である。

【００１０】図１において、１０はＥＣＵ（Electronic
Control Unit:電子制御装置）、２０はラジエータ、３
０はウォータポンプ、４０は内燃機関（エンジン）、５
０はサーモスタットである。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１
１、制御プログラムを記憶したＲＯＭ１２、各種データ
を記憶しバッテリバックアップされるＲＡＭ１３及び入
出力回路１４からなり、バッテリＢにより直流電源が供
給されている。このＥＣＵ１０には各種センサからの出
力信号が入力されている。これら各種センサと出力信号
としては、内燃機関４０の図示しないディストリビュー
タに配設されたエンジン回転数センサ１からの機関回転
数Ｎe 、内燃機関４０の負荷状態を検出するため吸気管
内に配設された圧力センサ２からの吸気管負圧Ｐm 、図
示しないスロットル弁に接続されたスロットルポジショ
ンセンサ３からのスロットル開度ＴA 、内燃機関４０の
冷却水出口側と一体的なサーモスタットケース４１内に
配設された水温センサ４からの冷却水温度ＴＨＷＡＤ等
がある。

【００１１】ラジエータ２０内の冷却水はインレットホ
ース２１を通り、ウォータポンプ３０を介して内燃機関
４０に導入される。そして、内燃機関４０の冷却水温度
が上昇し所定の温度に達するとサーモスタットケース４
１内に配設されたサーモスタット５０は、その水路を閉
状態から開状態として冷却水を通過自在とする。する
と、内燃機関４０内の冷却水はウォータポンプ３０の回
転による吐出圧力によりサーモスタット５０及びアウト
レットホース２２を通りラジエータ２０に戻される。こ
のため、冷却水温度が下降し始め所定の温度に達すると
サーモスタット５０は、その水路を開状態から閉状態と
し内燃機関４０内の冷却水温度を所定温度範囲内となる
ように制御する。

【００１２】図５は、冷却水温度の暖機中及び暖機完了
の遷移を示す特性図である。この図から判るように、サ
ーモスタット５０は、開弁温度が一般的に８２℃で比較
的高精度に設定されており、閉弁温度も同様に設定され
ている。これは、高温側では内燃機関４０のオーバヒー
トを回避するためであり、低温側では燃費悪化をもたら
すからである。暖機中ではサーモスタット５０は閉状態
が保持されて冷却水温度は上昇し続け、８２℃に達する
と暖機完了となり、ワックス式では内封されたワックス
の膨張により弁が押上げられその水路が閉状態から開状
態とされる。すると、冷却水温度は下降し始め、冷却水
温度が所定の温度（例えば、７２℃）に達すると再びサ
ーモスタット５０の水路が開状態から閉状態となり、冷
却水の循環が停止されることにより冷却水温度は上昇に
移る。このように、暖機完了後における冷却水温度は８
２℃〜７２℃の範囲で遷移することとなる。

【００１３】ここで、内燃機関４０の冷却水出口側と一
体的なサーモスタットケース４１内に配設された水温セ
ンサ４は、図４に示すようなサーミスタ特性を有するも
の、即ち、例えば、高温領域の抵抗値Ｒ2 に対して冷却
水温度範囲Ｔc 〜Ｔd で、そのセンサ間のバラツキが大
きな特性を有するものを採用する。すると、この水温セ
ンサ４からの冷却水温度に対応する抵抗値に基づく出力
信号をそのまま読込んでも高精度な内燃機関の各種適応
制御は達成できない。

【００１４】このため、以下のように水温センサ４から
読込んだ冷却水温度ＴＨＷＡＤに対して冷却水温度補正
が実行される。図２は、本発明の一実施例にかかる内燃
機関制御装置で使用されているＣＰＵ１１の冷却水温度
補正手順を示すフローチャートである。

【００１５】ステップＳ１０１で、内燃機関制御装置に
おいて内燃機関の運転条件を把握するため、各種センサ
信号が読込まれる。この各種センサ信号としては、エン
ジン回転数センサ１からの機関回転数Ｎe 、内燃機関の
負荷状態を検出するための圧力センサ２からの吸気管負
圧Ｐm 、スロットルポジションセンサ３からのスロット
ル開度ＴA 、水温センサ４からの冷却水温度ＴＨＷＡＤ
等がある。

【００１６】次にステップＳ１０２に移行して、ＲＡＭ
１３の記憶領域から前回の水温センサ補正値ＴＨＷＣＡ
Ｌold が読出される。

【００１７】次にステップＳ１０３に移行して、水温補
正のための内燃機関の運転条件が成立しているかが判定
される。即ち、水温センサ４からの出力信号ＴＨＷＡＤ
値が所定値以上（例えば、６０℃以上）で、内燃機関の
運転条件が安定していること（例えば、アイドル時で所
定時間以上運転されている条件かまたはエンジン回転数
の変化や内燃機関の負荷状態の変化が所定値以下の定常
運転時）であるかがが判定される。ステップＳ１０３の
内燃機関の運転条件が成立するときには、ステップＳ１
０４に移行し、水温補正条件が成立しているかが判定さ
れる。この水温補正条件としては、例えば、サーモスタ
ット５０の開閉による水温センサ４からの出力信号ＴＨ
ＷＡＤの変曲点が所定回数以上認識されたかが用いられ
る。

【００１８】ステップＳ１０４で、水温センサ補正条件
が成立するときには、ステップＳ１０５に移行し、今回
の水温センサ補正値ＴＨＷＣＡＬnew が算出される。こ
の水温センサ補正値ＴＨＷＣＡＬnew は、図３に示すよ
うに、サーモスタット５０の予め判っているサーモスタ
ット開設定温度ＴＨＷＳＳから水温センサ４からの出力
信号ＴＨＷＡＤの変曲点における読値ＴＨＷＳを減算し
た今回のオフセット値である。

【００１９】次にステップＳ１０６に移行して、内燃機
関制御に用いる制御用水温値ＴＨＷが水温センサ４から
の出力信号ＴＨＷＡＤ値にステップＳ１０５で算出され
た水温センサ補正値ＴＨＷＣＡＬnew を加算して算出さ
れる。そして、ステップＳ１０７に移行し、今回の水温
センサ補正値ＴＨＷＣＡＬnew の値が水温センサ補正値
ＴＨＷＣＡＬold としてＲＡＭ１３の記憶領域に記憶
し、本プログラムを終了する。

【００２０】ここで、ステップＳ１０３またはステップ
Ｓ１０４の条件が成立しないときには、ステップＳ１０
８に移行し、内燃機関制御に用いる制御用水温値ＴＨＷ
が水温センサ４からの出力信号ＴＨＷＡＤ値にステップ
Ｓ１０２で読出された前回の水温センサ補正値ＴＨＷＣ
ＡＬold を加算して算出される。即ち、この場合には、
水温補正のための条件が成立していないため、内燃機関
の制御用として用いる冷却水温度に対する補正は、前回
の水温センサ補正値ＴＨＷＣＡＬold を用いて実行され
るのである。

【００２１】このように算出された制御用水温値ＴＨＷ
に基づき、周知のインジェクタ１００に対する燃料噴射
量補正や点火コイル２００に対する点火時期補正等の各
種適応制御がより適切に実行される。

【００２２】このように、本発明の第一実施例の内燃機
関制御装置は、内燃機関４０の冷却水温度に基づいて各
種適応制御を実施する内燃機関制御装置において、前記
冷却水温度を検出する水温センサ４からなる冷却水温度
検出手段と、前記冷却水温度が予め設定された特定温度
に達したのちには、前記特定温度を上限温度とする予め
設定された所定温度範囲内で遷移するように制御するサ
ーモスタット５０からなる冷却水温度制御手段と、前記
冷却水温度検出手段で検出される前記冷却水温度を前記
冷却水温度制御手段における前記所定温度範囲の上限温
度または下限温度に基づき補正するＥＣＵ１０内のＣＰ
Ｕ１１にて達成される冷却水温度補正手段とを具備する
ものである。

【００２３】したがって、冷却水温度が予め設定された
特定温度に達して所定温度範囲内での遷移となったのち
には、検出された冷却水温度が所定温度範囲の上限温度
または下限温度に基づき実際の冷却水温度となるように
補正される。

【００２４】故に、所定の抵抗値に対応する冷却水温度
の範囲が広く、水温センサ間のバラツキが大きく精度が
良くないものを採用しても、各種適応制御を実施するに
あたり精度が補正により確保されるため何ら不都合を生
じることがない。即ち、安価な水温センサを用いた低コ
ストの内燃機関制御装置の構築が可能となる。

【００２５】〈第二実施例〉図６は本発明の第二実施例
にかかる内燃機関制御装置の構成を示す概略図である。
なお、上述の第一実施例と同様の構成または相当部分か
らなるものについては同一符号及び同一記号を付してそ
の詳細な説明を省略する。

【００２６】内燃機関４０の冷却水出口側と一体的なサ
ーモスタットケース４１内には冷却ファンスイッチ５１
が配設されている。この冷却ファンスイッチ５１は、図
７にその特性図を示すように、冷却水温度が上昇して特
定温度である上限温度（例えば、９３℃）となるとＯＮ
となり、下降して下限温度（例えば、８８℃）となると
ＯＦＦとなる。冷却ファンスイッチ５１のＯＮ／ＯＦＦ
に連動して冷却ファンリレー５２がＯＮ／ＯＦＦし、ラ
ジエータ２０近傍に配設された冷却ファン５３が回転／
停止を繰返し、内燃機関４０の冷却水温度が一旦、上限
温度に達したのちでは、所定温度範囲（本実施例では、
８８〜９３℃）内に保持される。つまり、本実施例にお
いては、内燃機関４０の冷却水温度が上昇し、サーモス
タット５０は常時開状態で制御可能な冷却水温度を越
え、更に、冷却ファン５３による冷却水温度下降のため
の補助を必要とするときの構成を示している。

【００２７】ここで、本実施例における水温センサ４に
は、上述の第一実施例と同様な、内燃機関４０の冷却水
出口側と一体的なサーモスタットケース４１内に配設さ
れ、図４に示すようなサーミスタ特性を有するものが用
いられる。即ち、この場合にも、水温センサ４からの冷
却水温度に対応する抵抗値に基づく出力信号をそのまま
読込んでも高精度な内燃機関の各種適応制御は達成でき
ない。

【００２８】このため、以下のように水温センサ４から
読込んだ冷却水温度ＴＨＷＡＤに対して冷却水温度補正
が実行される。

【００２９】上述の第一実施例における冷却水温度補正
制御では、サーモスタット５０が閉状態から開状態とな
るときの水温センサ読値ＴＨＷＡＤの変曲点を用いて温
度差分であるオフセット値を算出している。これに対し
て、本実施例では、冷却ファンスイッチ５１がＯＮとな
る所定温度範囲の上限温度（９３℃）またはＯＦＦとな
る下限温度（８８℃）が高精度に管理されているため、
冷却ファン５３の回転による水温センサ読値ＴＨＷＡＤ
の変曲点または冷却ファン５３の停止による水温センサ
読値ＴＨＷＡＤの変曲点の何れか一方、または両方のタ
イミングまたは、冷却ファン５３がＯＮ時かＯＦＦ時の
水温センサ読値ＴＨＷＡＤを利用して冷却水温度補正を
実施できる。

【００３０】このように、本発明の第二実施例の内燃機
関制御装置は、内燃機関４０の冷却水温度に基づいて各
種適応制御を実施する内燃機関制御装置において、前記
冷却水温度を検出する水温センサ４からなる冷却水温度
検出手段と、前記冷却水温度が予め設定された特定温度
に達したのちには、前記特定温度を上限温度とする予め
設定された所定温度範囲内で遷移するように制御する冷
却ファンスイッチ５１、冷却ファンリレー５２及び冷却
ファン５３からなる冷却水温度制御手段と、前記冷却水
温度検出手段で検出される前記冷却水温度を前記冷却水
温度制御手段における前記所定温度範囲の上限温度また
は下限温度に基づき補正するＥＣＵ１０内のＣＰＵ１１
にて達成される冷却水温度補正手段とを具備するもので
ある。

【００３１】したがって、冷却水温度が予め設定された
特定温度に達して所定温度範囲内での遷移となったのち
には、検出された冷却水温度が所定温度範囲の上限温度
または下限温度に基づき実際の冷却水温度となるように
補正される。

【００３２】故に、所定の抵抗値に対応する冷却水温度
の範囲が広く、水温センサ間のバラツキが大きく精度が
良くないものを採用しても、各種適応制御を実施するに
あたり精度が補正により確保されるため何ら不都合を生
じることがない。即ち、安価な水温センサを用いた低コ
ストの内燃機関制御装置の構築が可能となる。

【００３３】このように、上述の第一実施例における冷
却水温度制御手段はサーモスタット５０、上述の第二実
施例における冷却水温度制御手段は冷却ファンスイッチ
５１、冷却ファンリレー５２及び冷却ファン５３とした
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、冷却水温度が予め設定された特定温度に達し
たのちには、特定温度を上限温度とする予め設定された
所定温度範囲内で遷移するように制御するものであれば
よい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
制御装置は、内燃機関の冷却水温度に基づいて各種適応
制御を実施するものにおいて、冷却水温度検出手段で検
出された冷却水温度が予め設定された特定温度に達した
のちには、その特定温度を上限温度とする予め設定され
た所定温度範囲内で遷移するように制御する冷却水温度
制御手段と、検出された冷却水温度を所定温度範囲の上
限温度または下限温度に基づき補正する冷却水温度補正
手段を具備しており、検出された冷却水温度が実際の冷
却水温度からオフセット値を有していて精度が良くなく
ても、その冷却水温度は予め設定された所定温度範囲の
上限温度または下限温度に基づき補正されてその精度が
確保される。これにより、冷却水温度を検出するセンサ
等には安価なものが採用可能となり内燃機関制御装置が
低コストで構築できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例にかかる内燃機関制
御装置の構成を示す概略図である。

【図２】図２は本発明の一実施例にかかる内燃機関制御
装置で使用されているＣＰＵの処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図３】図３は本発明の第一実施例にかかる内燃機関制
御装置における温度補正の説明図である。

【図４】図４は本発明の第一実施例にかかる内燃機関制
御装置で使用されている水温センサで検出される抵抗値
に対する冷却水温度のバラツキを示す特性図である。

【図５】図５は従来及び本発明の第一実施例にかかる内
燃機関制御装置で使用されているサーモスタット開閉に
よる冷却水温度の遷移を示す特性図である。

【図６】図６は本発明の第二実施例にかかる内燃機関制
御装置の構成を示す概略図である。

【図７】図７は従来及び本発明の第二実施例にかかる内
燃機関制御装置で使用されている冷却ファンＯＮ／ＯＦ
Ｆによる冷却水温度の遷移を示す特性図である。

【図８】図８は従来の内燃機関制御装置で使用されてい
る水温センサで検出される抵抗値に対する冷却水温度の
バラツキを示す特性図である。

【符号の説明】

４ 水温センサ １０ ＥＣＵ ２０ ラジエータ ４０ 内燃機関（エンジン） ５０ サーモスタット ５１ 冷却ファンスイッチ ５２ 冷却ファンリレー ５３ 冷却ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の冷却水温度に基づいて各種適
   応制御を実施する内燃機関制御装置において、 前記冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段と、 前記冷却水温度が予め設定された特定温度に達したのち
   には、前記特定温度を上限温度とする予め設定された所
   定温度範囲内で遷移するように制御する冷却水温度制御
   手段と、 前記冷却水温度検出手段で検出される前記冷却水温度を
   前記冷却水温度制御手段における前記所定温度範囲の上
   限温度または下限温度に基づき補正する冷却水温度補正
   手段とを具備することを特徴とする内燃機関制御装置。