JP2929709B2 - エンジン冷却装置 - Google Patents

エンジン冷却装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、内燃エンジンのエンジン冷却装置に関す
る。
(従来の技術) 車両、例えば自動車が、急勾配の坂道を登坂走行後、
あるいは、連続高速走行後に直ちにエンジンをオフにし
た場合、冷却風がないのでエンジンルーム内の温度が上
昇し、燃料噴射弁ならびに燃料供給通路内でベーパロッ
クが発生するが故、エンジン再始動時にその挙動が不安
定のなることがある。このため、エンジン停止時に冷却
ファンを作動させて、エンジン自体の温度ないしはエン
ジンルーム内温度を下げるようにしている。
しかしながら、エンジン停止後に無制限に冷却ファン
を作動させると、電源であるバッテリを無用に消耗させ
ることになり、又、いたずらに騒音を発生させることに
もなる。
このため、従来はエンジン停止後に燃料温度,吸気温
度あるいは冷却温度等のエンジン雰囲気温度をモニタし
て、これらが所定設定値以上の場合に一定時間だけ冷却
ファンを駆動させてエンジン等の冷却を行なっている。
(発明が解決しようとする課題) 上述のエンジン冷却装置は、従来のガソリンエンジン
車においてはベーパロックの防止に一定の効果が見うけ
られる。一方、近年低公害車両として注目されているア
ルコールエンジン車では、アルコール燃料として例えば
メタノールとガソリンの混合油が使用される場合に、第
6図に示されるように、メタノールブレンド率が一定の
範囲内では燃料の飽和蒸気圧が純ガソリンのときよりも
著しく上昇する現象、所轄共沸現象が見うけられる。こ
れに伴いアルコールエンジン車にガソリンとメタノール
等の混合燃料を使用したときには、一般的ベーパロック
が極めて発生しやすくなるので、アルコールエンジン車
では混合燃料の混合率が所定設定範囲内にあるときなど
にも冷却ファンを作動させてエンジン等の冷却を行なう
ことが提案されている。
しかしながら、ガソリンエンジン車あるいはアルコー
ルエンジン車のいずれの場合も、上述したエンシン雰囲
気温度ないしは燃料の混合率等の状態変数値の大小に係
りなく一定時間冷却ファンを作動させるようにしている
ため、エンジン等の冷却が不足してベーパロックを充分
に防止することができなかったり、あるいは逆に、必要
以上に冷却ファンを作動させて無用なバッテリの消耗と
騒音の発生を招いたりする問題が発生している。
本発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、内燃エンジンのベーパロックを効果的且つ効率的
に防止できるように図ったエンジン冷却装置を提供する
ことを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上述の目的を達成するために、本発明のエンジン冷却
装置は、複数種類の燃料の混合体によって作動し得る内
燃エンジンの停止後に当該内燃エンジンないしはその雰
囲気を冷却する冷却ファン手段を備えたエンジン冷却装
置において、前記混合体における前記複数種類の燃料の
混合率を検出するセンサ手段と、前記センサ手段が検出
した前記複数種類の混合率に応じて前記冷却ファン手段
の作動時間を設定する設定手段と含んでなり、前記内燃
エンジン停止後、前記設定手段により設定された作動時
間に亘り、前記冷却ファン手段を作動させることを特徴
とする。
使用燃料の蒸気発生に関する状態変数値を検出するセ
ンサ手段としては、燃料の混合率を検出するブレンド率
センサ、燃料温度を検出する燃料温度センサ、吸気温度
を検出する吸気温センサ、冷却水温度を検出する水温セ
ンサ等が考えられ、これらを単独又は複数組み合せて使
用してもよい。
(作用) 上述のエンジン冷却装置は、混合体における複数種類
の燃料の混合率を検出するセンサ手段、例えばブレンド
センサが検出した混合率に応じて、冷却ファン手段を作
動させるための作動時間を設定手段により設定し、内燃
エンジン停止後、この作動時間に亘り、冷却ファン手段
を作動させて内燃エンジンないしはその雰囲気を冷却さ
せる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は、本発明に係るエンジン冷却装置の構成を示
す。
本エンジン冷却装置は、特にメタノールとガソリンの
混合油を燃料とするアルコールエンジン車について使用
されるものである。
ところで、エンジン本体1に配設された燃料噴射弁1a
に、図示されていない燃料ポンプにより加圧された燃料
が供給され、この燃料を供給する燃料配管3には、使用
される混合油のメタノールブレンド率すなわちメタノー
ルのガソリンに対するブレンド率を検出するためのブレ
ンド率センサ4と、燃料温度を検出するための燃料温度
センサ6とが配設されており、これらはコントローラ2
に夫々電気的に接続されている。
一方、エンジン本体1近傍に配設された冷却水通路7
には、冷却水温度を検出するための水温センサ8がは配
設されており、やはりコントローラ2の入力側に電気的
に接続されている。
また、エンジン本体1の燃焼室1bへ吸気を導くために
シリンダヘッド1cに吸気通路9が接続されている。この
吸気通路9の先端にはエアクリーナ10が配設され、この
エアクリーナ10内には、吸気温度を検出するための吸気
温センサ12が配設されている。そして、この吸気温セン
サ12もコントローラ2に電気的に接続されている。
この他、コントローラ2には、イグニションスイッチ
16が接続され、イグニションスイッチ16のオンオフ信号
が供給されている。
そして、コントローラ2の出力側には、図示されない
バッテリを電源として冷却ファン14を駆動する、ファン
モータ13が接続されている。なお、冷却ファン14として
は、例えばラジエータファンが使用される。
次にコントローラ2により実行される冷却ファン制御
の手順を第2A図および第2B図を参照して説明する。
コントローラ2は、常時イグニションスイッチ16のオ
ンオフ位置を監視しており、先ず、イグニションンスイ
ッチ16がオフになったか否かを判別する(ステップS1
0)。
ステップS10の判別結果が否定(No)の場合はステッ
プS10を繰り返す。
ステップS10の判別結果が肯定(Yes)の場合、すなわ
ち、イグニションスイッチ16がオフとなったときは、次
にコントローラ2は、ブレンド率センサ4が検出したメ
タノールブレンド率B、燃料温度センサ6が検出した燃
料温度TF、水温センサ8が検出した冷却水温度TWおよび
吸気温センサ12が検出した吸気温度TAを読み込む(ステ
ップS12)。
そして、第3図,第4図および第5図と次式(1)と
により、冷却ファン作動時間Fが次のように演算される
(ステップS14)。
F=f1(B,TF)+f2(TA)+f3(TW) …(1) 即ち詳細には、先ず、第3図を参照して、ステップS1
2で読み込んだメタノールブレンド率Bと、燃料温度TF
とから冷却ファン作動時間f1(B,TF)が求められる。
ここで、第3図は、燃料温度TFをパラメータとした場
合のメタノールブレンド率Bと冷却ファン作動時間f
1(B,TF)との関係を示しており、燃料温度TFが一定の
場合は前述した第6図に示されるメタノールブレンド率
と飽和蒸気圧との関係に近似する関係、すなわち、メタ
ノールブレンド率がBが略30パーセントから50パーセン
トの領域で最大の冷却ファン作動時間f1(B,TF)が得ら
れるように設定されている。他方、メタノールブレンド
率Bが一定の場合は、燃料温度TFが高い程、冷却ファン
作動時間f1(B,TF)が長くなるように設定されている。
次に、、第4図を参照して、ステップS12で読み込ん
だ吸気温度TAから冷却ファン作動時間f2(TA)が求めら
れる。
ここで、第4図は、吸気温度TAと冷却ファン作動時間
f2(TA)との関係を示しており、f2(TA)は(TA)が所
定設定値TA0までは零として、TAがTA0を超える場合はそ
の後TAの一時関数として増加するように設定されてい
る。
また、第5図を参照して、ステップS12で読み込んだ
冷却水温度TWから、冷却ファン作動時間f3(TW)が求め
られる。
ここで、第5図は、冷却水温度TWと冷却ファン作動時
間f3(TW)との関係を示しており、f3(TW)はTWが所定
設定値TWOまでは零として、TWがTWOを超える場合はその
後TWの一時関数として増加するように設定されている。
このように設定された冷却ファン作動時間f1(B,
TF),f2(TA)およびf3(TW)を前述した(1)式に代
入することにより、ベーパロックを防止するのに必要で
且つ充分な冷却ファン作動時間Fが最終的に求めらるの
である。
なお、上述したメタノールブレンド率B等が各々所定
の値に達しないときは、上記冷却ファン作動時間Fが零
として求められ、結果的にエンジンの冷却が行われない
場合もある。
次に、ステップS14で演算された冷却ファン作動時間
Fが、電源であるバッテリの極度の消耗を防止するため
のに設定された最大冷却ファン作動時間Fmax.を超えた
か否かを判別する(ステップS16)。
ステップS16の判別結果が否定の場合は、タイマがス
テップS14で演算された冷却ファン作動Fにセットさ
れ、これをスタートする(ステップS22)。
ステップS16の判別結果が肯定の場合は、ステップS18
に於いて、冷却ファン作動時間Fが上述した最大冷却フ
ァン作動時間Fmax.に置き換えられた後、ステップS22が
実行されるのである。
なお、上述したタイマは、ステップS14又はステップS
18で求められた冷却ファン作動時間Fを計時するための
ものであり、カウントアップした時点でファンモータ13
の作動を停止するアップカウンタである。
次に、コントローラ2は、図示されていないバッテリ
からファンモータ13へ通電させて冷却ファン14を作動さ
せ(ステップS24)、エンジンの冷却を開始する。
そして、上述したタイマが冷却ファン作動時間Fをカ
ウントアップしたか否かを判別する(ステップS26)。
ステップS26の判別結果が否定の場合は、タイマがカ
ウントアップし終えるまでこれを繰り返す。
ステップS26の判別結果が肯定の場合は、コントロー
ラ2はバッテリからファンモータ13への通電を停止し、
冷却ファン14によるエンジンの冷却を終了する(ステッ
プS28)。
以上のように、コントローラ2は、ベーパロックの発
生に影響の大きいメタノールブレンド率B、燃料温度
TF、冷却水温度TWおよび吸気温度TAの各検出値に応じて
冷却ファン作動時間Fを適宜設定しエンジン等の冷却を
行うので、無用はバッテリの消耗と騒音の発生を防止し
つつ、アルコールエンジン車に混合燃料を使用した場合
の共沸現象に基づくベーパロック発生を、効果的且つ効
果的に防止している。
なお、上述した実施例は、メタノールとガソリンとの
混合油を燃料とするアルコールエンジン車について述べ
ているが、これに限定されるものではなく、他の混合油
を使用するアルコールエンジン車については勿論のこ
と、ガソリンエンジン車に対しても適用することができ
る。但し、ガソリンエンジン車の場合は、ブレンド率セ
ンサ4が検出するメタノールブレンド率がBが零と検出
されて第2A図および第2B図に示される冷却ファン制御が
実行される。また、ガソリンエンジン車に対してのみ適
用できる構成として、ブレンド率センサ4の配設を削除
することもできる。但し、この場合は、メタノールブレ
ンド率Bを上述したステップS12で読みとることができ
なくなるので、コントロール2内でメタノールブレンド
率Bを予め零としてやるか、あるいは、第3図の冷却フ
ァン作動時間f1(B,TF)を燃料温度TFのみの関数、すな
わちf1(TF)として設定する等の構成の変更が必要であ
る。
また、上述した各センサの配置位置は上述したものに
限定されるものではなく、ベーパロックの発生防止によ
り好適した変数値が夫々得られるような位置へ、適宜変
更配設することが可能である。
更に、使用燃料の蒸気発生に関連する状態変数として
は、上述したメタノールブレンド率B、イグニションス
イッチ16オフ時の燃料温度TF、冷却水温度TWあるいは吸
気温度TAに限定されるものではなく、例えば、エンジン
本体1の温度、エンジン室内温度あるいは潤滑油温度等
の他のエンジン雰囲気温度を用いるようにしてもよい。
また、このほかイグニションスイッチ16オン時、すなわ
ち、自動車の走行時あるいは自動車停止後イグニション
スイッチ16オフ時までの間の任意の変数、例えば、上述
したエンジンの雰囲気温度のみならずエンジン回転数あ
るいはそれらの継続時間等の種々の変数を採用して冷却
ファン作動時間Fを演算させることもできる。
また、上述した冷却ファン14は必ずしもラジエータフ
ァンに限定されるものではなく、特別に専用の、又は他
の装置と共用の冷却ファン14を配設するようにしてもよ
い。また、冷却箇所もエンジン本体1のみならず燃料
系、例えば、燃料配管3等を集中冷却するなどその形態
は様々変更可能である。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明のエンジン冷却装
置は、内燃エンジン停止後、センサ手段が検出した混合
率に応じて設定手段により設定された作動時間に亘り、
冷却ファン手段を作動させて内燃エンジンないしはその
雰囲気を冷却させるので、効果的且つ効率的に内燃エン
ジンのベーパロックを防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るエンジン冷却装置の概略構成を
示すブロック図、第2A図および第2B図は、第1図中のコ
ントローラ2により実行される冷却ファン制御の手順を
示すフローチャート、第3図は、メタノールブレンド率
Bと燃料温度TFと冷却ファン作動時間f1(B,TF)との関
係を示すグラフ、第4図は、吸気温度TAと冷却ファン作
動時間f2(TA)との関係を示すグラフ、第5図は、冷却
水温度TWと冷却ファン作動時間f3(TW)との関係を示す
グラフ、第6図は、メタノールブレンド率と飽和蒸気圧
との関係を示すグラフである。 1……エンジン本体、2……コントローラ、4……ブレ
ンド率センサ(センサ手段)、6……燃料温度センサ
(センサ手段)、8……水温センサ(センサ手段)、12
……吸気温センサ(センサ手段)、13……ファンモー
タ、14……冷却ファン(冷却ファン手段、16……イング
ニションスイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 佳彦 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 飯田 和正 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 宮本 勝彦 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−177417(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01P 7/02 - 7/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数種類の燃料の混合体によって作動し得
    る内燃エンジンの停止後に当該内燃エンジンないしはそ
    の雰囲気を冷却する冷却ファン手段を備えたエンジン冷
    却装置において、 前記混合体における前記複数種類の燃料の混合率を検出
    するセンサ手段と、 前記センサ手段が検出した前記複数種類の混合率に応じ
    て前記冷却ファン手段の作動時間を設定する設定手段と
    を含んでなり、 前記内燃エンジン停止後、前記設定手段により設定され
    た作動時間に亘り、前記冷却ファン手段を作動させるこ
    とを特徴とするエンジン冷却装置。
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