JP2004340373A - 外部制御式ファンクラッチの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電磁石により作動させる弁部材により油の供給調整孔を開閉制御する仕組みとなした外部制御式ファンクラッチ装置において、ラジエーター冷却液温度、ファン回転速度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン回転速度、エアコンディショナーのコンプレッサー圧力等をパラメータとして、油の供給調整孔の開閉をOn、Off制御することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
そこで、本発明者は、前記電磁石と弁部材との間にリング形状の磁性体を配置し、電磁石の磁束が該磁性体を介して弁部材に伝達されるごとく該磁性体を密封器匣に組込んだ構成とすることによって、ファン・カップリング装置の小型・軽量化と省電力化およびファン回転制御性の向上をはかった外部制御式ファン・カップリング装置を先に提案した(特許文献2)。
さらに、従来の外部制御式ファンクラッチの制御方法は、ファン回転速度の制御域をOFFからON回転全域とすることで、クラッチが一度ON回転になってしまうと、直後の制御支持に対する応答性が悪くつれ廻りが発生することや、ファン回転速度のみを制御の判断材料としているため急なエンジン回転速度の変動時につれ廻りが発生したり、ファン回転挙動が不安定となる等の欠点があった。
また、前記と同様の、電磁石により弁部材を作動させて油循環流通路を開閉制御する仕組みとなし、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御する方式となし、かつ前記電磁石と弁部材との間にリング形状の磁性体を配置し、電磁石の磁束が該磁性体を介して弁部材に伝達されるごとく該磁性体を密封器匣に組込んだ構成となした外部制御式ファンクラッチの制御方法であって、エンジン側から要求される最適ファン回転速度に上限回転速度を設定するか、またはエンジン回転速度とファン回転速度および前記最適ファン回転速度との差速に基づいてファン回転速度制御信号を一時的に停止するか、あるいはエンジン回転加速度またはアクセル(スロットル)ポジション加速度に基づいてファン回転速度制御信号を一時的に停止(カット)するか、または前記最適ファン回転速度の変化率に基づいて当該最適ファン回転速度の変化率に制限を与えることを特徴とするものである。
なお、前記外部制御式ファンクラッチにおいて、前記電磁石と弁部材との間にリング形状の磁性体を配置し、電磁石の磁束が該磁性体を介して弁部材に伝達されるごとく該磁性体を密封器匣に組込んだ構成としてもよい。
なお、ダム15は回転時の油の集溜する駆動ディスク3の外周壁部と対向するカバー2−2の内周壁面の一部に設けたものである。
まず、ラジエーター21の冷却液温度、ファン22の回転速度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン28の回転速度、エアコンディショナーのコンプレッサー圧力および同エアコンディショナーのOnまたはOff信号等を主演算制御器27に取込み、該主演算制御器で最適なファン回転速度(ファン回転速度域)を判断する。そして、ファン回転を変動させるために必要な弁開閉信号を主演算制御器27内のリレー、あるいは主演算制御器27とは別体のリレーボックス26へ送り、ここでスイッチングを行い、電源をファンクラッチ装置24の電磁石11へ供給し、油供給弁9を開閉させる。この弁開閉による油供給により変動したファン回転をセンシングしてデータを主演算制御器27へフィードバックし、再びラジエーター21の冷却液温度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン回転速度等のデータに基づいて最適なファン回転速度(ファン回転速度域)を判断するシステムとなっている。図中、23はファン回転センサー、25はバッテリーである。
すなわち、車両走行中においてはラジエーター冷却液温度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン回転速度等のデータに基づいて最適なファン回転速度(TFS)を決定し、実際のファン回転速度FSとの偏差E(FSーTFS=E)を求める。そして、この偏差Eをもとに弁開閉信号を算出し、その算出した弁開閉信号をリレーへ出力し、ファンクラッチ装置の油供給弁を開閉させる。図4はそのファン回転制御例を示したもので、実際のファン回転速度FSとの偏差Eをもとに算出した弁開閉信号により冷却ファンの回転速度を最適な回転速度(TFS)に制御することができる。
図5は(イ)電源電圧のOn、Offレートを弁開閉制御信号としてファン回転を最適ファン回転速度(TFS)に制御する例、図6は(ロ)電源電圧のOn、Offの周波数を弁開閉制御信号としてファン回転を最適ファン回転速度(TFS)に制御する例、図7は(ハ)電源電力量(W)を弁開閉制御信号としてファン回転を最適ファン回転速度(TFS)に制御する例をそれぞれ示したものである。この制御例から明らかなように、本発明ではラジエーター冷却液温度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン回転速度等のデータを検知してファン回転速度を変動させるので、水温をある一定域に保つことが可能であり、またラジエーター冷却液温度に関係なく、エンジン回転速度に応じてファンクラッチ装置をOn、Off制御できるので、つれ廻りによるファンノイズを防ぐことができる。
なお、制御因子としては、前記以外にもトランスミッション温度、吸気温度、ACコンプレッサー圧力、アクセル開度等もファン回転制御の判断のパラメーターとすることもできる。
すなわち、クラッチをOn状態にしてしまうと、クラッチのトルク伝達室内に過剰に油が入り残存してしまい、次のタイミングでファン回転速度を下げる信号が出力された場合、前記油の回収に要する時間だけ信号に対する反応が遅れる。また、車両がアイドリング状態から発進、加速する場合のような、エンジン回転速度が低速回転から高速回転に瞬時に変化する場合、トルク伝達室内の過剰な油がつれ廻りを起す原因となる。そこで、クラッチをOn回転より少し低い位置に最適ファン回転速度(ETFS)の上限回転速度を設定してファン回転速度を制御することにより、過剰な油がトルク伝達室内へ入れずに済むため、次のタイミングのファン回転速度制御信号に対する応答遅れを可及的に短くすることができ、エンジン回転変動時及びエンジン始動時のつれ廻りを低減することができる。
ここで、上限回転速度ラインは、エンジン回転速度(n)を変数とした式(近似式)等により決定することができる。
すなわち、本発明の制御システムの対象とするファンクラッチは、インプット回転と受動部(ファン)との差速で油をトルク伝達室へ回収する方式であるから、前記差速が小さくなると油の回収速度が低下し、エンジン回転変動時(低速回転→高速回転)のつれ廻りの原因となる。したがって、この差速がある値よりも小さくなったことを判断し、ファン回転速度制御信号を一時的に停止(カット)することで、油の過剰供給を防ぎつれ廻りを低減することができる。
すなわち、エンジン回転速度が加速したことを瞬時に判断し、ファン回転速度制御信号を停止(カット)することで、つれ廻りを低減することができる。
すなわち、最適ファン回転速度(ETFS)が短時間に急激に変化すると、ファン回転制御システムの制御出力が不安定となり(最適ファン回転速度と実際のファン回転速度間のエラーの変動が大きくなり)、収束性が悪化しファン回転挙動が不安定となる。そこで、最適ファン回転速度(ETFS)の変化率に制限を与えることにより、最適ファン回転速度(ETFS)のエラーの変動を小さくできファン回転挙動を安定化させることができる。
2 密封器匣
2−1 ケース
2−2 カバー
3 駆動ディスク
4 仕切板
5 油溜り室
6 トルク伝達室
7 油回収用循環流通路
8 油供給調整孔
9 油供給用弁部材
9−1 板バネ
9−2 アーマチャー
10 磁気ループエレメント(磁性体)
11 電磁石
12 電磁石支持体
13、14 軸受
15 ダム
21 ラジエーター
22 ファン
23 ファン回転センサー
24 ファンクラッチ装置
25 バッテリー
26 リレーボックス
27 主演算制御器
28 エンジン
Claims (3)
- 先端に駆動ディスクを固着した回転軸体上に、軸受を介して支承された非磁性体のケースと該ケースに取着されたカバーとからなる密封器匣の内部を、仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、回転時の油の集溜する駆動ディスクの外周壁部に対向するカバーの内周壁面の一部にダムと、これに連なってトルク伝達室と油溜り室間に形成された油循環流通路を開閉する磁性を有する弁部材を油溜り室内に備え、前記密封器匣の油溜り室側に電磁石を前記回転軸体に軸受を介して支持し、該電磁石により前記弁部材を作動させて油循環流通路を開閉制御する仕組みとなし、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御する方式となした外部制御式ファンクラッチの制御方法であって、前記弁部材をラジエーター冷却液温度、ファン回転速度、トランスミッションオイル温度、車速、エンジン回転速度、エアコンディショナーのコンプレッサー圧力および同エアコンディショナーのOnまたはOff信号の少なくとも1つの信号に基づいて開閉制御することを特徴とする外部制御式ファンクラッチの制御方法。
- 先端に駆動ディスクを固着した回転軸体上に、軸受を介して支承された非磁性体のケースと該ケースに取着されたカバーとからなる密封器匣の内部を、仕切板により油溜り室と、前記駆動ディスクを内装するトルク伝達室とに区劃し、回転時の油の集溜する駆動ディスクの外周壁部に対向するカバーの内周壁面の一部にダムと、これに連なってトルク伝達室と油溜り室間に形成された油循環流通路を開閉する磁性を有する弁部材を油溜り室内に備え、前記密封器匣の油溜り室側に電磁石を前記回転軸体に軸受を介して支持し、該電磁石により前記弁部材を作動させて油循環流通路を開閉制御する仕組みとなし、駆動側と被駆動側とのなすトルク伝達間隙部での油の有効接触面積を増減させて駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を制御する方式となした外部制御式ファンクラッチの制御方法であって、エンジン側から要求される最適ファン回転速度に上限回転速度を設定するか、またはエンジン回転速度とファン回転速度および前記最適ファン回転速度との差速に基づいてファン回転速度制御信号を一時的に停止するか、あるいはエンジン回転加速度またはアクセル(スロットル)ポジション加速度に基づいてファン回転速度制御信号を一時的に停止するか、または前記最適ファン回転速度の変化率に基づいて当該最適ファン回転速度の変化率に制限を与えることを特徴とする外部制御式ファンクラッチの制御方法。
- 前記電磁石と弁部材との間にリング形状の磁性体を配置し、電磁石の磁束が該磁性体を介して弁部材に伝達されるごとく該磁性体を密封器匣に組込んだ構成となしたことを特徴とする請求項1または2に記載の外部制御式ファンクラッチの制御方法。
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