JP2006097648A - エンジン冷却用電動ファンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エンジン冷却用電動ファンの制御装置において、所定のエンジンパラメータに基づいてエンジン発熱量を予測する放熱量予測手段と、該放熱量予測手段により予測されたエンジン放熱量に基づき、エンジン温度を予測するエンジン温度予測手段と、エンジン停止時に、上記エンジン温度予測手段により予測されたエンジン温度に基づき、エンジン停止中のエンジン温度が所定値以上に上昇すると判断される場合には、エンジンが停止された時点から所定期間だけ上記電動ファンを作動させる制御手段と、を設ける。
【選択図】図2
Description
なお、エンジン停止時に常に電動ファンを作動させるようにすれば、かかる問題を解消し得るが、バッテリ容量やファン自体の耐久性等の問題から好ましくない。
図1は、本発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジン及びエンジン冷却用の電動ファンの制御を行うシステム構成をあらわす図である。筒内噴射式エンジン1は、基本的に、ピストン13の吸気する行程時に燃料を燃焼室4内に噴射することで、燃焼室4内の混合気が均一である状態での燃焼(所謂均一燃焼)を行う多気筒エンジンである。
なお、ここでは、エンジンに搭載されるセンサとして代表的なもの若しくは本発明に関連するもののみを挙げ、それ以外のセンサについてはその説明を省略する。
燃料燃焼に伴い発生するE=エンジン出力E+音E+熱E (式1)
なお、式中の「E」とは「エネルギー」の略記であり、以下の式中においてもこれを用いる。
出力軸出力E=エンジン出力E−摩擦E−ポンピングE−補機駆動出力E (式2)
となる。摩擦及びポンピングエネルギーは、熱エネルギー及び音エネルギーに変わると推察し、また、制御簡略化を図り、音エネルギーを0とすれば、式2は、
出力軸出力E=エンジン出力E−熱E−補機駆動出力E (式2a)
となる。
熱E=燃料燃焼に伴い発生するE−出力軸出力E−補機駆動出力E (式3)
が得られる。
なお、燃料燃焼に伴い発生するエネルギーは、燃焼されるべく燃焼室4内に吸入されるエア流量から演算され、また、出力軸出力エネルギーは、
出力軸出力E=エンジントルク×エンジン回転数×単位換算係数 (式3a)
から演算される。更に、補機駆動出力エネルギーは、
補機駆動出力E=補機駆動トルク×エンジン回転数×単位換算係数 (式3b)
から演算される。
熱E=冷却水による放熱E+排気ガスで放出される熱E (式4)
なお、排気ガスで放出される熱エネルギーは、
排気ガスで放出される熱E=排気ガス量×(排気ガス温−吸気温)×定圧熱容量係数
(式4a)
から演算される。
式3及び式4から、
冷却水による放熱E=燃料燃焼に伴い発生するE−出力軸出力E
−補機駆動出力E−排気ガスで放出されるE (式5)
(エンジン温度−冷却水温度)×α=エンジン放熱量 (式6)
更に、エンジン温度は、エンジン熱容量と、放熱されない熱エネルギーの量と応じて変化することから、次式7が成り立つ。
d(エンジン温度)/dt=(熱E−放熱量)×エンジン熱容量 (式7)
エンジン温度=エンジン放熱量/α+冷却水温度 (式8)
式6及び式7とから、
d(エンジン温度−冷却水温度)/dt
=(熱E−(エンジン温度−冷却水温度)×α)×エンジン熱容量 (式9)
が得られる。
ここで、(エンジン温度−冷却水温度)は、エンジン発生熱量に対する1次遅れとなる。式8から、
(エンジン温度―冷却水温度)=エンジン放熱量/α (式10)
となるため、エンジン放熱量は、次の式11から分かるように、エンジン発生熱量の一次遅れとなる。
エンジン放熱量=エンジン放熱量×K+エンジン発生熱量×(1−K) (式11)
ここで、Kは、エンジン熱容量をあらわす。式5,式8及び式11から、エンジン停止時のエンジン温度を予測する。
この処理では、まず、各種パラメータ信号が読み込まれる(#11)。具体的には、エアフローセンサ28によって検出される気筒2内に吸入されるエアの流量,エンジン回転数センサ44によって検出されるエンジン回転数,水温センサ41によって検出されるエンジン水温,イグニションキーの状態等をあらわす信号が読み込まれる。次に、上記の式11に基づき、エンジン放熱量が予測される(#12)。
Claims (6)
- 所定のエンジンパラメータに基づいてエンジン発熱量を予測する放熱量予測手段と、
上記放熱量予測手段により予測されたエンジン放熱量に基づき、エンジン温度を予測するエンジン温度予測手段と、
エンジン停止時に、上記エンジン温度予測手段により予測されたエンジン温度に基づき、エンジン停止中のエンジン温度が所定値以上に上昇すると判断される場合には、エンジンが停止された時点から所定期間だけ上記電動ファンを作動させる制御手段と、を有していることを特徴とするエンジン冷却用電動ファンの制御装置。 - 更に、エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段が設けられており、
上記制御手段は、エンジン停止時に、上記エンジン温度検出手段により検出されたエンジン温度が所定の第1判定閾値以上で、かつ、上記エンジン温度予測手段により予測されたエンジン温度に基づき、エンジン停止中のエンジン温度が上記第1の判定閾値よりも所定値以上上昇すると予測される場合には、エンジンが停止された時点から所定期間だけ上記電動ファンを作動させることを特徴とする請求項1記載のエンジン冷却用電動ファンの制御装置。 - 上記制御手段は、上記電動ファンの作動後、エンジン温度が上記第1の判定閾値よりも高い第2の判定閾値以上になった場合に、上記電動ファンの作動電圧を高めることを特徴とする請求項2記載のエンジン冷却用電動ファンの制御装置。
- 上記制御手段は、上記電動ファンの作動後、所定時間が経過した場合、若しくは、エンジン水温が上記第1の判定閾値よりも低い第3の判定閾値未満になった場合に、上記電動ファンを作動停止させることを特徴とする請求項2又は3に記載のエンジン冷却用電動ファンの制御装置。
- 上記制御手段は、大気圧が低いほど上記電動ファンの作動期間を長く設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一に記載のエンジン冷却用電動ファンの制御装置。
- 上記制御手段は、大気圧が低いほど上記第1,第2及び第3の判定閾値を低く設定することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一に記載のエンジン冷却用電動ファンの制御装置。
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