JP2006336602A - ファンクラッチ制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速状態に入った時に急増する騒音を抑制して運転者に不快感を極力与えないようにする。
【解決手段】車両のエンジン１と冷却ファン３の間に介装したファンクラッチ２を制御する方法に関し、車両が加速状態に入った時に前記ファンクラッチ２を切り、冷却ファン３をエンジン１側から切り離して空転状態とし、加速時のエンジン音の増加に冷却ファン３の騒音が加わらないようにして、運転者が感じる騒音面での環境変化を小さく抑え、運転者に不快感を極力与えないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はファンクラッチ制御方法及び装置に関するものである。

車両用エンジンに付帯する冷却ファンは、ラジエータ越しに外気を強制的に吸引して冷却媒体であるクーラントの放熱を助け、ノッキングや潤滑不良の要因となるエンジンの過熱を防ぐ役割を果たしているが、十分な送風量が期待できる車両高速走行時等においては、冷却ファンを駆動する分だけエンジン出力の損失が生じ、これにより燃費の悪化を招いてしまっていた。

そこで、エンジンのクランクシャフトと冷却ファンとの間に電子制御のファンクラッチを介在させ、車両の運転状況に基づきファン冷却が不要となる度にファンクラッチを切ることで冷却ファンの回転消費エネルギーをできるだけ少なくする提案が成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３１３１号公報

しかしながら、このようにファンクラッチの断続を車両の運転状況に基づいて細かく実行し、冷却ファンの累計作動時間を極力短くすることで燃費の向上を図るようにするだけでは、冷却ファンの必要時に運転者がアクセルを大きく踏み込んで車両が加速状態に入ってしまった場合に、エンジン回転数の急激な上昇に伴い冷却ファンの回転数も急激に上昇して騒音が大きくなり、車両の運転室内における快適性が損なわれて運転者に不快感を与える虞れがあった。

即ち、加速前の車速や負荷が低い運転状態にあっては、エンジン音や風切り音等がそれほど気にならない比較的静かな室内環境となっているので、加速時にエンジンと冷却ファンの騒音が一斉に増加すると、運転者にとって騒音面での環境変化が大きく感じられて不快感を覚え易かった。

本発明は斯かる実情に鑑みてなしたもので、加速状態に入った時に急増する騒音を抑制して運転者に不快感を極力与えないようにすることを目的としている。

本発明は、車両のエンジンと冷却ファンの間に介装した電子制御のファンクラッチを制御する方法であって、車両が加速状態に入った時に前記ファンクラッチを切ることを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、走行中に運転者がアクセルを大きく踏み込んで車両が加速状態に入った時にファンクラッチが切られ、これにより冷却ファンがエンジン側から切り離されて空転状態となるので、エンジンの回転数が急激に上昇しても冷却ファンの回転数は追従せずに低いまま保たれ、エンジン音の増加に冷却ファンの騒音が加わらなくなって、運転者が感じる騒音面での環境変化が小さくなる。

しかも、加速時にファンクラッチが切れて冷却ファンがエンジン側から切り離され、該エンジンにとっての負荷が軽減されることになるので、車両の加速性が向上されると共に、更なる燃費向上が図られることになる。

尚、車両の加速が完了して定速走行に移行した段階でファンクラッチが繋がり、冷却ファンがエンジンの回転数に応じた回転数で駆動されることになるが、この段階でのエンジン音や風切り音はある程度大きくなってしまっているので、この段階で冷却ファンの騒音が新たに加わっても、運転者にとって騒音面での環境変化は殆ど認識されることがなく、不快感を覚えるような事態にならなくて済む。

また、本発明の方法をより具体的に実施するにあたっては、例えば、車両のエンジンと冷却ファンの間に電子制御のファンクラッチを介装すると共に、車両が加速状態に入ったことを判定し且つその加速判定時に前記ファンクラッチを切るコントローラを備えるようにすれば良い。

更に、本発明のファンクラッチ制御装置では、アクセル開度を検出するアクセルセンサと、車速を検出する車速センサとを備え、これらアクセルセンサ及び車速センサからの検出信号に基づき単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上で且つ車速が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することが可能である。

また、トランスミッションの段数を検出するトランスミッション段数センサを備え、該トランスミッション段数センサからの検出信号に基づきシフトダウンが検知された場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することも可能である。

更に、車両が燃料噴射装置を採用している場合には、その燃料噴射制御系から燃料噴射量信号を入力し且つ該燃料噴射量信号に基づき単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することも可能である。

また、車両の加速度を検出する加速度計を備え、該加速度計からの検出信号に基づき車両の加速度が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することも可能である。

更に、車両がキャブレタ方式を採用している場合には、スロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度センサを備え、該スロットルバルブ開度センサからの検出信号に基づき単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することも可能である。

また、車両が自動変速装置を採用している場合には、その自動変速制御系からキックダウン信号を入力し且つ該キックダウン信号を検知した場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成することも可能である。

本発明のファンクラッチ制御方法及び装置によれば、走行中に運転者がアクセルを大きく踏み込んで車両が加速状態に入った時にファンクラッチを切ることにより、冷却ファンをエンジン側から切り離して空転状態とすることができるので、加速時におけるエンジン音の増加に冷却ファンの騒音が加わらないようにして、運転者が感じる騒音面での環境変化を小さく抑え、運転者に不快感を極力与えないようにすることができ、しかも、加速時に冷却ファンがエンジン側から切り離されることで該エンジンにとっての負荷を大幅に軽減することができ、車両の加速性や燃費を従来より向上することができる等種々の優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明を実施するための第一の形態例を示すもので、エンジン１に対し電子制御のファンクラッチ２を介して冷却ファン３が装備されており、該ファンクラッチ２は、コントローラ４からの制御信号４ａに基づいて断続制御されるようになっている。

ここで、前記コントローラ４には、サーモケース等に装備されてクーラントの温度を検出する温度センサ５からの検出信号５ａが入力されるようになっており、該温度センサ５からの検出信号５ａに基づき現在のクーラントの温度が所定の許容範囲を上回った際に、ファンクラッチ２を繋ぐ制御信号４ａが出力され、現在のクーラントの温度が所定の許容範囲を下回った際には、ファンクラッチ２を切る制御信号４ａが出力されるようになっている。

尚、冷却ファン３の前面には、クーラントを空冷するためのラジエータ以外に、ターボチャージャにより過給されて昇温した吸気を空冷するためのインタークーラや、エアコンの気相の冷却媒体を空冷して液相に復元するためのエアコンコンデンサが配置されることもあるので、このような場合には、現在のクーラントの温度が所定の許容範囲を下回っていても、吸気温度が所定の許容範囲を上回っている場合やエアコン稼働時にファンクラッチ２を繋ぐ制御信号４ａが出力されるようにしても良い。

そして、本形態例においては、このようなファンクラッチ２を不要時に切ることで燃費向上を図るようにした通常の断続制御に加え、アクセルの踏み込み角をアクセル開度として検出するアクセルセンサ６からの検出信号６ａと、車速を検出する車速センサ７からの検出信号７ａと、トランスミッションの段数を検出するトランスミッション段数センサ８からの検出信号８ａも入力されるようになっており、これらのアクセルセンサ６、車速センサ７、トランスミッション段数センサ８からの検出信号６ａ，７ａ，８ａに基づき車両が加速状態に入ったものと判定された時には、前述した通常の燃費向上を図る断続制御に優先して前記ファンクラッチ２を切る制御信号４ａが出力されるようにしてある。

即ち、前記コントローラ４で車両が加速状態に入ったことを判定するにあたっては、アクセルセンサ６及び車速センサ７からの検出信号６ａ，７ａに基づき単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上（踏み込んだアクセルを戻した場合のアクセル開度の変化量は負の変化量として扱われる）で且つ車速が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようになっており、また、単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値を下回っていても、トランスミッション段数センサ８からの検出信号８ａに基づきシフトダウンが検知された場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようになっている。

図２は前述したファンクラッチ２の断続制御をフローチャートにまとめたものであり、最初にステップＳ１で単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定されるが、単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上であれば、ステップＳ２に進んで車速が閾値以上であるか否かが更に判定され、車速が閾値以上であれば、ステップＳ３に進んでファンクラッチ２が切られることになる。

他方、先のステップＳ１で単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値を下回っていると判定された場合にはステップＳ４に進み、ここでシフトダウンが検知されない限りそのままステップＳ５に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっているが、ステップＳ４でシフトダウンが検知された場合には、単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値を下回っていても、ステップＳ３に進んでファンクラッチ２が切られるようにしてある。

ただし、先のステップＳ２で車速が所定の閾値を下回っていると判定された場合には、単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上であっても、ステップＳ５に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっている。

而して、このようにすれば、走行中に運転者がアクセルを大きく踏み込んで車両が加速状態に入った時に、アクセルセンサ６、車速センサ７、トランスミッション段数センサ８からの検出信号６ａ，７ａ，８ａに基づきコントローラ４にて車両が加速状態に入ったものと判定され、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切る制御信号４ａが出力されることでファンクラッチ２が切られ、これにより冷却ファン３がエンジン１側から切り離されて空転状態となるので、エンジン１の回転数が急激に上昇しても冷却ファン３の回転数は追従せずに低いまま保たれ、エンジン音の増加に冷却ファン３の騒音が加わらなくなって、運転者が感じる騒音面での環境変化が小さくなる。

しかも、加速時にファンクラッチ２が切れて冷却ファン３がエンジン１側から切り離され、該エンジン１にとっての負荷が軽減されることになるので、車両の加速性が向上されると共に、更なる燃費向上が図られることになる。

尚、車両の加速が完了して定速走行に移行した段階で単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値を下回ることでファンクラッチ２が繋がり、冷却ファン３がエンジン１の回転数に応じた回転数で駆動されることになるが、この段階でのエンジン音や風切り音はある程度大きくなってしまっているので、この段階で冷却ファン３の騒音が新たに加わっても、運転者にとって騒音面での環境変化は殆ど認識されることがなく、不快感を覚えるような事態にならなくて済む。

従って、上記形態例によれば、走行中に運転者がアクセルを大きく踏み込んで車両が加速状態に入った時に、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切ることにより、冷却ファン３をエンジン１側から切り離して空転状態とすることができるので、加速時におけるエンジン音の増加に冷却ファン３の騒音が加わらないようにして、運転者が感じる騒音面での環境変化を小さく抑え、運転者に不快感を極力与えないようにすることができ、しかも、加速時に冷却ファン３がエンジン１側から切り離されることで該エンジン１にとっての負荷を大幅に軽減することができ、車両の加速性や燃費を従来より向上することができる。

図３は本発明の第二の形態例を示すもので、車両が燃料噴射装置を採用している場合に、その燃料噴射制御系９から燃料噴射量信号９ａを入力し且つ該燃料噴射量信号９ａに基づき単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラ４を構成したものである。

ここで、コントローラ４自体がエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）と一体的に構成されている場合には、このエンジン制御コンピュータ内でエンジン１の燃料噴射制御を掌る制御系から燃料噴射量信号９ａを流用すれば良い。

図４は図３のコントローラ４における制御をフローチャートにまとめたものであり、最初にステップＳ１１で単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定され、単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値以上であれば、ステップＳ１２に進んでファンクラッチ２が切られるようになっており、先のステップＳ１１で単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ１３に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっている。

従って、このようにした場合においても、単位時間当りの燃料噴射量の変化量に基づいて車両が加速状態に入ったことを判定することができ、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切ることができる。

また、図５は本発明の第三の形態例を示すもので、車両の加速度を検出する加速度計１０を備え、該加速度計１０からの検出信号１０ａに基づき車両の加速度が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラ４を構成したものである。

図６は図５のコントローラ４における制御をフローチャートにまとめたものであり、最初にステップＳ２１で車両の加速度が所定の閾値以上であるか否かが判定され、車両の加速度が所定の閾値以上であれば、ステップＳ２２に進んでファンクラッチ２が切られるようになっており、先のステップＳ２１で車両の加速度が所定の閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ２３に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっている。

従って、このようにした場合においても、加速度計１０により検出される加速度に基づいて車両が加速状態に入ったことを判定することができ、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切ることができる。

更に、図７は本発明の第四の形態例を示すもので、車両がキャブレタ方式を採用している場合に、スロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度センサ１１を備え、該スロットルバルブ開度センサ１１からの検出信号１１ａに基づき単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラ４を構成したものである。

図８は図７のコントローラ４における制御をフローチャートにまとめたものであり、最初にステップＳ３１で単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値以上であるか否かが判定され、単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値以上であれば、ステップＳ３２に進んでファンクラッチ２が切られるようになっており、先のステップＳ３１で単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値を下回っていると判定された場合には、ステップＳ３３に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっている。

従って、このようにした場合においても、単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量に基づいて車両が加速状態に入ったことを判定することができ、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切ることができる。

図９は本発明の第五の形態例を示すもので、車両が自動変速装置を採用している場合に、その自動変速制御系１２からキックダウン信号１２ａ（アクセルが深く踏み込まれてエンジン１の負荷が大きくなった時に加速性を高めるべく自動的にシフトダウンを行わせる信号）を入力し且つ該キックダウン信号１２ａを検知した場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラ４を構成したものである。

ここで、コントローラ４自体がエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）と一体的に構成されている場合には、このエンジン制御コンピュータ内で自動変速制御を掌る制御系からキックダウン信号１２ａを流用すれば良い。

図１０は図９のコントローラ４における制御をフローチャートにまとめたものであり、最初にステップＳ４１でキックダウン信号１２ａが検知されたか否かが判定され、キックダウン信号１２ａが検知されていれば、ステップＳ４２に進んでファンクラッチ２が切られるようになっており、先のステップＳ４１でキックダウン信号１２ａが検知されなかった場合には、ステップＳ４３に進んで前述の燃費向上を図るための通常の断続制御に復帰するようになっている。

従って、このようにした場合においても、自動変速制御系１２からのキックダウン信号１２ａに基づいて車両が加速状態に入ったことを判定することができ、通常の燃費向上を図る断続制御に優先してファンクラッチ２を切ることができる。

尚、本発明のファンクラッチ制御方法及び装置は、上述の実施の形態のみに特に限定されるものではなく、第一の形態例におけるトランスミッション段数センサは加速を判定する手段として単独で用いても良いこと、また、ファンクラッチを不要時に切ることで燃費向上を図るようにした通常の断続制御に関する制御形式には各種の形式を採用して良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施するための第一の形態例を示す概略図である。 図１のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明を実施するための第二の形態例を示す概略図である。 図３のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明を実施するための第三の形態例を示す概略図である。 図５のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明を実施するための第四の形態例を示す概略図である。 図７のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。 本発明を実施するための第五の形態例を示す概略図である。 図９のコントローラの制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ ファンクラッチ
３ 冷却ファン
４ コントローラ
４ａ 制御信号
５ 温度センサ
５ａ 検出信号
６ アクセルセンサ
６ａ 検出信号
７ 車速センサ
７ａ 検出信号
８ トランスミッション段数センサ
８ａ 検出信号
９ 燃料噴射制御系
９ａ 燃料噴射量信号
１０ 加速度計
１０ａ 検出信号
１１ スロットルバルブ開度センサ
１１ａ 検出信号
１２ 自動変速制御系
１２ａ キックダウン信号

Claims (8)

1. 車両のエンジンと冷却ファンの間に介装した電子制御のファンクラッチを制御する方法であって、車両が加速状態に入った時に前記ファンクラッチを切ることを特徴とするファンクラッチ制御方法。
2. 車両のエンジンと冷却ファンの間に電子制御のファンクラッチを介装すると共に、車両が加速状態に入ったことを判定し且つその加速判定時に前記ファンクラッチを切るコントローラを備えたことを特徴とするファンクラッチ制御装置。
3. アクセル開度を検出するアクセルセンサと、車速を検出する車速センサとを備え、これらアクセルセンサ及び車速センサからの検出信号に基づき単位時間当りのアクセル開度の変化量が所定の閾値以上で且つ車速が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。
4. トランスミッションの段数を検出するトランスミッション段数センサを備え、該トランスミッション段数センサからの検出信号に基づきシフトダウンが検知された場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。
5. 車両が燃料噴射装置を採用している場合に、その燃料噴射制御系から燃料噴射量信号を入力し且つ該燃料噴射量信号に基づき単位時間当りの燃料噴射量の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。
6. 車両の加速度を検出する加速度計を備え、該加速度計からの検出信号に基づき車両の加速度が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。
7. 車両がキャブレタ方式を採用している場合に、スロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度センサを備え、該スロットルバルブ開度センサからの検出信号に基づき単位時間当りのスロットルバルブの開度の変化量が所定の閾値以上である場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。
8. 車両が自動変速装置を採用している場合に、その自動変速制御系からキックダウン信号を入力し且つ該キックダウン信号を検知した場合に車両が加速状態に入ったものと判定するようにコントローラを構成したことを特徴とする請求項２に記載のファンクラッチ制御装置。

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