JP2007211590A - Control device of cooling device for vehicle - Google Patents

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Hiroyuki Takayanagi
宏之 高柳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of a cooling device for a vehicle which operates an engine-driven fan and motor-driven fan to which driving force is imparted from an output shaft in an in-vehicle internal combustion engine through the mode of reducing fuel consumption. <P>SOLUTION: When voltage of a battery exceeds a threshold voltage X (Step S30: YES), the target rotation speed of a motor-driven fan is increased and that of an engine-driven fan is reduced according to the voltage of a battery (Step S32). When the voltage of a battery is larger than the lower limit voltage Y and not higher than the threshold voltage X and when the switching frequency of a regulator is a predetermined frequency Z or lower (Step S36: YES), the target rotation speed of a motor-driven fan is increased and that of an engine-driven fan is reduced according to the frequency of a regulator (Step S36). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車載内燃機関の出力軸から駆動力が付与される機関駆動式ファンと、電動式ファンとを備える車両用冷却装置に適用される車両用冷却装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a vehicular cooling device applied to a vehicular cooling device including an engine-driven fan to which a driving force is applied from an output shaft of an in-vehicle internal combustion engine and an electric fan.

この種の車両用冷却装置としては、例えば下記特許文献1に見られるように、上記機関駆動式ファンとして、内燃機関の出力軸から機関駆動式ファンへのトルクの伝達量がラジエータの後方気温に応じて機械的に制御されるものを用いることも提案されている。この冷却装置では、ラジエータの後方気温に応じて機関駆動式ファンによる冷却量を機械的に変化させることができる。更に、この冷却装置は、内燃機関の回転速度が所定の回転速度(例えば「1000rpm」)以下であって、且つ、内燃機関の冷却水の温度が所定温度(例えば「80°C」)以上のときに、電動式ファンを駆動する。そして、こうした態様による機関駆動式ファンと電動式ファンとの協働により、所望の冷却量を確保するようにしている。
特開2000−186553号公報
As this type of vehicle cooling device, for example, as shown in Patent Document 1 below, the amount of torque transmitted from the output shaft of the internal combustion engine to the engine driven fan is the rear air temperature of the radiator. It has also been proposed to use what is mechanically controlled accordingly. In this cooling device, the amount of cooling by the engine-driven fan can be mechanically changed according to the air temperature behind the radiator. Further, in this cooling device, the rotation speed of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined rotation speed (for example, “1000 rpm”), and the cooling water temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, “80 ° C.”). Sometimes it drives an electric fan. A desired amount of cooling is ensured by cooperation between the engine-driven fan and the electric fan according to such an aspect.
JP 2000-186553 A

ところで、一般に、車載バッテリの充電は、内燃機関の出力軸から駆動力が付与されるオルタネータによって行なわれる。そして、内燃機関の駆動力がオルタネータによって電気エネルギに変換される際や、電気エネルギが電動式ファンの駆動力に変換される際にはロスが伴う。このため、電動式ファンによって所望の冷却量を得る際に消費される電力を生成する内燃機関の燃料量は、機関駆動式ファンによって所望の冷却量を得るために消費される内燃機関の燃料量よりも多くなる傾向にある。したがって、上記特許文献1記載の冷却装置のように、内燃機関の回転速度に基づき電動式ファンを駆動することで所望の冷却量を確保することができるとはいえ、これは必ずしも燃料消費量の低減の観点からは効率の良い制御となっていなかった。このように、上記冷却装置は、燃料消費量の低減の観点からは未だ改良の余地を残すものとなっていた。   By the way, in general, charging of the in-vehicle battery is performed by an alternator to which driving force is applied from the output shaft of the internal combustion engine. When the driving force of the internal combustion engine is converted into electric energy by the alternator, or when the electric energy is converted into the driving force of the electric fan, a loss is accompanied. For this reason, the amount of fuel of the internal combustion engine that generates electric power consumed when obtaining a desired cooling amount by the electric fan is the amount of fuel of the internal combustion engine consumed to obtain the desired cooling amount by the engine driven fan. Tend to be more. Therefore, as in the cooling device described in Patent Document 1, it is possible to secure a desired cooling amount by driving the electric fan based on the rotational speed of the internal combustion engine. From the viewpoint of reduction, the control was not efficient. As described above, the cooling device still has room for improvement from the viewpoint of reducing fuel consumption.

なお、上記特許文献1記載の冷却装置に限らず、車載内燃機関の出力軸から駆動力が付与される機関駆動式ファンと、電動式ファンとを備える車両用冷却装置にあっては、燃料消費量の低減に関してその操作態様に改良の余地を残すこうした実情も概ね共通したものとなっている。   In addition to the cooling device described in Patent Document 1, a vehicle cooling device including an engine-driven fan to which a driving force is applied from an output shaft of an in-vehicle internal combustion engine and an electric fan is used. Such a situation that leaves room for improvement in the operation mode with respect to the reduction of the amount is also generally common.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、要求される冷却量を確保しつつも、燃料消費量をより低減させる態様にて、電動式ファンと、車載内燃機関の出力軸から駆動力が付与される機関駆動式ファンとを操作する車両用冷却装置の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric fan and an in-vehicle internal combustion engine in a mode of further reducing fuel consumption while ensuring a required cooling amount. An object of the present invention is to provide a control device for a vehicular cooling device that operates an engine-driven fan to which driving force is applied from an output shaft.

以下、上記目的を達成するための手段、及びその作用効果について記載する。   In the following, means for achieving the above object and its effects are described.

請求項1記載の発明は、前記内燃機関の出力軸から回転力を付与されるオルタネータの発電量を制御するレギュレータのスイッチング頻度が予め定められた頻度以下であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させる変更手段を備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, when the switching frequency of the regulator that controls the power generation amount of the alternator to which the rotational force is applied from the output shaft of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined frequency, the target rotation of the electric fan It is characterized by comprising changing means for increasing the speed and decreasing the target rotational speed of the engine driven fan.

上記構成において、オルタネータのスイッチング頻度が低いときには、オルタネータの発電量を増加させても、車載内燃機関の出力軸に加わる負荷は増加しない。この点、上記構成では、こうした状況下、電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させることで、内燃機関の出力軸に加わる負荷を低減させることができ、ひいては要求される冷却量を確保しつつも内燃機関の燃料消費量を低減させることができる。   In the above configuration, when the switching frequency of the alternator is low, the load applied to the output shaft of the on-vehicle internal combustion engine does not increase even if the power generation amount of the alternator is increased. In this regard, in the above-described configuration, it is possible to reduce the load applied to the output shaft of the internal combustion engine by increasing the target rotational speed of the electric fan and decreasing the target rotational speed of the engine-driven fan under such circumstances. As a result, the fuel consumption of the internal combustion engine can be reduced while ensuring the required cooling amount.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記変更手段は、前記オルタネータによって充電される車載バッテリの電圧の検出値が予め定められた電圧値以上であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the change means has a detected value of the voltage of the in-vehicle battery charged by the alternator being equal to or higher than a predetermined voltage value, the electric fan The target rotational speed of the engine-driven fan is increased and the target rotational speed of the engine-driven fan is decreased.

上記構成において、車載バッテリの電圧の検出値が高いときは、車載バッテリに余剰な電力が充電されている状態である。この点、上記構成によれば、こうした状況下、電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させることで、内燃機関の出力軸に加わる負荷を低減させることができ、ひいては内燃機関の燃料消費量を低減させることができる。   In the above configuration, when the detected value of the voltage of the in-vehicle battery is high, the in-vehicle battery is charged with excess power. In this regard, according to the above-described configuration, the load applied to the output shaft of the internal combustion engine is reduced by increasing the target rotational speed of the electric fan and decreasing the target rotational speed of the engine-driven fan under such circumstances. As a result, the fuel consumption of the internal combustion engine can be reduced.

請求項3記載の発明は、前記オルタネータによって充電される車載バッテリの電圧の検出値が予め定められた電圧値以上であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させる変更手段を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, when the detected value of the voltage of the in-vehicle battery charged by the alternator is greater than or equal to a predetermined voltage value, the target rotational speed of the electric fan is increased and the engine drive It is provided with the change means to reduce the target rotational speed of a fan.

上記構成において、車載バッテリの電圧の検出値が高いときは、車載バッテリに余剰な電力が充電されている状態である。この点、上記構成によれば、こうした状況下、電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させることで、内燃機関の出力軸に加わる負荷を低減させることができ、ひいては内燃機関の燃料消費量を低減させることができる。   In the above configuration, when the detected value of the voltage of the in-vehicle battery is high, the in-vehicle battery is charged with excess power. In this regard, according to the above-described configuration, the load applied to the output shaft of the internal combustion engine is reduced by increasing the target rotational speed of the electric fan and decreasing the target rotational speed of the engine-driven fan under such circumstances. As a result, the fuel consumption of the internal combustion engine can be reduced.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記設定手段は、前記車載内燃機関の冷却水の温度、及び車両の空調装置の稼動状態の少なくとも一方に基づき、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the setting means is based on at least one of a cooling water temperature of the in-vehicle internal combustion engine and an operating state of the vehicle air conditioner. A target rotational speed of the engine driven fan is set.

上記構成では、車載内燃機関の冷却水の温度や車両の空調装置の稼動状態に基づき機関駆動式ファンの目標回転速度を設定することで、冷却水の冷却要求や空調装置のコンデンサの冷却要求に適切に応じることができる。   In the above configuration, the target rotational speed of the engine-driven fan is set based on the temperature of the cooling water in the in-vehicle internal combustion engine and the operating state of the vehicle air conditioner, so that the cooling request for cooling water and the cooling request for the condenser of the air conditioner are met Can respond appropriately.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記設定手段は、前記車載内燃機関の冷却水の温度、及び車両の空調装置の稼動状態の少なくとも一方に基づき、前記電動式ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the setting means is based on at least one of a cooling water temperature of the in-vehicle internal combustion engine and an operating state of the vehicle air conditioner. The target rotational speed of the electric fan is set.

上記構成では、車載内燃機関の冷却水の温度や車両の空調装置の稼動状態に基づき電動式ファンの目標回転速度を設定することで、冷却水の冷却要求や空調装置のコンデンサの冷却要求に適切に応じることができる。   In the above configuration, the target rotational speed of the electric fan is set based on the temperature of the cooling water in the onboard internal combustion engine and the operating state of the vehicle air conditioner, so that it is appropriate for the cooling water cooling request and the cooling request of the condenser of the air conditioner. Can respond.

以下、本発明にかかる車両用冷却装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of a vehicular cooling device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、上記車両の構成の一部を示す。図示されるように、内燃機関2の出力軸であるクランク軸4の駆動力は、クランクプーリ6、ベルト8を介してオルタネータ10に付与される。オルタネータ10は、内燃機関2のクランク軸4の駆動力を電力に変換する発電機である。このオルタネータ10により発電される電力は、レギュレータ12を介してバッテリ14に充電される。   FIG. 1 shows a part of the configuration of the vehicle. As shown in the figure, the driving force of the crankshaft 4 that is the output shaft of the internal combustion engine 2 is applied to the alternator 10 via the crank pulley 6 and the belt 8. The alternator 10 is a generator that converts the driving force of the crankshaft 4 of the internal combustion engine 2 into electric power. The electric power generated by the alternator 10 is charged to the battery 14 via the regulator 12.

また、クランク軸4の駆動力は、クランクプーリ6、ベルト20を介して動力伝達装置22に付与される。動力伝達装置22は、ベルト20を介して伝達される駆動力を、機関駆動式ファン24に付与するものである。この機関駆動式ファン24は、内燃機関2内の冷却水が循環するラジエータ30や、当該車両の空調装置のコンデンサ32等を冷却するものである。更に、当該車両には、ラジエータ30やコンデンサ32等を冷却するためのファンとして、モータ33により駆動される電動式ファン34を備えている。ちなみに、これら機関駆動式ファン24及び電動式ファン34は、協働して一定方向(図中、破線にて示す方向)の気流を生成するようにファン形状が設定されている。   The driving force of the crankshaft 4 is applied to the power transmission device 22 via the crank pulley 6 and the belt 20. The power transmission device 22 applies a driving force transmitted through the belt 20 to the engine-driven fan 24. The engine-driven fan 24 cools the radiator 30 in which the cooling water in the internal combustion engine 2 circulates, the condenser 32 of the air conditioner of the vehicle, and the like. Further, the vehicle includes an electric fan 34 driven by a motor 33 as a fan for cooling the radiator 30, the condenser 32, and the like. Incidentally, the engine-driven fan 24 and the electric fan 34 have a fan shape that cooperates to generate an airflow in a certain direction (direction indicated by a broken line in the figure).

図2に、上記機関駆動式ファン24及び動力伝達装置22の構造を示す。   FIG. 2 shows the structure of the engine-driven fan 24 and the power transmission device 22.

図示されるように、動力伝達装置22は、先の図1に示したクランク軸4と一体的に回転する第1の回転体40と、機関駆動式ファン24と連結された第2の回転体42とを備えている。そして、第1の回転体40には、ドライブディスク41が設けられており、第2の回転体42には、ドライブディスク43が設けられている。そして、ドライブディスク41とドライブディスク43との間に充填される高粘度のオイルにより、第1の回転体40の駆動力が第2の回転体42へ伝達される。   As illustrated, the power transmission device 22 includes a first rotating body 40 that rotates integrally with the crankshaft 4 shown in FIG. 1 and a second rotating body that is coupled to the engine-driven fan 24. 42. The first rotating body 40 is provided with a drive disk 41, and the second rotating body 42 is provided with a drive disk 43. The driving force of the first rotating body 40 is transmitted to the second rotating body 42 by the high viscosity oil filled between the drive disk 41 and the drive disk 43.

ドライブディスク41及びドライブディスク43間のオイルの充填量は、電磁ソレノイド46によって調節される。すなわち、図2(a)に示すように、電磁ソレノイド46により、バルブ48が吸引されていないときには、ドライブディスク41及びドライブディスク43間にオイル44が流入しない。一方、図2(b)に示すように、電磁ソレノイド46により、バルブ48が吸引されているときには、ドライブディスク41及びドライブディスク43間にオイル44が流入する。そして、ドライブディスク41及びドライブディスク43間へのオイルの充填量は、ドライブディスク41及びドライブディスク43間とオイル室49との開口面積により調節される。すなわち、電磁ソレノイド46によるバルブ48の吸引量によって、ドライブディスク41及びドライブディスク43間に充填されるオイル44の量を調節することができる。   The amount of oil filling between the drive disk 41 and the drive disk 43 is adjusted by an electromagnetic solenoid 46. That is, as shown in FIG. 2A, the oil 44 does not flow between the drive disk 41 and the drive disk 43 when the valve 48 is not attracted by the electromagnetic solenoid 46. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the valve 48 is attracted by the electromagnetic solenoid 46, the oil 44 flows between the drive disk 41 and the drive disk 43. The oil filling amount between the drive disk 41 and the drive disk 43 is adjusted by the opening area between the drive disk 41 and the drive disk 43 and the oil chamber 49. That is, the amount of oil 44 filled between the drive disk 41 and the drive disk 43 can be adjusted by the amount of suction of the valve 48 by the electromagnetic solenoid 46.

先の図1に示した電動式ファン34による冷却量(具体的には、回転速度)や、機関駆動式ファン24による冷却量(具体的には、回転速度)は、エンジン管理システム50により制御される。詳しくは、エンジン管理システム50により、バッテリ14から電動式ファン34に供給される電力が操作されることで電動式ファン34による冷却量が制御される。また、エンジン管理システム50により、動力伝達装置22の上記電磁ソレノイド46が操作されることで、クランク軸4から機関駆動式ファン24への駆動力の伝達量が調節され、ひいては、機関駆動式ファン24による冷却量が制御される。   The cooling amount (specifically, the rotational speed) by the electric fan 34 shown in FIG. 1 and the cooling amount (specifically, the rotational speed) by the engine-driven fan 24 are controlled by the engine management system 50. Is done. Specifically, the engine management system 50 controls the amount of cooling by the electric fan 34 by operating electric power supplied from the battery 14 to the electric fan 34. Further, by operating the electromagnetic solenoid 46 of the power transmission device 22 by the engine management system 50, the transmission amount of the driving force from the crankshaft 4 to the engine driven fan 24 is adjusted, and consequently the engine driven fan. The amount of cooling by 24 is controlled.

エンジン管理システム50は、中央処理装置やメモリ等を備えて構成されている。そして、内燃機関2の冷却水の温度を検出する水温センサ52の検出値や、車両の走行速度を検出する車速センサ54の検出値、クランク軸4の回転角度を検出するクランク角センサ56の検出値、機関駆動式ファン24の回転速度を検出するファン回転センサ58の検出値、レギュレータ12の出力、バッテリ14の出力等の各種検出値を取り込み、これに基づいて各種制御を行う。   The engine management system 50 includes a central processing unit and a memory. The detection value of the water temperature sensor 52 that detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 2, the detection value of the vehicle speed sensor 54 that detects the traveling speed of the vehicle, and the detection of the crank angle sensor 56 that detects the rotation angle of the crankshaft 4. Value, a detection value of the fan rotation sensor 58 that detects the rotation speed of the engine driven fan 24, an output of the regulator 12, an output of the battery 14, and the like, and various controls are performed based on this.

ここでは、まず、エンジン管理システム50及びレギュレータ12の協働によるオルタネータ10の発電量の制御について説明する。   Here, control of the power generation amount of the alternator 10 by cooperation of the engine management system 50 and the regulator 12 will be described first.

図3に、エンジン管理システム50及びレギュレータ12の行う処理のうち、特にオルタネータ10の発電量の制御に関する処理の機能ブロック図を示す。   FIG. 3 shows a functional block diagram of processing related to the control of the power generation amount of the alternator 10 among the processing performed by the engine management system 50 and the regulator 12.

バッテリ温度推定部B2では、内燃機関2の起動スイッチ(イグニッションスイッチ)がオフ操作されてからオン操作されるまでの時間や、オルタネータ10の回転速度、車速センサ54の検出値、水温センサ52の検出値等に基づき、バッテリ14の温度を推定する。上記車速センサ54の検出値は、車両の速度が大きくなるほどオルタネータ10に吹き付ける空気の流量が増加し、ひいてはオルタネータ10の冷却が促進されることに鑑み、オルタネータ10の外気による冷却量を把握するために用いられる。なお、オルタネータ10の回転速度は、クランク軸4とオルタネータ10の入力軸との回転比と、クランク軸4の回転速度とから算出される。   In the battery temperature estimation unit B2, the time from when the start switch (ignition switch) of the internal combustion engine 2 is turned off to when it is turned on, the rotational speed of the alternator 10, the detection value of the vehicle speed sensor 54, the detection of the water temperature sensor 52 Based on the value or the like, the temperature of the battery 14 is estimated. In view of the fact that the flow rate of air blown to the alternator 10 increases as the speed of the vehicle increases and the cooling of the alternator 10 is promoted, the detected value of the vehicle speed sensor 54 grasps the amount of cooling by the outside air of the alternator 10. Used for. The rotation speed of the alternator 10 is calculated from the rotation ratio between the crankshaft 4 and the input shaft of the alternator 10 and the rotation speed of the crankshaft 4.

目標値算出部B4は、バッテリ温度推定部B2によって推定されるバッテリ14の温度と、スロットルバルブや燃料ポンプ等の電動式アクチュエータの稼動状況とに応じて、バッテリ14の電圧の第1の目標値を算出する。なお、この第1の目標値は、バッテリ14の温度に見合った目標値よりもやや余剰気味の値となるように設定される。   The target value calculation unit B4 determines the first target value of the voltage of the battery 14 according to the temperature of the battery 14 estimated by the battery temperature estimation unit B2 and the operating state of the electric actuator such as a throttle valve or a fuel pump. Is calculated. The first target value is set so as to be slightly surplus than the target value corresponding to the temperature of the battery 14.

発電電流推定部B6は、オルタネータ10の回転速度や、レギュレータ12のスイッチング頻度に応じて、オルタネータ10の発電電流量を推定する。   The generated current estimation unit B6 estimates the generated current amount of the alternator 10 according to the rotation speed of the alternator 10 and the switching frequency of the regulator 12.

目標値算出部B8は、推定される発電電流量に応じて、バッテリ14の電圧の第2の目標値を算出する。なお、この第2の目標値も、発電電流量に見合った目標値よりもやや余剰気味の値となるように設定される。   The target value calculation unit B8 calculates a second target value of the voltage of the battery 14 according to the estimated amount of generated current. Note that this second target value is also set to be a slightly surplus value than the target value commensurate with the amount of generated current.

調整電圧算出部B10は、上記第1の目標値及び第2の目標値に基づき、バッテリ14の電圧の指令値である調整電圧を算出する。この調整電圧は、レギュレータ12に出力される。   The adjustment voltage calculation unit B10 calculates an adjustment voltage, which is a command value for the voltage of the battery 14, based on the first target value and the second target value. This adjusted voltage is output to the regulator 12.

なお、上記バッテリ温度推定部B2、目標値算出部B4、発電電流推定部B6、目標値算出部B8、調整電圧算出部B10は、エンジン管理システム50の行う処理である。   The battery temperature estimation unit B2, the target value calculation unit B4, the generated current estimation unit B6, the target value calculation unit B8, and the adjustment voltage calculation unit B10 are processes performed by the engine management system 50.

フィードバック量算出部B12では、調整電圧とバッテリ14の実際の電圧との差に基づき、フィードバック量を算出する。   The feedback amount calculation unit B12 calculates the feedback amount based on the difference between the adjustment voltage and the actual voltage of the battery 14.

Duty変換部B14は、上記フィードバック量算出部B12によって算出されるフィードバック量を、レギュレータ12内のスイッチング素子のスイッチング周期に対するオン時間の比(Duty)に変換する。   The duty conversion unit B14 converts the feedback amount calculated by the feedback amount calculation unit B12 into a ratio (Duty) of the on time to the switching period of the switching element in the regulator 12.

次に、エンジン管理システム50による機関駆動式ファン24や電動式ファン34の冷却量の制御について詳述する。   Next, the control of the cooling amount of the engine driven fan 24 and the electric fan 34 by the engine management system 50 will be described in detail.

図4に、機関駆動式ファン24の操作にかかる処理の手順を示す。この処理は、エンジン管理システム50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 4 shows a procedure of processing related to the operation of the engine driven fan 24. This process is repeatedly executed by the engine management system 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まず、ステップS10において、水温センサ52によって検出される冷却水温及びエアコンの稼動状態に基づき、目標回転速度を算出する。ここで、冷却水温は、冷却水の冷却要求を定めるためのパラメータであり、冷却水温が高いほど冷却要求の度合いが大きくなる。また、エアコンの稼動状態は、コンデンサ32の冷却要求を定めるパラメータである。なお、目標回転速度の算出に際しては、内燃機関2がオートマティックトランスミッション(AT)と連結される場合にはATの潤滑油の温度を用いる等、機関駆動式ファン24によって冷却が所望される部材の温度と相関を有する他のパラメータを更に用いてもよい。   In this series of processes, first, in step S10, a target rotational speed is calculated based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 52 and the operating state of the air conditioner. Here, the cooling water temperature is a parameter for determining a cooling request for cooling water, and the higher the cooling water temperature, the greater the degree of cooling request. The operating state of the air conditioner is a parameter that determines the cooling requirement of the condenser 32. In calculating the target rotational speed, the temperature of the member that is desired to be cooled by the engine driven fan 24, such as using the temperature of the lubricating oil of the AT when the internal combustion engine 2 is connected to the automatic transmission (AT). Other parameters having a correlation may be further used.

続くステップS12では、ファン回転センサ58によって検出される機関駆動式ファン24の回転速度を取り込む。続くステップS14においては、ステップS10において算出される目標回転速度とステップS12において取得される実回転速度との差に基づき、フィードバック補正量を算出する。そしてステップS16では、ステップS14において算出されるフィードバック量を、電磁ソレノイド46に対する通電操作のDutyに換算し、換算されるDutyに基づき電磁ソレノイド46を操作する。   In the subsequent step S12, the rotational speed of the engine driven fan 24 detected by the fan rotation sensor 58 is captured. In subsequent step S14, a feedback correction amount is calculated based on the difference between the target rotational speed calculated in step S10 and the actual rotational speed acquired in step S12. In step S16, the feedback amount calculated in step S14 is converted into the duty of the energization operation for the electromagnetic solenoid 46, and the electromagnetic solenoid 46 is operated based on the converted duty.

図5に、電動式ファン34の操作にかかる処理の手順を示す。この処理は、エンジン管理システム50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 5 shows a procedure of processing related to the operation of the electric fan 34. This process is repeatedly executed by the engine management system 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まず、ステップS20において、水温センサ52によって検出される冷却水温及びエアコンの稼動状態に基づき、目標回転速度を算出する。ここでも、冷却水温は、冷却水の冷却要求を定めるためのパラメータであり、また、エアコンの稼動状態は、コンデンサ32の冷却要求を定めるパラメータである。なお、この目標回転速度の算出に際しても、内燃機関2がオートマティックトランスミッション(AT)と連結される場合にはATの潤滑油の温度を用いる等、電動式ファン34によって冷却が所望される部材の温度と相関を有する他のパラメータを更に用いてもよい。   In this series of processes, first, in step S20, the target rotational speed is calculated based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 52 and the operating state of the air conditioner. Again, the cooling water temperature is a parameter for determining the cooling request for cooling water, and the operating state of the air conditioner is a parameter for determining the cooling request for the condenser 32. When calculating the target rotational speed, the temperature of the member that is desired to be cooled by the electric fan 34, such as using the temperature of the lubricating oil of the AT when the internal combustion engine 2 is connected to the automatic transmission (AT). Other parameters having a correlation may be further used.

続くステップS22では、ステップS20において算出される目標回転速度を、電動式ファン34のモータ33に対する通電操作のDutyに換算し、換算されるDutyに基づきモータ33を操作する。   In subsequent step S22, the target rotational speed calculated in step S20 is converted into a duty of an energization operation for the motor 33 of the electric fan 34, and the motor 33 is operated based on the converted duty.

なお、先の図4及び図5に示す処理による目標回転速度の設定は、機関駆動式ファン24による冷却を利用する方が電動式ファン34を利用する冷却よりも基本的には燃料消費量が少ないことに鑑み、機関駆動式ファン24による冷却を優先させる態様にて適合されることが望ましい。   The setting of the target rotational speed by the processing shown in FIGS. 4 and 5 basically uses the cooling by the engine driven fan 24 and the fuel consumption is basically lower than the cooling using the electric fan 34. In view of the small number, it is desirable that the cooling by the engine driven fan 24 be prioritized.

図6に、燃料消費量低減の観点から、先の図4及び図5によって定められる目標回転速度を変更する処理の手順を示す。この処理は、エンジン管理システム50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 6 shows a processing procedure for changing the target rotational speed determined by the previous FIGS. 4 and 5 from the viewpoint of reducing the fuel consumption. This process is repeatedly executed by the engine management system 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS30において、バッテリ14の電圧の検出値が、閾値電圧Xを上回るか否かを判断する。この処理は、バッテリ14に余剰な電力が蓄えられているか否かを判断するものである。ここで閾値電圧Xは、先の図3の調整電圧算出部B10によって算出される調整電圧以上の値に設定されている。   In this series of processing, first, in step S30, it is determined whether or not the detected value of the voltage of the battery 14 exceeds the threshold voltage X. This process is to determine whether or not excess power is stored in the battery 14. Here, the threshold voltage X is set to a value equal to or higher than the adjustment voltage calculated by the adjustment voltage calculation unit B10 of FIG.

そして、バッテリ14の電圧の検出値が閾値電圧Xを上回ると判断されると、ステップS32に移行する。ステップS32では、上記閾値電圧Xを上回る度合いに応じて、電動式ファン34の目標回転速度を上昇させるとともに、機関駆動式ファン24の目標回転速度を低下させる。この処理は、バッテリ14が余剰な電力を蓄えている場合には、電動式ファン34を用いた方が燃料消費量が低減されるとの観点からなされるものである。   When it is determined that the detected voltage value of the battery 14 exceeds the threshold voltage X, the process proceeds to step S32. In step S32, the target rotational speed of the electric fan 34 is increased and the target rotational speed of the engine driven fan 24 is decreased in accordance with the degree of exceeding the threshold voltage X. This process is performed from the viewpoint that when the battery 14 stores surplus power, the fuel consumption is reduced by using the electric fan 34.

ステップS30において否定判断されるときや、ステップS34において肯定判断されるときには、ステップS34に移行する。ステップS34では、バッテリ14の電圧が下限電圧Yより高く閾値電圧X以下であって且つ、レギュレータ12のスイッチング頻度が予め定められた頻度Z以下であるか否かを判断する。ここで、下限電圧Yは、バッテリ14に必要な電圧の下限値以上の値に設定されている。ちなみに、目標値算出部B4,B8が余剰な目標値を算出するために、調整電圧は、通常、上記下限値よりも高く設定される。また、頻度Zは、頻度Z以下であるときにはスイッチング頻度を増加させることでオルタネータ10の発電量を増加させても、クランク軸4に加わる負荷を増大させることのない頻度の上限値以下に設定されている。   When a negative determination is made in step S30 or when an affirmative determination is made in step S34, the process proceeds to step S34. In step S34, it is determined whether or not the voltage of the battery 14 is higher than the lower limit voltage Y and lower than or equal to the threshold voltage X and the switching frequency of the regulator 12 is lower than or equal to a predetermined frequency Z. Here, the lower limit voltage Y is set to a value equal to or higher than the lower limit value of the voltage required for the battery 14. Incidentally, in order for the target value calculation units B4 and B8 to calculate the surplus target value, the adjustment voltage is usually set higher than the lower limit value. Further, when the frequency Z is equal to or less than the frequency Z, the frequency is set to be equal to or less than the upper limit value of the frequency that does not increase the load applied to the crankshaft 4 even if the power generation amount of the alternator 10 is increased by increasing the switching frequency. ing.

そして、ステップS34において、肯定判断されると、ステップS36に移行する。ステップS36では、上記頻度Zを下回る度合いに応じて、電動式ファン34の目標回転速度を上昇させるとともに、機関駆動式ファン24の目標回転速度を低下させる。この処理は、クランク軸4に加わる負荷を増加させることなくオルタネータ10の発電量を増加させることができる場合には、電動式ファン34を用いた方が燃料消費量が低減されるとの観点からなされるものである。   If a positive determination is made in step S34, the process proceeds to step S36. In step S36, the target rotational speed of the electric fan 34 is increased and the target rotational speed of the engine driven fan 24 is decreased according to the degree below the frequency Z. This processing is performed from the viewpoint that when the electric power generation amount of the alternator 10 can be increased without increasing the load applied to the crankshaft 4, the fuel consumption is reduced by using the electric fan 34. Is to be made.

なお、上記ステップS34において否定判断されるときや、ステップS36の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S34 or when the process of step S36 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)レギュレータ12のスイッチング頻度が予め定められた頻度Z以下であるとき、電動式ファン34の目標回転速度を上昇させて且つ、機関駆動式ファン24の目標回転速度を低下させた。これにより、要求される冷却量を確保しつつ内燃機関2のクランク軸4に加わる負荷を低減させることができ、ひいては内燃機関2の燃料消費量を低減させることができる。   (1) When the switching frequency of the regulator 12 is equal to or lower than the predetermined frequency Z, the target rotational speed of the electric fan 34 is increased and the target rotational speed of the engine driven fan 24 is decreased. As a result, it is possible to reduce the load applied to the crankshaft 4 of the internal combustion engine 2 while ensuring the required cooling amount, thereby reducing the fuel consumption of the internal combustion engine 2.

(2)バッテリ14の電圧の検出値が閾値電圧X以上であるとき、電動式ファン34の目標回転速度を上昇させて且つ、機関駆動式ファン24の目標回転速度を低下させた。これにより、要求される冷却量を確保しつつ内燃機関2のクランク軸4に加わる負荷を低減させることができ、ひいては内燃機関2の燃料消費量を低減させることができる。   (2) When the detected value of the voltage of the battery 14 is equal to or higher than the threshold voltage X, the target rotational speed of the electric fan 34 is increased and the target rotational speed of the engine driven fan 24 is decreased. As a result, it is possible to reduce the load applied to the crankshaft 4 of the internal combustion engine 2 while ensuring the required cooling amount, thereby reducing the fuel consumption of the internal combustion engine 2.

(3)内燃機関2の冷却水の温度及び、エアコンの稼動状態に基づき、機関駆動式ファン24の目標回転速度を設定することで、ラジエータ30やコンデンサ32の冷却要求に適切に応じることができる。   (3) By setting the target rotational speed of the engine-driven fan 24 based on the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 2 and the operating state of the air conditioner, it is possible to appropriately respond to the cooling request of the radiator 30 and the condenser 32. .

(4)内燃機関2の冷却水の温度及び、エアコンの稼動状態に基づき、電動式ファン34の目標回転速度を設定することで、ラジエータ30やコンデンサ32の冷却要求に適切に応じることができる。   (4) By setting the target rotational speed of the electric fan 34 based on the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 2 and the operating state of the air conditioner, it is possible to appropriately respond to the cooling request of the radiator 30 and the condenser 32.

(その他の実施形態)
・上記実施形態では、冷却水の温度及びエアコンの稼動状況に応じて、機関駆動式ファン24や電動式ファン34の目標回転速度を算出したが、これに限らない。例えばこれらいずれか一方であってもよい。また、これらパラメータを用いず、機関駆動式ファン24や電動式ファン34による冷却要求と相関を有するパラメータによって目標回転速度を設定してもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the target rotational speed of the engine-driven fan 24 and the electric fan 34 is calculated according to the temperature of the cooling water and the operating condition of the air conditioner, but is not limited thereto. For example, any one of these may be sufficient. Further, the target rotational speed may be set by a parameter having a correlation with the cooling request by the engine driven fan 24 or the electric fan 34 without using these parameters.

・先の図6のステップS30に示した処理においても、レギュレータ12のスイッチング頻度が予め定められた頻度Z以下であることを条件に含めてもよい。   In the process shown in step S30 of FIG. 6 above, the condition that the switching frequency of the regulator 12 is equal to or lower than a predetermined frequency Z may be included.

一実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the engine system concerning one Embodiment. 同実施形態の機関駆動式ファンの断面構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-sectional structure of the engine drive type fan of the embodiment. オルタネータの発電処理に関する機能ブロック図。The functional block diagram regarding the electric power generation process of an alternator. 機関駆動式ファンの操作の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of operation of an engine drive type fan. 電動式ファンの操作の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of operation of an electric fan. 機関駆動式ファン及び電動式ファンの目標回転速度の変更にかかる処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence concerning the change of the target rotational speed of an engine drive type fan and an electric fan.

符号の説明Explanation of symbols

2…内燃機関、4…クランク軸、10…オルタネータ、14…バッテリ、22…動力伝達装置、24…機関駆動式ファン、30…ラジエータ、32…コンデンサ、34…電動式ファン、50…エンジン管理システム(車両用冷却装置の制御装置の一実施形態)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Internal combustion engine, 4 ... Crankshaft, 10 ... Alternator, 14 ... Battery, 22 ... Power transmission device, 24 ... Engine drive fan, 30 ... Radiator, 32 ... Condenser, 34 ... Electric fan, 50 ... Engine management system (One Embodiment of the control apparatus of the cooling device for vehicles).

Claims (5)

車載内燃機関の出力軸と一体的に回転する回転体の駆動力が粘性流体を介して伝達されて且つ、前記回転体の駆動力の伝達に寄与する前記粘性流体の量が電気的に操作されることで回転速度が制御される機関駆動式ファンと、電動式ファンとを備える車両用冷却装置に適用され、前記機関駆動式ファン及び前記電動式ファンの各目標回転速度を設定する設定手段と、前記目標回転速度に応じて前記機関駆動式ファン及び前記電動式ファンを操作する操作手段とを備える車両用冷却装置の制御装置において、
前記内燃機関の出力軸から回転力を付与されるオルタネータの発電量を制御するレギュレータのスイッチング頻度が予め定められた頻度以下であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させる変更手段を備えることを特徴とする車両用冷却装置の制御装置。
The driving force of the rotating body that rotates integrally with the output shaft of the in-vehicle internal combustion engine is transmitted via the viscous fluid, and the amount of the viscous fluid that contributes to the transmission of the driving force of the rotating body is electrically operated. Setting means for setting each target rotational speed of the engine-driven fan and the electric fan, which is applied to a cooling device for a vehicle including an engine-driven fan whose rotational speed is controlled and an electric fan. A control device for a vehicular cooling device comprising: an operation unit that operates the engine-driven fan and the electric fan according to the target rotational speed;
When the switching frequency of the regulator that controls the amount of power generated by the alternator to which rotational force is applied from the output shaft of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined frequency, the target rotational speed of the electric fan is increased, and A control device for a vehicular cooling device, comprising changing means for reducing a target rotational speed of an engine-driven fan.
前記変更手段は、前記オルタネータによって充電される車載バッテリの電圧の検出値が予め定められた電圧値以上であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させることを特徴とする請求項1記載の車両用冷却装置の制御装置。   The changing means increases the target rotational speed of the electric fan when the detected value of the voltage of the in-vehicle battery charged by the alternator is equal to or higher than a predetermined voltage value, and 2. The control device for a vehicular cooling device according to claim 1, wherein the target rotation speed is reduced. 車載内燃機関の出力軸と一体的に回転する回転体の駆動力が粘性流体を介して伝達されて且つ、前記回転体の駆動力の伝達に寄与する前記粘性流体の量が電気的に操作されることで回転速度が制御される機関駆動式ファンと、電動式ファンとを備える車両用冷却装置に適用され、前記機関駆動式ファン及び前記電動式ファンの各目標回転速度を設定する設定手段と、前記目標回転速度に応じて前記機関駆動式ファン及び前記電動式ファンを操作する操作手段とを備える車両用冷却装置の制御装置において、
前記オルタネータによって充電される車載バッテリの電圧の検出値が予め定められた電圧値以上であるとき、前記電動式ファンの目標回転速度を上昇させて且つ、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を低下させる変更手段を備えることを特徴とする車両用冷却装置の制御装置。
The driving force of the rotating body that rotates integrally with the output shaft of the in-vehicle internal combustion engine is transmitted via the viscous fluid, and the amount of the viscous fluid that contributes to the transmission of the driving force of the rotating body is electrically operated. Setting means for setting each target rotational speed of the engine-driven fan and the electric fan, which is applied to a cooling device for a vehicle including an engine-driven fan whose rotational speed is controlled and an electric fan. A control device for a vehicular cooling device comprising: an operation unit that operates the engine-driven fan and the electric fan according to the target rotational speed;
When the detected value of the voltage of the in-vehicle battery charged by the alternator is equal to or higher than a predetermined voltage value, the target rotational speed of the electric fan is increased and the target rotational speed of the engine-driven fan is decreased A control device for a vehicular cooling device, characterized by comprising a changing means.
前記設定手段は、前記車載内燃機関の冷却水の温度、及び車両の空調装置の稼動状態の少なくとも一方に基づき、前記機関駆動式ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の車両用冷却装置の制御装置。   The said setting means sets the target rotational speed of the said engine drive type fan based on at least one of the temperature of the cooling water of the said vehicle-mounted internal combustion engine, and the operating state of the vehicle air conditioner. 4. The control device for a vehicle cooling device according to any one of 3 above. 前記設定手段は、前記車載内燃機関の冷却水の温度、及び車両の空調装置の稼動状態の少なくとも一方に基づき、前記電動式ファンの目標回転速度を設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の車両用冷却装置の制御装置。   The said setting means sets the target rotational speed of the said electric fan based on at least one of the temperature of the cooling water of the said vehicle-mounted internal combustion engine, and the operating state of the vehicle air conditioner. The control apparatus of the cooling device for vehicles in any one of.
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