JP2007292007A - ファン・カップリング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止又は始動がドライバーの意図とは無関係になされるハイブリッド車両等において、エンジン始動時の冷却ファンの連れ廻りに伴うファン騒音及びエンジン始動時トルクを低減する。
【解決手段】車両のファン・カップリングが規定以上のトルク伝達状態にあり、エンジン停止が予定される場合において、エンジン停止前に予めトルク伝達間隙部の作動油を抜油するように制御し、カップリングの動力伝達状態をＬｏ（又はオフ）の状態としてから、エンジン停止とすることにより、次のエンジンの始動時のファンの連れ廻りにおいて、ファン回転数の上昇を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の内燃機関やエアコン用コンデンサを冷却するための冷却ファン・カップリングの制御装置に関する。

従来より、車両の内燃機関エンジンやエアコン用コンデンサに風を送り込む冷却ファンを回転するためのファン・カップリング（流体継手）が知られている（例えば特許文献１）。ファン・カップリングは、エンジンの出力軸に固定される駆動側プレートと被駆動側プレートに、互いに所定の小間隔をもって対向するラビリンス状のトルク伝達面を各々形成し、両トルク伝達面間へシリコンオイル等の粘性流体を供給して形成され、粘性流体のせん断抵抗を利用してエンジンの回転トルクを冷却ファンに伝達し、冷却ファンを回転させる。

この場合、冷却ファンの回転速度は、基本的にエンジンの回転数の上昇に追従して上がる。このため、エンジンやエアコン用コンデンサなどの冷却対象の温度が比較的低温で冷却ファンの回転が不要な場合であっても、エンジンが運転状態にあれば、エンジンの回転に追従して冷却ファンが連れ廻る。これは、ファン騒音やエンジントルク増大の原因となる。

そこで、冷却対象の温度が比較的低い場合には、エンジンの回転に追従して冷却ファンが連れ廻りを起こさないように、カップリングから冷却ファンへのトルク伝達率を制御する。例えば特許文献１には、エンジンルームの温度が高いときはトルク伝達面間のオイルの量を増加することでトルク伝達率を高くして冷却ファンの回転を上げ、温度が低いときはトルク伝達面間のオイルの量を減らすことでトルク伝達率を低くして、冷却ファンの回転を下げるように制御することが開示されている。

また、例えば特許文献２には、エンジンを制御するエンジン電子制御装置からのエンジン冷却水温、エンジン回転数又はエアコン作動状況等の信号に連動させて、駆動軸から被駆動部材へと伝達される回転トルクを変化させ、冷却ファンの回転数を任意に変化させるように外部から制御するカップリング装置が開示されている。

このようにして、冷却対象の温度が比較的低く、冷却ファンの回転をあまり必要としない場合には、カップリングのトルク伝達面間におけるオイルを減少させてトルク伝達率を下げることで、冷却ファン騒音の増大を防止し、車室内の快適性を改善している。また、エンジントルクを低減し燃料消費を抑えている。

特開平１０−３０６５５号公報 特開２００１−３４２８３１号公報 特開２００２−１３５５６号公報

ところで、近年、ハイブリッド自動車や、停車時にエンジンを自動的に停止させ燃料消費を抑える「エコランシステム」を搭載した車（以下、エコラン車両又はエコラン自動車と呼ぶ。）の開発が進められている。このような低公害・低燃費型の車両では、エンジンの停止又は始動がドライバーの意図とは無関係に自動的になされる。例えば、ハイブリッド自動車では通常、電動機に接続された二次電池の残容量等に基づいてエンジンの自動停止又は始動がなされる。

エンジンを駆動源として冷却ファンを回転するカップリングを採用した車両を、ハイブリッド車両化又はエコラン車両化する場合には、冷却ファンの連れ廻り現象が問題となる。エンジンが運転休止状態から自動的に再始動を開始するからであり、エンジン再始動時に冷却ファンが連れ廻るとファン騒音及びトルク増大の原因となるからである。例えば、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）などのスポーツ多目的車や小型トラック車では、エンジンを駆動源とする冷却ファン・カップリングが採用されている。このような車両をハイブリッド車両化又はエコラン車両化した場合には、エンジンの停止又は始動がドライバーの意図とは無関係に自動的になされる。このため冷却ファンの連れ廻りに伴うファン騒音は、ドライバーに強い違和感を与えることとなり、車室内の快適性を損ねる。

特に、夏場の渋滞路走行時は、走行風がないので、エンジンルームの雰囲気温度は一般に高くなりやすく、こうした温度に基づいてファンが回転する場合には、ファン回転は高くなりやすい。この場合、エンジン停止時にカップリングのトルク伝達率が高い状態に維持されているとエンジンが再始動した際に冷却ファンが連れ廻るので、ドライバーの意図とは無関係にファン騒音が発生し、車室内の乗員に強い違和感を与えることとなる。特に、渋滞路走行時は、エンジンの自動停止及び始動が頻繁に繰り返されるので、エンジン再始動の度毎に過剰なファン騒音が発生し、ドライバーに与える違和感は著しいものとなる。

このように、ハイブリッド自動車やエコラン自動車では、エンジンが停止状態から再始動した際における冷却ファンの連れ廻りに伴うファン騒音は車室内の乗員に違和感を与え、快適性を損ねる。さらに、エンジンクランキング時のトルク増大の原因となる。

また、カップリングのトルク伝達面間からオイルを排出又は供給するための動力源としては、バッテリの負担を抑えるため通常はエンジンを用いる。そして、オイルは通常粘性が高い流体であることから流動性が低く、トルク伝達面間から所定量のオイルを排出又は供給するには所定の時間を要するという制約がある。

本発明の目的は、ハイブリッド自動車やエコラン自動車などのドライバーの意図とは無関係にエンジンが自動停止及び再始動する車両において、エンジンが停止状態から始動を開始した時における冷却ファン回転に伴うファン騒音の増大と、エンジン始動時トルクの上昇とを防止するファン・カップリング制御装置を提供することである。

本発明に係る車両のファン・カップリング制御装置は、車両の内燃機関によって駆動される駆動側と被駆動側との間に設けられたトルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を増減させることにより、駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を外部から制御する車両のファン・カップリング制御装置において、内燃機関が駆動を停止する前から、次の駆動を開始する時までの間に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御する伝達トルク減少手段を含むことを特徴とする。なお、本発明に係る車両のファン・カップリング制御装置においては、伝達トルク減少手段は、内燃機関が駆動を停止する際に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。また、本発明に係る車両のファン・カップリング制御装置においては、伝達トルク減少手段は、予め定めた内燃機関の駆動停止条件が成立した時に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。

本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、伝達トルク減少手段が、ファン・カップリングにおけるトルク伝達状態を示す信号に基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御するのが好ましい。

また、本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、車両の空気調和装置の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段を有し、伝達トルク減少手段は、冷媒圧力検出手段により検出された冷媒の圧力が所定の範囲である場合に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。また、本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、車両の内燃機関の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を有し、伝達トルク減少手段は、冷媒温度検出手段により検出された冷媒の温度が所定の範囲である場合に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。

さらに、本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、内燃機関が次の駆動を開始する時において生じる、内燃機関の始動時トルク又はクランキングトルクを推定する駆動時発生トルク推定手段を有し、伝達トルク減少手段は、駆動時発生トルク推定手段により推定された始動時トルク又はクランキングトルクに基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。なお、本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、内燃機関が次の駆動を開始する時において発生する、ファンの回転による騒音量を推定する騒音量推定手段を有し、伝達トルク減少手段は、騒音量推定手段により推定された騒音量に基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。この場合、騒音量推定手段は、ファンの回転数に基づいて騒音量を推定することが好ましい。

さらに、本発明に係る他の車両のファン・カップリング制御装置は、伝達トルク減少手段は、トルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を減らすことにより、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御することが好ましい。また、伝達トルク減少手段は、内燃機関の駆動停止中に電動ポンプでトルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を減らすことが好ましい。

上記構成により、本発明に係るファン・カップリング制御装置は、エンジン停止後、エンジン再始動時の冷却ファンの連れ廻りに伴うファン騒音を低減し、車室内の快適性向上を図ることができる。さらに、エンジン始動時のトルクを低減することができ、車両の燃費を改善することができる。

以下、本発明の一実施形態によるファン・カップリング制御装置を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のファン・カップリング制御装置がハイブリッド車両に組み込まれた一例を示すブロック図である。

まず、冷却系統を説明する。図１に示すように、車両前部に冷却ファン１８が搭載されており、その前方に、エンジン冷却系のラジエータ３０とエアコン用のコンデンサ３２とが並んで配置される。エンジン冷却系のラジエータ３０は、エンジン１２の内部に配置されたウォータジャケット（不図示）に接続しており、この内部を冷却水が循環することによって、エンジン１２を水冷する。エアコン用コンデンサ３２は、空調装置（不図示）の冷媒を冷却して液化するため設けられている。冷却ファン１８が回転して、ラジエータ３０とコンデンサ３２に強制的に風を送ることによって、ラジエータ３０とコンデンサ３２の放熱作用を促進する。

この冷却系統に設けられるセンサを説明する。図１に示すように、エンジン冷却系には、エンジン１２から排出される冷却水の水温を検出するエンジン冷却水温センサ３６が設けられている。また、空調装置のコンデンサの冷媒通路には、冷媒圧を検出する冷媒圧センサ３４が設けられている。このエンジン冷却水温センサ３６と、冷媒圧センサ３４からの出力信号は、ファン・カップリング制御装置１０に入力される。この制御装置１０は、ＣＰＵ、メモリ及びデータ信号の送受信部（不図示）で構成されており、メモリには、受け取ったエンジン冷却水温及び冷媒圧の情報や、冷却風量を発生するために必要なファン回転数を実現するカップリング制御情報が格納される。

冷却ファンの駆動系統を説明する。図１に示すように、エンジン１２から突出したクランク軸２８にはクランクプーリ２６が装着されており、クランクプーリ２６とファンプーリ２２との間にはファンベルト２４が掛回され、ファンプーリ２２の回転軸にはカップリング２０の駆動側プレートの回転軸が、カップリング２０の被駆動側プレートの回転軸には冷却ファン１８が取り付けられている。この構成において、エンジン１２からの動力は、クランク軸２８、クランクプーリ２６、ファンベルト２４、ファンプーリ２２、カップリング２０、冷却ファン１８の順に伝達されるので、エンジン１２の運転で冷却ファン１８が回転して風を起こす。これにより、低速走行時やアイドリング時における冷却系統の熱交換を助ける。

カップリング２０は、エンジン１２の出力軸に連結された駆動側プレートと、被駆動側プレートと、これら両プレート間に所定の小間隔をもって対向するラビリンス状のトルク伝達面を各々形成し、この小間隔にシリコンオイル等の作動油が充填されたトルク伝達間隙部とで構成される。この構成において、駆動側プレートが回転すると、作動油のせん断抵抗により被駆動側プレートが回転する。これによりカップリング２０はエンジン１２の回転トルクを冷却ファン１８に伝達し、冷却ファン１８を回転させる。

カップリング２０には、例えば特許文献３に示されるような弁部材（不図示）が設けられる。弁部材は、トルク伝達間隙部に介在する作動油を供給及び排出するために設けられており、この弁部材を、例えば特許文献３に示されるような手段により開閉操作してトルク伝達間隙部に介在する作動油量を増減し、カップリング２０から冷却ファン１８へのトルク伝達率を変化させる。そして、例えば、このトルク伝達間隙部に介在する作動油の量が多くなるように弁部材を開閉操作した場合、駆動側プレートから被駆動側プレートへのトルク伝達率はより高くなり、エンジン１２の回転トルクが効率よく伝達されるので、冷却ファン１８の回転速度は上昇する。一方、このトルク伝達間隙部に介在する作動油の量が少なくなるように弁部材を開閉操作した場合、駆動側プレートから被駆動側プレートへのトルク伝達率はより低くなり、冷却ファン１８の回転速度は低下する。

ところで、このハイブリッド車両は、エンジン１２のほかに、電気エネルギで作動する回転電機（不図示）を有している。エンジン及び回転電機の両駆動力は、図示しない動力分配統合機構を介して車輪に伝達される。

エンジン１２は、エンジン用電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）１４により燃料噴射制御や点火制御等の運転制御を受け、これによりエンジン１２は、運転停止及び始動を行えるようになっている。

また、エンジン１２には、エンジン回転数センサ３８が設けられる。エンジン回転数センサ３８は、エンジン１２の回転数を検知する。検知された回転数信号は、エンジンＥＣＵ１４に送られる。

エンジンＥＣＵ１４は、ハイブリッド電子制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵという）１６と通信線を介して接続しており、ＨＶ−ＥＣＵ１６からの制御信号を受けてエンジン１２を運転制御し、必要に応じてエンジン１２の運転状態（例えばエンジン回転数）に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ１６に出力する。エンジンＥＣＵ１４及びＨＶ−ＥＣＵ１６は、それぞれＣＰＵ（中央演算装置）及びメモリにより構成され、ＥＣＵの機能を実現するためのプログラムを実行することによりその機能を実現させる。

このハイブリッド車両には回転電機に供給する電力を貯蔵するための二次電池（不図示）が搭載されている。二次電池は、回転電機に対応して設けられた不図示のインバータに電気的に接続しており、このインバータを介して、回転電機との間で電力の授受が可能である。二次電池は、回転電機を電動機として作動させる場合には、回転電機に電力を供給し、回転電機を発電機として作動させる場合には、回転電機で得られた電力エネルギを回収して蓄える。このようにハイブリッド車両は、車両推進時には、回転電機を電動機として作動させ、車輪を駆動して推進する。一方、車両減速時には、回転電機を発電機として作動させ、車輪から回転電機に伝達された運動エネルギを電力に変換して二次電池に回収する。

この二次電池は、電池監視装置（不図示）により温度、電圧及び充放電電流等の情報を監視されている。電池監視装置は、これらの情報から二次電池の残存容量状態を示すパラメータ(以下、ＳＯＣと記す)を算出する。ＳＯＣは、例えば満蓄電量に対する現在の蓄電量の比率で表してもよい。電池監視装置は、算出したＳＯＣの信号を、ＨＶ−ＥＣＵ１６に送出している。

また、この車両には、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル操作量と記す）を検出するアクセルポジションセンサが設けられている。このセンサからのアクセル操作量信号は、ＨＶ−ＥＣＵ１６に送出される。

ＨＶ−ＥＣＵ１６は、電池監視装置から二次電池のＳＯＣの信号を受け、アクセルポジションセンサからアクセル操作量の信号を受けている。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、アクセル操作量から、ドライバーが車両に要求している駆動力（以下、要求駆動力と記す）を算出している。そして、ＳＯＣが所定値以下等のようなエンジン１２の始動が必要な場合には、このＨＶ−ＥＣＵ１６からエンジンＥＣＵ１４へエンジン始動を要求する始動要求信号を送信する。この信号に応じてエンジンＥＣＵ１４はエンジン１２を始動させ、エンジン１２の回転速度及び発生トルクを調整する。このように、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、エンジン１２と回転電機とが協調して作動するように制御を行っている。

なお、このＨＶ−ＥＣＵ１６には予めエンジン停止条件が定められ、エンジン停止条件が成立するとＨＶ−ＥＣＵ１６は「エンジン停止予告信号」を生成する。エンジン停止条件が成立する手段としては、ＨＶ−ＥＣＵ１６のエンジンパワー指令値を検知することによってエンジン停止条件成立としてもよい。また、アクセル操作量ゼロの継続時間や二次電池のＳＯＣに基づいて生成するようにしてもよい。例えば、観測しているＳＯＣが所定値以上となった場合にエンジン停止予告信号を生成するようにしてもよい。

こうしてハイブリッド車両は、エンジン１２と回転電機を動力源として併用する「ＨＶ走行モード」、エンジン１２のみを動力源として使用する「エンジン走行モード」、回転電機のみを動力源として使用する「ＥＶ走行モード」の各走行モードを実現することができる。これら走行モードは、ＨＶ−ＥＣＵ１６により、逐次自動的に切り換えられる。

ところで、ハイブリッド車両においてファン騒音や始動時トルク増大が問題となるのは、「ＥＶ走行モード」から「ＨＶ走行モード」に移行する場合である。以下に、走行モードの移行時における、本実施形態に係るファン・カップリング制御装置の動作について説明する。

車両は「ＨＶ走行モード」で走行しているものとする。ドライバーがアクセルペダルから足を離すと、アクセル操作量が低下する。やがてアクセル操作量がゼロとなって、例えば操作量ゼロの状態が所定時間継続すると、上記のエンジン停止条件が成立する。この場合、ＨＶ−ＥＣＵ１６は「エンジン停止予告信号」を生成し、エンジンＥＣＵ１４に対してこの信号を送出する。

エンジン停止予告信号を受け取ったエンジンＥＣＵ１４は、エンジン１２を停止制御する前に、ファン・カップリング制御装置１０に対して、この信号を送信する。本制御装置１０は、この信号に基づいて弁部材を開閉操作する制御を行う。こうすることで、エンジン１２が停止する前に、カップリング２０のトルク伝達間隙部に介在する油量を減少させ、カップリング２０のトルク伝達率を低下させる。この後、カップリング２０のトルク伝達能力は低い状態に維持され、エンジンＥＣＵ１４の制御によりエンジンは運転を停止する。このため、次にエンジン１２が始動を開始したときには、冷却ファン１８の連れ廻りに伴うファン騒音や、エンジン始動時トルク、すなわちエンジン始動（クランキング）に要するトルクの上昇は抑制される。

また、上記の伝達トルク減少制御は、カップリング２０の動力伝達状態、エンジン冷却水温又はエアコン用コンデンサ３２の冷媒圧に基づいて行ってもよい。その理由は、エンジン停止予告信号が生成された際に、カップリング２０の動力伝達状態が既に低い場合には、エンジン再始動時にファンが連れ廻っても、ファン騒音が悪化する可能性は小さいからである。

具体的には、例えば、ファン１８へのトルク伝達率が高い状態にある場合、仮にこの状態でエンジン運転停止したときは、カップリング２０はこの動力伝達状態に維持されることから、エンジン再始動時のファン回転速度、ファン騒音及びエンジン再始動時トルクは比較的大きいと予想される。そこで、このようにカップリングの動力伝達状態が比較的大きい場合には、エンジン運転停止前にカップリング２０のトルク伝達間隙部に介在する油量を減少させる制御を行う。一方で、ファン１８へのトルク伝達率が低い状態にある場合、仮にこの状態でエンジン運転停止したときは、カップリング２０はこの動力伝達状態に維持されることから、エンジン再始動時のファン回転速度、ファン騒音及びエンジン再始動時トルクは比較的小さいことが予想される。そこで、このようにカップリング２０の動力伝達状態が比較的小さい場合には、カップリング２０のトルク伝達間隙部に介在する油量を減少させる制御は行わないように制御する。

この場合、ファン・カップリング制御装置１０は、伝達トルク減少制御直前におけるカップリング２０の動力伝達状態を公知の手段により検知することにより、この検知に基づいてカップリング２０を制御してもよい。この公知の手段としては、例えば、カップリング２０からのフィードバック信号、エンジン回転数又はファン回転数から推定して検知する手段が知られている。なお通常、動力伝達状態は、エンジンＥＣＵ１４の指令値として既知であるため、エンジンＥＣＵ１４から動力伝達状態信号を受け取ることにより検知してもよい。

また、例えば、冷却対象の温度や冷媒圧が比較的高い場合には、トルク伝達能力を落とす必要がないと考えられることから、ファン・カップリング制御装置１０は、冷却系統に設けられるエンジン冷却水温センサ３６や冷媒圧センサ３４の出力信号に基づいてカップリング２０を制御してもよい。これらセンサからの出力信号は、エンジンＥＣＵ１４を経由して、ファン・カップリング制御装置１０に入力されるようにしてもよい。

以下に、カップリング２０の動力伝達状態や冷却対象の状態に基づいて機能するファン・カップリング制御装置１０の動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。

いま、車両がＨＶ走行モードにあり、エンジン１２が運転状態であるとする。この状態において、エンジン停止予定の有無が判定される（Ｓ１０１）。このエンジン停止予定の判定の有無は、ＨＶ−ＥＣＵ１６においてエンジン停止条件が成立するか否かによりなされる。エンジン停止条件が成立する場合には、エンジン停止予定ありと判定され通常制御（Ｓ１０５）に移行する。エンジン停止条件が成立しない場合には、エンジン停止予定なしと判定され次のステップ（Ｓ１０２）に移る。

次に、カップリング２０の動力伝達状態が予め設定した状態以上か否かが判定される（Ｓ１０２）。例えばカップリング２０の動力伝達状態がＨｉ（トルク伝達率が大）、Ｍｉｄ（中）、Ｌｏ（小）の３段階に区分された車両において、予め設定した状態がＭｉｄであるとする。この場合、本ステップにおいてＬｏの状態と判定されたときは、通常制御（Ｓ１０５）に移行する。また、Ｈｉ又はＭｉｄの状態と判定されたときは、次のステップ（Ｓ１０３）に移る。

より具体的には、本制御装置１０がエンジン停止予告信号を受け取った時点において、カップリング２０の動力伝達状態がＨｉ（又はＭｉｄ）の状態にある場合には、弁部材を開閉操作して、トルク伝達間隙部に介在する作業油から所定量を抜油する制御を行う。この抜油制御により、動力伝達状態はＨｉ（又はＭｉｄ）からＭｉｄ（又はＬｏ)に低下する。なお、この場合に抜油する油量は、Ｈｉ（又はＭｉｄ）とＭｉｄ（又はＬｏ）におけるトルク伝達間隙部に介在する油量の差としてよい。

一方、本制御装置１０がエンジン停止予告信号を受け取った時点において、カップリング２０の動力伝達状態がＬｏの状態にある場合には、動力伝達状態が下限の状態であることから、抜油する制御は通常不要である。そこで、現状の動力伝達状態を維持することとして、抜油制御を行なわずに通常制御（Ｓ１０５）に移行する。

次に、エンジン冷却水温又はエアコン用コンデンサ冷媒圧が予め設定した値以下か否かが判定される（Ｓ１０３）。例えば、エンジン冷却水温の設定値が１００℃、冷媒圧の設定値が２．５ＭＰａとされた場合において、冷却水温が１００℃未満でかつ冷媒圧が２．５ＭＰａ未満のときは、ファン駆動要求が低いと判断され、ファン連れ廻り抑制のためカップリング２０の伝達トルク減少制御を行う（Ｓ１０４）。

一方、冷却水温が１００℃以上又は冷媒圧が２．５ＭＰａ以上のときは、ファン駆動要求が高いが、後のエンジン停止中における冷却対象の放熱促進は一般的には見込めないと考えることもできる。このため、エンジン再始動時においてもファン駆動要求は高いものと想定し、抜油制御は行わず、現状の高い動力伝達状態に維持することとして、通常制御（Ｓ１０５）に移行する。

ここで、通常制御（Ｓ１０５）は、カップリング２０において抜油制御を行わずに、エンジンＥＣＵ１４にエンジン停止許可信号を送出する制御としてよい。

抜油制御終了後、ファン・カップリング制御装置１０は、エンジン停止許可信号をエンジンＥＣＵ１４に送信する。この信号を受け取ったエンジンＥＣＵ１４は、エンジン１２の停止制御を行い、エンジン１２は運転を停止する。これにより車両の走行状態は「ＨＶ走行モード」から「ＥＶ走行モード」に移行する。

上記動作の作用を説明する。エンジン１２の停止後、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んだり、二次電池のＳＯＣが所定値以下となった場合には、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、これら信号に基づき、エンジン運転開始信号をエンジンＥＣＵ１４に送信する。これにより、エンジンＥＣＵ１４は、エンジン１２の運転開始制御を行い、エンジン１２は運転を開始する。これにより車両の走行状態は「ＥＶ走行モード」から「ＨＶ走行モード」に移行する。この場合、エンジン運転開始直前のカップリング２０の動力伝達状態は、エンジン停止時の状態、例えばＬｏの状態に維持されている。このため、カップリング２０のトルク伝達率は、本制御装置による制御を行わない場合に比べて低く、エンジン再始動時における冷却ファン１８の回転速度は低い。こうすることで、ファン騒音悪化やエンジン始動時トルク増大が抑制され、エンジン再始動の静粛化が図れるとともに、車室内の快適性や車両の燃費の改善に役立つ。

また、上記フローチャートにおいて、エンジン再始動時の冷却ファン１８の回転に伴う騒音発生量を推定するとともに、騒音発生量が比較的大きいと予想される場合には、この推定値に基づいて伝達トルク減少制御を行ってもよい。この場合、騒音発生量は、一般にファン回転数の上昇に応じて増大することが知られているので、騒音発生量の推定は、ファン回転数に基づいてもよい。例えば、騒音量ＳＰＬ（Sound Pressure Level）は、一般にファン回転数の５〜６乗に比例することが知られている。そこで、この関係に基づいてＳＰＬを求め、これを騒音量と推定してもよい。このファン回転数は、予め把握したエンジン回転数とカップリングの動力伝達状態との関係に基づいて推算することにより求めてもよいし、ファンにセンサを設け直接検知してもよい。

また、エンジン１２が再始動する際に生じるクランキングトルク又はエンジン始動時トルクを推定して、この推定値に基づいて伝達トルク減少制御を行ってもよい。このようなクランキングトルク又はエンジン始動時トルクの推定は、予め把握したカップリングの動力伝達状態、エンジン回転数及び発生トルクとの関係に基づいて行ってもよい。

なお、上記において、トルク伝達間隙部に介在する作動油を増減するためのポンプがカップリング２０の外部に設けられていてもよく、このポンプを駆動することにより、トルク伝達間隙部に介在する油量を増減させてもよい。この場合、ポンプは電動駆動式としてもよく、二次電池を電源としてポンプを駆動することにより、エンジン停止中に伝達トルク減少制御を実行しても良い。このポンプの駆動は、本制御装置により制御されるようにしてもよい。なお、本発明においては、カップリングから冷却ファンへの伝達トルクを減少させるように制御する手段であれば、トルク伝達間隙部に介在する油の量を増減させる手段に限らず、駆動側プレート及び被駆動側プレートの離間距離を遠ざける手段によってもよいし、トルク伝達間隙部に介在する作動油の圧力を増減させる手段によってもよい。

エアコン用コンデンサを冷却するための電動ファンをファン１８とは別に設けてもよい。これにより、夏季の渋滞路走行中において本制御装置の機能によりファン１８の回転速度が低下した場合であっても、電動ファンが作動することで冷却系統の機能は適切に維持され得る。この場合、例えば出力１ｋＷ以上の高出力電動ファンを導入してもよい。

以上の構成によれば、本発明に係るファン・カップリング制御装置は、カップリングが規定以上のトルク伝達状態にあり、エンジン停止が予定される場合において、エンジン停止前に予めトルク伝達間隙部の作動油を抜油するように制御し、カップリングの動力伝達状態をＬｏ（又はオフ）の状態としてから、エンジン停止とすることにより、次のエンジンの始動時のファンの連れ廻りにおいて、ファン回転数の上昇及びファン騒音の悪化を回避することができる。さらに、エンジン始動時トルクを低減することができる。

本発明の効果について、本制御装置を適用した場合としない場合とを比較することにより、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら説明する。図３Ａは、本発明に係る制御装置を適用しない場合の経時変化を示した図である。エンジン再始動時にファン回転数が上昇してファン騒音が増大する様子が判る。図３Ｂは、本発明に係るファン・カップリング制御装置を適用した場合の経時変化を示した図である。エンジン再始動時におけるファン回転数が抑制され騒音抑制等効果が示されている。

ここで、横軸は時間を、縦軸は冷却ファンの回転数（太い実線）、エンジン回転数（点線）、カップリングの動力伝達状態（太い点線）及びアクセル開度（アクセル操作量）（実線）を示す。また、時刻ｔ０はアクセルペダルから足を離した時刻、時刻ｔ１はファン回転数が低下を始める時刻、時刻ｔｓはアクセルペダルを踏み込んだ時刻、時刻ｔ２はエンジン停止制御が開始した時刻、時刻ｔｃ１はカップリングの伝達トルク減少制御を開始した時刻、時刻ｔｃ２はカップリングの伝達トルク上昇制御を開始した時刻、時刻ｔｃ３はカップリングの伝達トルク上昇制御を終えてファン駆動要求の回転数に達した時刻を示す。

以上のように、エンジン停止直前のタイミングでカップリングの伝達トルク制御を行うことによって、エンジンが次に始動を開始した時における冷却ファンの回転数が低くなるので、ドライバーが意図しない状況下で生じるファン騒音及びエンジン始動時トルクの発生を抑制できる。

上記実施形態では、本発明に係るファン・カップリング制御装置をハイブリッド車両に適用した場合について説明したが、いわゆるエコラン車両に適用した場合でも、作用・効果は同様である。

本発明の実施形態であるファン・カップリング制御装置が組み込まれた一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態であるファン・カップリング制御装置のフローチャート図である。 回転数、アクセル操作量及びカップリングの動力伝達状態の経時変化を示す図であり、エンジン再始動時におけるファン騒音増大の原因を説明する図である。 回転数、アクセル操作量及びカップリングの動力伝達状態の経時変化を示す図であり、本発明に係るファン・カップリング制御装置を適用した場合の効果の一例を示す図である。

符号の説明

１２ エンジン、１４ エンジンＥＣＵ、１６ ハイブリッドＥＣＵ、１８ 冷却ファン、２０ カップリング、２２ ファンプーリ、２４ ファンベルト、２６ クランクプーリ、２８ クランク軸、３０ ラジエータ、３２ エアコン用コンデンサ、３４ 冷媒圧センサ、３６ エンジン冷却水温センサ、３８ エンジン回転数センサ。

Claims (11)

1. 車両の内燃機関によって駆動される駆動側と被駆動側との間に設けられたトルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を増減させることにより、駆動側から被駆動側への回転トルク伝達を外部から制御するファン・カップリング制御装置において、
   内燃機関が駆動を停止する前から、次の駆動を開始する時までの間に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御する伝達トルク減少手段を含むこと
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
2. 請求項１に記載のファン・カップリング制御装置において、
   伝達トルク減少手段は、内燃機関が駆動を停止する際に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
3. 請求項２に記載のファン・カップリング制御装置において、
   伝達トルク減少手段は、予め定めた内燃機関の駆動停止条件が成立した時に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
   伝達トルク減少手段は、ファン・カップリングにおけるトルク伝達状態を示す信号に基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
   車両の空気調和装置の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段を有し、
   伝達トルク減少手段は、冷媒圧力検出手段により検出された冷媒の圧力が所定の範囲である場合に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
   車両の内燃機関の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を有し、
   伝達トルク減少手段は、冷媒温度検出手段により検出された冷媒の温度が所定の範囲である場合に、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
   内燃機関が次の駆動を開始する時において生じる、内燃機関の始動時トルク又はクランキングトルクを推定する駆動時発生トルク推定手段を有し、
   伝達トルク減少手段は、駆動時発生トルク推定手段により推定された始動時トルク又はクランキングトルクに基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
   内燃機関が次の駆動を開始する時において発生する、ファンの回転による騒音量を推定する騒音量推定手段を有し、
   伝達トルク減少手段は、騒音量推定手段により推定された騒音量に基づいて、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
9. 請求項８に記載のファン・カップリング制御装置において、
   騒音量推定手段は、ファンの回転数に基づいて騒音量を推定すること
   を特徴とするファン・カップリング制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一つに記載のファン・カップリング制御装置において、
    伝達トルク減少手段は、トルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を減らすことにより、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
    を特徴とするファン・カップリング制御装置。
11. 請求項１〜１０に記載のファン・カップリング制御装置において、
    伝達トルク減少手段は、内燃機関の駆動停止中に電動ポンプでトルク伝達間隙部に存在する粘性流体の量を減らすことにより、駆動側から被駆動側への伝達トルクを減少させるように制御すること
    を特徴とするファン・カップリング制御装置。

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