JP2014214716A

JP2014214716A - 電動ファン制御装置

Info

Publication number: JP2014214716A
Application number: JP2013094603A
Authority: JP
Inventors: 俊彦大塚; Toshihiko Otsuka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-26
Also published as: JP6064772B2

Abstract

【課題】アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにした場合に、最適な電動ファンの作動時間を設定する。
【解決手段】電動ファン制御装置は、第１作動時間から、アイドルストップ開始からイグニッションスイッチをオフにするまでの間に電動ファンが作動した時間を減じた時間を基準時間として、基準時間と一致する時間が設定時間の中にある場合は、基準時間と一致する時間を、第２作動時間として選択し、基準時間と一致する時間が設定時間の中にない場合は、基準時間より短い時間の中で最も基準時間に近い設定時間（ｔ１）と、基準時間より長い時間の中で最も基準時間に近い設定時間（ｔ２）とから、拡散したエンジンルーム内の熱気により第１部品が受ける熱影響と、第２部品が受ける熱影響とが、いずれも許容範囲内となる時間を、第２作動時間として選択する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アイドルストップ機能を有する車両の電動ファン制御装置に関する。

特許文献１には、エンジン停止後に一定時間が経過するまでは電動ファンを作動させてエンジンルーム内の温度を抑制し、エンジンルーム内に配設された部品を高温から保護する冷却装置が開示されている。

実開昭５８−２５６１７号公報

上記装置では、エンジンルーム内で拡散した熱気が滞留し、局所的に高温となることが考えられる。そして、局所的に高温となる場所に配設された部品への熱影響は、電動ファンの作動時間が長いほど大きくなる。そこで、エンジン停止後に電動ファンを作動させる時間を一定にせず、エンジンルーム内に配設された様々な部品への熱影響が許容範囲内となる時間をエンジンコントローラで演算し、エンジン停止後に電動ファンを作動させる時間として設定することが考えられる。

このような装置を、アイドルストップ機能を有する車両に適用した場合は、アイドルストップすると電動ファンを作動させることになる。しかしながら、アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにした場合は、エンジンコントローラには電源が供給されなくなるので、その後に電動ファンを作動させる時間を、エンジンコントローラから、常時電源が供給されるファンコントローラへ受け渡す必要がある。

この通信には、通常、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等の信号制限のある手段が用いられ、限られた数のあらかじめ登録された設定時間の中から選択した時間しかファンコントローラへ受け渡すことができない。

したがって、アイドルストップ後に電動ファンを作動させる総時間が、アイドルストップ開始時にエンジンコントローラが設定した時間より短い時間又は長い時間となる時間しか、エンジンコントローラからファンコントローラへ受け渡すことができず、この場合に、いずれを選択するかの判断が容易ではないという問題がある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにした場合に、最適な電動ファンの作動時間を設定することを目的とする。

本発明のある態様によれば、アイドルストップ機能を有し、エンジンルーム内に、第１部品と、第２部品と、エンジンルーム内の熱気を拡散させる電動ファンと、が配設された車両の電動ファン制御装置が提供される。

電動ファン制御装置は、アイドルストップすると、アイドルストップ開始時に設定した第１作動時間の間、前記電動ファンを作動させ、アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにすると、前記第１作動時間に代えて、通信上の制約により限られた数の設定時間の中から選択した第２作動時間の間、前記電動ファンを作動させる。

電動ファン制御装置は、前記第１作動時間から、アイドルストップ開始から前記イグニッションスイッチをオフにするまでの間に前記電動ファンが作動した時間を減じた時間を基準時間として、前記基準時間と一致する時間が前記設定時間の中にある場合は、前記基準時間と一致する時間を、前記第２作動時間として選択する。

また、前記基準時間と一致する時間が前記設定時間の中にない場合は、前記基準時間より短い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間と、前記基準時間より長い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間とから、拡散したエンジンルーム内の熱気により前記第１部品が受ける熱影響と、前記第２部品が受ける熱影響とが、いずれも許容範囲内となる時間を、前記第２作動時間として選択する。

上記態様によれば、エンジンルーム内のレイアウト、第１部品及び第２部品の耐熱性、エンジン及び過給機から発生する熱量等の車両環境に応じて、最適な電動ファンの作動時間を設定できる。したがって、第１部品と第２部品とが受ける熱影響を抑制し、耐久性を確保することができる。

本発明を適用した車両のエンジンルームを示す概略図である。カウルカバーとブレーキリザーバタンクとの温度変化を示す図である。イグニッションスイッチをオフにした後のファン作動設定時間を示すテーブルである。作動要求時間が１０ｍｉｎである場合の、アイドルストップ中のファン作動時間と総ファン作動時間との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明を適用した車両のエンジンルームを示す概略図である。

車両１は、アイドルストップ機能を有するエンジン２と、エンジン２に取り付けられる過給機３と、カウルカバー４と、ブレーキリザーバタンク５と、ラジエータ６と、電動ファン７と、ファンコントローラ８と、エンジンコントローラ９と、を備える。

エンジンコントローラ９には、外気温センサ１０、水温センサ１１等からの各種検出信号が入力され、エンジン２が作動している通常の運転状態では、車両環境に応じて、電動ファン７に対する作動要求信号をＣＡＮで接続されたファンコントローラ８に出力し、作動要求信号を受けたファンコントローラ８が電動ファン７を作動させる。

エンジン２が停止している場合は、排気による放熱が無いので、エンジン２と過給機３とが高温のままとなる。この場合は、特に、過給機３の後方に配設されるカウルカバー４の温度が上昇する。

したがって、エンジン２がアイドルストップを開始すると、エンジンコントローラ９は、電動ファン７に対する作動要求信号をＣＡＮで接続されたファンコントローラ８に伝達し、作動要求信号を受けたファンコントローラ８が電動ファン７を作動させる。また、キーオフした場合、すなわちイグニッションスイッチをオフにした場合も、同様に電動ファン７を作動させる。

図２は、カウルカバーとブレーキリザーバタンクとの温度変化を示す図である。

電動ファン７が作動すると、エンジンルーム内に気流が発生し、エンジン２及び過給機３から発生する熱が図１に示す矢印の方向に拡散する。したがって、過給機３の後方に配設されるカウルカバー４は、電動ファン７が作動することで温度上昇が抑制される。

一方で、エンジンルーム内では、熱気が滞留して局所的な温度上昇が発生する。本実施形態においては、ブレーキリザーバタンク５の周辺に熱気が滞留するので、エンジン２及び過給機３の熱量が大きい状態で電動ファン７が作動すると、ブレーキリザーバタンク５の温度が上昇する。

電動ファン７が作動している間はブレーキリザーバタンク５の温度が上昇し続けるので、アイドルストップ中のファン作動時間には上限が設けられ、エンジンコントローラ９は、アイドルストップ開始時又はイグニッションスイッチをオフにした時に、作動上限時間内で、車両環境に応じて電動ファン７を作動させる時間を設定する。

作動上限時間は、熱源であるエンジン２及び過給機３の熱量が最も大きくなる車両環境において、ブレーキリザーバタンク５が受ける熱影響が許容範囲内となる時間であり、あらかじめ実験等により決定される。

熱影響が許容範囲内である状態は、例えば、部品が長時間に亘り高温暴露された場合に、耐久性が確保できる温度を許容温度として、部品の温度が許容温度より低い状態である。高温暴露される時間は、部品の常用温度、最高耐熱温度等を考慮して設定される。また、例えば、許容温度は、部品毎に異なる安全率を持つように設定することもできる。

本実施形態においては、図２に示すように、作動上限時間を１０ｍｉｎとすれば、ブレーキリザーバタンク５が受ける熱影響が許容範囲内となる。

アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにした場合は、エンジンコントローラ９には電源が供給されなくなるので、エンジンコントローラ９は、電動ファン７に対する作動要求信号を出力することができなくなる。

しかしながら、イグニッションスイッチをオフにした後も電動ファン７を作動させなければ、カウルカバー４が受ける熱影響が許容範囲を超えることになる。したがって、エンジンコントローラ９は、イグニッションスイッチをオフにすると、その後に電動ファン７を作動させる時間を決定して、ファンコントローラ８に作動要求時間を受け渡す。ファンコントローラ８には常時電源が供給されており、電動ファン７を作動させることができる。

エンジンコントローラ９とファンコントローラ８とは、ＣＡＮで接続されており、受け渡し可能な情報量には通信上の制約がある。

これは、このような車載ネットワークでは、通信速度を速くすると接続線の配索自由度が低下し、また、コストも増大することから、通信速度、すなわち受け渡し可能な情報量を自由に設定することができないからである。

例えば、本実施形態においては、図３に示すように、受け渡し可能な情報量の上限は４ビットとなる。エンジンコントローラ９は、このように、あらかじめ登録した設定時間の中から選択した時間を、イグニッションスイッチをオフした後の作動要求時間として、ファンコントローラ８に受け渡す。

図４は、作動要求時間が１０ｍｉｎである場合の、アイドルストップ中のファン作動時間と総ファン作動時間との関係を示す図である。

本来、イグニッションスイッチをオフにした後に電動ファン７を作動させる時間は、アイドルストップ開始時にエンジンコントローラ９が設定した時間から、アイドルストップ開始からイグニッションスイッチをオフにするまでの間に電動ファン７が作動した時間を減じた時間である。

したがって、図４に示すように、アイドルストップ開始時にエンジンコントローラ９が演算した作動要求時間が１０ｍｉｎの場合は、例えば、アイドルストップ中のファン作動時間が２ｍｉｎであれば、エンジンコントローラ９は、イグニッションスイッチをオフにした後に電動ファン７を作動させる時間として、設定時間の中から「１０１１」＝８ｍｉｎを選択する。

また、アイドルストップ中のファン作動時間が３ｍｉｎであれば、本来、イグニッションスイッチをオフにした後に電動ファン７を作動させる時間は７ｍｉｎとなる。

しかしながら、上記のように、エンジンコントローラ９からファンコントローラ８へ受け渡し可能な時間は、あらかじめ登録された設定時間の中から選択した時間に限られる。

図３に示すように、あらかじめ登録された設定時間の中には、７ｍｉｎと一致する時間がないので、エンジンコントローラ９は、この７ｍｉｎを基準時間として、７ｍｉｎより短い時間の中で最も近い設定時間である「１０１０」＝６ｍｉｎ（ｔ１）と、７ｍｉｎより長い時間の中で最も近い設定時間である「１０１１」＝８ｍｉｎ（ｔ２）との、いずれかを選択する。

この場合は、エンジンコントローラ９は、図２に示すように、あらかじめ実験等で確認されたカウルカバー４とブレーキリザーバタンク５との温度変化に基づいて、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響が、いずれも許容範囲内となる「１０１０」＝６ｍｉｎ（ｔ１）を選択する。

これにより、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響がそれぞれの許容範囲内となる時間を、イグニッションスイッチをオフにした後に電動ファン７を作動させる時間として設定できる。したがって、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響を抑制し、耐久性を確保することができる。

また、エンジンコントローラ９は、電動ファン７を作動させる基準時間より短い設定時間（ｔ１）と、長い設定時間（ｔ２）との、いずれを選択してもカウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響が許容範囲内となる場合は、熱影響の差が小さくなる時間を選択する。

熱影響の差は、例えば、許容温度に対するカウルカバー４の温度の割合と、許容温度に対するブレーキリザーバタンク５の温度の割合との差とすることが考えられる。また、例えば、許容温度からカウルカバー４の温度を減じた値と、許容温度からブレーキリザーバタンク５の温度を減じた値との差とすることが考えられる。

これにより、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５との耐久性を高い水準で両立させることができる。

上記態様によれば、エンジンルーム内のレイアウト、カウルカバー４及びブレーキリザーバタンク５の耐熱性、エンジン２及び過給機３から発生する熱量等の車両環境に応じて、最適な電動ファン７の作動時間を設定できるので、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響を抑制し、耐久性を確保することができる。

また、イグニッションスイッチをオフにした後に電動ファン７を作動させる基準時間より短い設定時間（ｔ１）と長い設定時間（ｔ２）との、いずれを選択してもカウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響が許容範囲内となる場合は、熱影響の差が小さくなる時間を選択するので、カウルカバー４とブレーキリザーバタンク５との耐久性を高い水準で両立させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体例に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、本発明を適用してカウルカバー４とブレーキリザーバタンク５とが受ける熱影響を抑制しているが、本発明を適用する部品は、エンジンルーム内のレイアウトや部品の耐熱性等を考慮して適宜決定することができる。例えば、ブレーキリザーバタンク５に代えて、バッテリに適用してもよい。

１車両
４カウルカバー（第１部品）
５ブレーキリザーバタンク（第２部品）
７電動ファン
８ファンコントローラ（電動ファン制御装置）
９エンジンコントローラ（電動ファン制御装置）

Claims

アイドルストップ機能を有し、エンジンルーム内に、第１部品と、第２部品と、エンジンルーム内の熱気を拡散させる電動ファンと、が配設された車両において、アイドルストップすると、アイドルストップ開始時に設定した第１作動時間の間、前記電動ファンを作動させ、アイドルストップ中にイグニッションスイッチをオフにすると、前記第１作動時間に代えて、通信上の制約により限られた数の設定時間の中から選択した第２作動時間の間、前記電動ファンを作動させる電動ファン制御装置であって、
前記第１作動時間から、アイドルストップ開始から前記イグニッションスイッチをオフにするまでの間に前記電動ファンが作動した時間を減じた時間を基準時間として、前記基準時間と一致する時間が前記設定時間の中にある場合は、前記基準時間と一致する時間を、前記第２作動時間として選択し、
前記基準時間と一致する時間が前記設定時間の中にない場合は、前記基準時間より短い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間と、前記基準時間より長い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間とから、拡散したエンジンルーム内の熱気により前記第１部品が受ける熱影響と、前記第２部品が受ける熱影響とが、いずれも許容範囲内となる時間を、前記第２作動時間として選択する、
ことを特徴とする電動ファン制御装置。
請求項１に記載の電動ファン制御装置であって、
前記基準時間と一致する時間が前記設定時間の中にない場合であって、前記基準時間より短い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間と、前記基準時間より長い前記設定時間の中で最も前記基準時間に近い時間とのいずれを選択しても、前記第１部品が受ける熱影響と、前記第２部品が受ける熱影響とが、いずれも許容範囲内となる場合は、前記第１部品が受ける熱影響と、前記第２部品が受ける熱影響との差が小さくなる時間を、前記第２作動時間として選択する、
ことを特徴とする電動ファン制御装置。