JP2938724B2 - ラジエタファン制御装置 - Google Patents

ラジエタファン制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジエタファンの制御
装置に関し、特にファジー推論を用いて精度良く、かつ
エンジン状態に合わせたきめ細かな制御を行うことがで
きるラジエタファン制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンを冷却するために、
ラジエタファンを制御してラジエタの冷却を行うラジエ
タファン制御装置は知られている。かかるラジエタファ
ン制御装置は、冷却水の温度を検出するセンサ(通常は
所定温度以上か所定温度以下かを判定出力する)からの
情報だけでラジエタファンのON/OFF制御を行うシ
ンプルなものであった。すなわち、従来のラジエタファ
ン制御装置は、エンジンの冷却水がある設定温度以下の
場合にはラジエタファンをOFFさせ、逆にエンジンの
冷却水が設定温度以上の場合にはラジエタファンをON
させてON/OFF制御を行うものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のラジエ
タファン制御装置では、例えばラジエタファンを高速/
低速の2段階で制御しようとした場合、ファンの高速駆
動/低速駆動判定用にそれぞれ駆動判定用水温センサ
(スイッチ)が必要となり、新たなセンサの取り付けに
よる装置の複雑化、コスト高を招くという問題点があ
る。また、ラジエタファンは、エンジンの冷却効率を向
上させるために制御されるが、一般にエンジンの冷却効
果を最大限に引き出すために、冷却水の温度を高くして
外気温との温度差を大きくし、熱放散を促進させてい
る。更に、冷却水を加圧することにより水の沸点である
100℃以上の温度で冷却水を使用して前記効果を高め
るのが一般的である。これを的確に実現するためには高
温下で精度良く冷却水の温度を制御するようにラジエタ
ファンを制御する必要があり、このためには、冷却水の
温度を正確に検知する必要がある。しかしながら、冷却
水の温度は冷却水の通路の一部に装着された温度センサ
で検出しているに過ぎないため、検出された温度が必ず
しも全体の冷却水温の代表値、即ち、ラジエタファンの
制御に使用されるべき最適測定値とは限らない。このた
め、従来のラジエタファン制御装置は冷却水の温度検出
誤差を見越したマージンある温度設定で冷却ファンを駆
動させているため、精度の良いきめ細かな制御を行うこ
とは困難であるという問題点があった。
【0004】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたもので、精度良く、かつエンジン状
態に合わせたきめ細かな制御を行うことができるラジエ
タファン制御装置を得ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1にか
かるラジエタファン制御装置は、ラジエタファンの制御
手段を前記エンジンを制御するエンジン制御装置(例え
ば、エンジン制御コンピュータユニット(ECU))内
に設け、前記エンジン制御装置によるエンジン制御のた
めに使用されるセンサからの情報をもとにファジー推論
により、前記ラジエタファンを制御するようにしたもの
である。また、前記情報には、少なくともエンジン冷却
水温情報とエンジン負荷情報が含まれ、これら情報に基
づいてファジー推論により前記エンジンのルーム内温度
を推論し、この推論された前記エンジンのルーム内温度
に従って前記ラジエタファンを制御するようにしたもの
である。
【0006】
【0007】また、この発明の請求項にかかるラジエ
タファン制御装置は、請求項のラジエタファン制御装
置において、前記ファジー推論により推論されたエンジ
ンのルーム内温度を自動車に吸入される空気量情報によ
り補正するようにしたものである。
【0008】更に、この発明の請求項にかかるラジエ
タファン制御装置は、請求項のラジエタファン制御装
置において、前記自動車に吸入される空気量情報とし
て、自動車の車速情報を使用するようにしたものであ
る。
【0009】
【作用】この発明の請求項1にかかるラジエタファン制
御装置によれば、ラジエタファン制御装置の制御手段を
エンジン制御装置内に設けることにより、エンジン制御
装置で従来より使用されている情報をもとに、ラジエタ
ファンの制御を行うことができ、従って、新たなセンサ
を設ける必要がない。また、これら情報をもとにエンジ
ンルーム内の温度を求めるに際し学術的に算式が存在す
るわけではないが、ファジー推論を用いれば精度良く求
めることができ、従ってラジエタファンの制御を精度良
く、かつきめ細かに行うことができる。さらに、エンジ
ン冷却水の温度は、エンジンの燃焼状態(燃焼温度)や
車両の運転状態(走行風の影響)によりエンジンルーム
内の温度が変化するのに連動し、変化している。従っ
て、少なくともかかるエンジン冷却水の温度情報及び前
記エンジンの燃焼状態等、エンジン負荷情報に基づいて
エンジンルーム内の温度が検知できる。そこで、エンジ
ン制御に使用するためにエンジン制御装置に入力されて
いるエンジン冷却水温度情報及びエンジン負荷情報から
エンジンルーム内の温度を予測し、この情報をもとにフ
ァン制御を行えば、従来装置に比べて精度良く冷却水の
温度制御が可能となる。
【0010】
【0011】請求項にかかるラジエタファン制御装置
によれば次の作用を奏する。エンジンルーム内の温度
は、自動車に吸入される空気量の影響を受ける。従っ
て、少なくともエンジン冷却水温度情報とエンジン負荷
情報とからファジー推論により推論されたエンジンルー
ム内温度に前記吸入空気量による補正を行うことによ
り、エンジンルーム内温度を精度良く検知することがで
きる。
【0012】請求項にかかるラジエタファン制御装置
によれば次の作用を奏する。自動車への吸入空気量は、
自動車の車速と関連がある。従ってかかる車速情報に基
づいて自動車への吸入空気量を検知することができる。
【0013】
【実施例】 実施例1.以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は実施例1を説明するブロック図である。図に
おいて、1は自動車であり、2は自動車1に搭載されて
いるエンジン、3はエンジン2に吸入される空気量を計
測するためのエアフロセンサ、4はエンジン2の冷却水
温を検出する冷却水温センサ、5はエンジン2の回転速
度を検出するための回転数センサ、6はエンジン2を冷
却するためのラジエタ、7はラジエタを冷却するための
ラジエタファン、8は自動車のタイヤであり、9はタイ
ヤ8の回転速度つまり自動車の車速を検出するための車
速センサ、10はエンジン2に燃料を供給するためのイ
ンジェクタである。そして11はエンジン制御装置であ
るECUであり、ラジエタファン制御装置の制御手段を
内部に備えている。ECU11は、前述した各センサ
3、4、9からの信号を受け前記エンジンの運転状態を
検知し、各運転状態に対応した燃料量を電気信号として
インジェクタ10に出力すると共に、ラジエタファン7
を制御するための作動信号を出力する。
【0014】次に図2乃至図5に従って実施例1におけ
るラジエタファン制御におけるファジー推論部分の手法
について説明する。まず、図2に従って実施例のファジ
ー推論ルールについて説明する。推論条件設定として前
件部と後件部を設け、両者より推論ルールを設定する。
前件の要因として冷却水温センサ4による冷却水温情
報、後件の要因としてエンジン回転数センサ2によるエ
ンジン回転数とエアフロセンサ3によるエンジン吸入空
気量から算出されたエンジン負荷情報を設定し、図2に
示されたように4種の推論をたてる。
【0015】まず、冷却水温が低く(前件部)エンジン
負荷が低い(後件部)場合エンジンルーム内温度が低い
(推論結果)というルール(推論1)を設定する。同様
にして、図2のように、冷却水温が低く(前件部)エン
ジン負荷が高い(後件部)場合エンジンルーム内温度が
少し低い(推論結果)というルール(推論2)、冷却水
温が高く(前件部)エンジン負荷が低い(後件部)場合
エンジンルーム内温度が少し高い(推論結果)というル
ール(推論3)、冷却水温が高く(前件部)エンジン負
荷が高い(後件部)場合エンジンルーム内温度が高い
(推論結果)というルール(推論4)を順次設定する。
【0016】次に、図3に従って本発明装置のファジー
推論方法について説明する。図中f1、f3、f2、f4
メンバシップ関数であり、それぞれ冷却水温の高い・低
い、エンジン負荷の高い・低いという境界不明瞭な情報
を縦軸グレードとして関数表示したものである。
【0017】例えばf1は“水温が低い”という条件に
対し、各水温毎に低いと定義されるグレードを表してい
る。つまり、図3に示すように冷却水温がWT1の場合
には冷却水温が低いグレードはf11として算出される。
以下、同様にして“水温が高い”グレードをf3、“負
荷が低い”グレードをf2、“負荷が高い”グレードを
4で定義する。次に、各推論結果を前記ルールに従っ
て横軸エンジンルーム内温度としてf5〜f8に定義す
る。
【0018】例として、冷却水温がWT1、エンジン負
荷がLD1の場合について説明する。推論1に関し、推
論内容が“冷却水温が低くエンジン負荷が低い場合には
エンジンルーム内温度が低い”であるから、メンバシッ
プ関数として“冷却水温が低い”f1と“エンジン負荷
が低い”f3が選択され、冷却水温がWT1、エンジン
負荷がLD1の場合には、それぞれグレードf11及びグ
レードf21が算出される。
【0019】次にこの場合の推論結果である“エンジン
ルーム内温度が低い”という関数f5に対しては前述の
ように求めた両グレードの平均値(f11+f21)/2で
囲まれる領域(図中斜線部分)を推論結果の確かさの指
数と仮定する。以下、残り3つの推論2〜4に対しても
同様にして関数f6,f7,f8に対し斜線部分の推論結
果を得る。
【0020】次に図4、図5によりエンジンルーム内温
度の算出方法について説明する。まず、図4のように上
記各推論1〜4から得られた推論結果(斜線部分)の論
理和を求め、その重心を求める。具体的手法として、本
実施例では、図3にて求められた各推論結果f5,f6
7,f8で囲まれた部分(斜線部)の面積を
【0021】Σ(AT*fk)
【0022】により求め、これを縦軸の総和値Σ(f
k)で割ることにより、横軸の平均値K1を求める。実
際にはこれに対し、図5に示すように、エンジンルーム
内温度はエンジン外から取り込まれる外気の影響も受け
る。外気の影響を考慮したパラメータとして自動車の車
速情報を使用し、関数f10で示される車速補正関数(f
10(VS1))を加え、次式によりエンジンルーム内温
度の推論値KATを求める。
【0023】KAT=K1+f10(VS1)
【0024】ここで、車速情報を冷却水温情報やエンジ
ン負荷情報と同等のメンバシップとしなかったのは推論
ルールの種類削減による制御の簡素化と、車速の影響が
他の2つの要因に比べエンジンルーム内温度に対し独立
した性格を持っているためである。
【0025】図6は以上の内容を制御フローとして示す
フローチャートである。まず、ステップS1〜S4にお
いて、ECU11に入力された各種エンジン情報(エン
ジン冷却水温情報、エンジン負荷情報、車速情報)から
前記説明の手法に従いエンジンルーム内温度と相関をも
つパラメータKATを求める。
【0026】次にステップS4、5において、ラジエタ
ファン7の駆動モードを決定する。具体的には、ステッ
プS4でKATが高温側判定値KATHより大きい場合に
は、ステップS6でFAN(Hi)ONモードと判定
し、ラジエタファンを高速で駆動させ、一方ステップS
4でKATが高温側判定値KATHより大きくない場合にお
いて、ステップS5でKATが低温側判定値KATL(<K
ATH)より大きい場合にはステップS7でFAN(L
0)ONモードと判定しラジエタファンを低速で駆動さ
せ、一方ステップS5でKATが低温側判定値KATL
下の場合にはステップS8でFAN OFFモードと判
定しラジエタファン7を停止させる。
【0027】さらにステップS9でKATが異常高温判定
値KATHH(>KATH)より大きい場合には、上記ステッ
プS6でラジエタファンを高速駆動させると共に、ステ
ップS10でインジェクタ10に対し燃料供給指令信号
を増量させエンジンの空燃比をリッチ化させ、燃焼温度
を低下させることにより冷却効果を向上させる。
【0028】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、この発
明の請求項1にかかるラジエタファン制御装置は、ラジ
エタファンの制御手段を前記エンジンを制御するエンジ
ン制御装置(例えば、エンジン制御コンピュータユニッ
ト(ECU))内に設け、前記エンジン制御装置による
エンジン制御のために使用されるセンサからの情報をも
とにファジー推論により、前記ラジエタファンを制御す
るようにしたため、エンジン制御装置で従来より使用さ
れている情報をもとに、ラジエタファンの制御を行うこ
とができ、従って、新たなセンサを設ける必要がない。
また、ファジー推論を用いることによりエンジンルーム
内温度を精度良く求めることができ、従ってラジエタフ
ァンの制御を精度良く、かつエンジン状態にあわせてき
め細かに行うことができるという効果を奏する。また、
前記情報には、少なくともエンジン冷却水温情報とエン
ジン負荷情報が含まれ、これら情報に基づいてファジー
推論により前記エンジンのルーム内温度を推論し、この
推論された前記エンジンのルーム内温度に従って前記ラ
ジエタファンを制御するようにしたため、エンジン冷却
水の温度情報及び前記エンジンの燃焼状態等、エンジン
負荷情報に基づいてエンジンルーム内の温度が推論でき
るものである。
【0029】
【0030】また、この発明の請求項にかかるラジエ
タファン制御装置は、請求項のラジエタファン制御装
置において、前記ファジー推論により推論されたエンジ
ンのルーム内温度を自動車に吸入される空気量情報によ
り補正するようにしたため、エンジンルーム内の温度を
より精度良く検知することができ、もって、ラジエタフ
ァンの制御もより精度良く、かつきめ細かに行うことが
できるという効果を奏する。
【0031】更に、この発明の請求項にかかるラジエ
タファン制御装置は、請求項のラジエタファン制御装
置において、前記自動車に吸入される空気量情報とし
て、自動車の車速情報を使用するようにしたため、更に
精度良く、かつきめ細かにラジエタファンの制御が可能
となるという効果を奏する。
【0032】そして、以上に説明したこの発明によれ
ば、ラジエタファンを精度良く制御することができる結
果、ラジエタファンの不要な作動を防止でき、したがっ
て、ラジエタファン駆動のためのエネルギーが節約でき
燃費向上が可能になるという効果を奏する。さらにこの
発明のファジー推論によれば、各エンジン状態のメンバ
シップ関数(f5〜f8)を用いることができ、このメン
バシップ関数は一度適切な値設定を行えば、この傾向は
エンジン、車型等によりほとんど変わらないため、ラジ
エタファン制御に関し以後マッチングFREEとなり開
発工数が削減できるという多大な効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示すブロック図である。
【図2】実施例1のファジー推論手法における推論ルー
ルを示す図である。
【図3】実施例1のファジー推論手法におけるメンバシ
ップ関数を示す図である。
【図4】実施例1のファジー推論手法における推論結果
を示す図である。
【図5】実施例1のファジー推論手法における車速補正
関数を示す図である。
【図6】実施例1の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 自動車 2 エンジン 3 エアフロセンサ 4 冷却水温センサ 5 回転数センサ 6 ラジエタ 7 ラジエタファン 9 車速センサ 11 ECU
フロントページの続き (72)発明者 門田 陽一 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (56)参考文献 特開 平2−112611(JP,A) 実開 昭62−64819(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01P 7/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンを冷却するために、ラジエタフ
    ァンを制御してラジエタの冷却を行う制御手段を備えた
    ラジエタファン制御装置において、 前記制御手段を前記エンジンを制御するエンジン制御装
    置内に設け、前記エンジン制御装置によるエンジン制御
    のために使用されるセンサからの情報をもとにファジー
    推論により、前記ラジエタファンを制御するものであ
    り、前記情報には、少なくともエンジン冷却水温情報と
    エンジン負荷情報が含まれ、これら情報に基づいてファ
    ジー推論により前記エンジンのルーム内温度を推論し、
    この推論された前記エンジンのルーム内温度に従って前
    記ラジエタファンを制御するようにしたことを特徴とす
    るラジエタファン制御装置。
  2. 【請求項2】 前記ファジー推論により推論されたエン
    ジンのルーム内温度を自動車に吸入される空気量情報に
    より補正することを特徴とする請求項のラジエタファ
    ン制御装置。
  3. 【請求項3】 前記自動車に吸入される空気量情報とし
    て、自動車の車速情報を使用することを特徴とする請求
    のラジエタファン制御装置。
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