JP3823481B2 - Automotive cooling system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用冷却装置に用いられる冷却用ファンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車用冷却装置として、エンジン冷却水を冷却するラジエータや、車両空調用の凝縮器であるコンデンサに向かって、電動モータにて駆動される冷却用ファンにより冷却空気を送風するものが周知である。このような冷却用ファンは、例えばエンジン冷却水の温度や、冷媒の高圧圧力によって、回転数が可変制御されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そして、近年、内燃機関(エンジン)の様々な改良により、エンジンの爆発工程にて発生する振動が低減されるようになっており、このような低振動化(静粛化)に伴って、冷却用ファンの回転による振動が目立ち、乗員に不快感を与えるという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、冷却用ファンの振動を低減するために検討した所、内燃機関の単位時間当たりの爆発回数である爆発振動周波数と、冷却用ファンの単位時間当たりの回転数である回転振動周波数とが共振し、冷却用ファンの振動を大きくしている現象を見いだした。
【0005】
本発明は、このような現象を見いだしたことにより発想されたものであって、請求項1ないし6記載の発明では、内燃機関(30)における単位時間当たりの爆発回数である爆発振動周波数(Na)と、冷却用ファン(1a)の単位時間当たりのファン回転数である回転振動周波数(Ne)とが異なる値となるように、上記ファン回転数を補正制御する補正制御手段(S600〜S900)を有することを特徴としている。
【0006】
これにより、補正制御手段により、内燃機関における単位時間当たりの爆発回数である爆発振動周波数と、冷却用ファンの単位時間当たりのファン回転数である回転振動周波数とが異なる値となるため、冷却用ファンの共振振動の発生を未然に防止できる。この結果、冷却用ファンの振動を格段に低減でき、振動による騒音を低減できる。
【0007】
また、請求項4記載の発明では、補正制御手段は、前記内燃機関(30)の回転数が所定値(N1)より低い時にのみ、前記ファン回転数を補正制御することを特徴としている。
これにより、内燃機関の回転数が所定値より高いときには、内燃機関の振動や騒音は、冷却用ファンの振動騒音に比べて大きいため、この場合は冷却媒体の状態に応じて冷却用ファンを制御し、内燃機関の回転数が所定値より低いときには、内燃機関の振動騒音が小さく冷却用ファンの振動騒音が目立つため、この場合にのみ、ファン回転数を補正制御して、冷却用ファンの共振振動を未然に防止する。
【0008】
従って、冷却用ファンの振動騒音が目立つときのみに、ファン回転数が制御されて、冷却用ファンの共振振動が防止されるため、冷却媒体の状態に応じて決定されるファン回転数をずらす頻度が低減できる。
また、請求項5記載の発明では、補正制御手段は、前記爆発振動周波数(Na)と前記回転振動周波数(Ne)とが一致する場合に比べて、前記ファン回転数を所定量だけ下げることを特徴としている。
【0009】
これにより、爆発振動周波数と回転振動周波数とが一致する場合に比べて、冷却用ファンの共振振動を低減するための手段として、ファン回転数が所定量だけ下げられるため、さらに電動モータおよび冷却用ファンの振動を低減できる。
また、請求項6記載の発明では、冷却用熱交換器(4)は、少なくとも内燃機関(30)内を流れる冷却水を冷却するラジエータ(4)であり、冷却用ファン(1a)の目標回転数を前記冷却水の温度(Tw)に応じて決定する目標回転数算出手段(S200)を有し、冷却水の温度(Tw)が所定温度(T1)より低いときには、制御手段にて回転数が制御され、冷却水の温度(Tw)が所定温度(T1)より高いときには、前記補正制御を禁止し、ファン回転数が目標回転数算出手段(S200)にて算出された目標回転数となるように優先制御されることを特徴としている。
【0010】
ここで、例えば車両が上り坂等を長時間走行すると、冷却水温度が高温となるが、この状態で車両が停止すると、上記内燃機関の回転数が所定値より下がるため、ファン回転数が下がる。このため、冷却水の冷却が十分に行えない。
そこで、請求項6記載の発明によれば、冷却水の温度が所定温度より高いときには、補正制御が禁止されて、ファン回転数が目標回転数算出手段にて算出された目標回転数となるように優先制御されるため、冷却水の冷却を十分行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の一実施形態に係る自動車用冷却装置の全体構造図を示す。
本例の自動車用冷却装置は、車両駆動走行源である内燃機関(以下、エンジン)30内を流れる冷却水を冷却するラジエータ4を有する。また、自動車用冷却装置は、車両に搭載された空調装置の冷凍サイクルの一構成部をなし、内部に高温高圧冷媒が流れ、この冷媒を冷却して凝縮液化するコンデンサ3を有する。
【0012】
ラジエータ4とコンデンサ3とは、走行風の受けやすい位置であって、図示しないいエンジンルーム内で、車両前後方向に並ぶように配置されている。なお、コンデンサ3の方がラジエータ4より車両前方側に配置されている。
これらラジエータ4およびコンデンサ3は、車両後方側に電動ファン1で発生された送風空気(冷却風)にて冷却水および冷媒が冷却されるようになっている。電動ファン1は、2つの冷却ファン1aと、これら2つの冷却ファン1aそれぞれを駆動する2つの電動モータ1b(直流モータ)から構成されている。
【0013】
電動モータ1bは、車載バッテリBから図示しないイグニッションスイッチを介したバッテリ電圧の供給を受けて動作する。電動モータ1bは、モータ制御装置10によって制御される。モータ制御装置10は、電動モータ1bを駆動する半導体スイッチング素子としてのMOSトランジスタ11と、電動モータ1bをパルス幅変調(PWM)制御するためのパルス信号を出力する制御部12と、制御部12からのパルス信号を増幅してMOSトランジスタ11を駆動するトランジスタ駆動部13と、逆起電力吸収用のダイオード14とを備えている。
【0014】
制御部12は、エンジン制御ECU(エンジン電子制御装置)20から冷却水温を所定温度に保つための水温制御信号を受けて、上記したPWM制御を行うためのパルス信号を出力する。
エンジン制御ECU20は、エンジン制御を行うに必要な各種センサからのセンサ信号を取り込んでエンジン制御を行う。各種センサとしては、エンジン冷却水の温度(冷却水温)を検出する水温センサ21、コンデンサ3内を流れる高圧冷媒の高圧圧力を検出する圧力センサ22、エンジン回転数を検出する回転数センサ23などが含まれている。また、エンジン制御ECU20は、水温センサ21にて検出した冷却水温に基づいて冷却水温を適正な温度に保つための水温制御信号を制御部12に出力する。
【0015】
上記構成においてその作動を、図2に示す制御部12での制御処理に従って説明する。
先ず、ステップS100では、上記水温センサ21の検出信号Tw(以下、水温Tw)、および高圧圧力センサ22の検出信号Pc(以下、圧力Pc)を読み込み。次にステップS200にて、上記検出信号Tw、Pcそれぞれに基づき、電動モータ1b(冷却用ファン1a)の第1、第2目標回転数であるデューティー比D1、D2を決定する。具体的には、図3、図4の特性図から決まり、図3に示すように水温Twに応じて、第1目標回転数であるファン回転数Nf即ちデューティー比D1を決定する。そして、このデューティー比D1は、図3に示すように水温Twが所定温度T1(例えば90℃)以下であると、冷却水を冷却する必要が無いため0となり、水温TwがT1より高くなるにつれて、大きくなるように設定される。また、水温TwがT2(例えば100)以上であると、デューティー比D1は最大の1となる。
【0016】
一方、図4に示すように圧力Pcに応じて、第2目標回転数であるファン回転数Nf即ちデューティー比D2を決定する。そして、このデューティー比D2は、図4に示すように圧力Pcが所定圧力P1(例えば10kgf/cm2)以下であると、冷媒を冷却する必要が無いため0となり、圧力PcがP1より高くなるにつれて、大きくなるように設定される。また、圧力PcがP2(例えば15kgf/cm2 )以上であると、デューティー比D2は最大の1となる。
【0017】
続いて、ステップS300では、上記ステップS200で決定されたデューティー比D1、D2のうち大きい方を選択する。つまり、デューティー比D1、D2のうち大きい方を選択しておけば、冷却水および冷媒を十分に冷却できる。
ステップS400では、上記回転数センサ23の検出信号Ne(以下、回転数Ne)が、所定回転数N1(例えば、800rpm)より低いか否かを判定する。なお、ここでいうステップS400では、車両が停止してエンジン30がアイドリング状態であるか否かを判定している。
【0018】
ステップS400の判定結果がNOで、アイドリング状態でなく、車両走行中であると判定されると、ステップS900に進んで、上記ステップS300にて選択されたデューティー比D1、D2のうち大きい方が制御信号として出力される。
一方、ステップS400の判定結果がYESで、アイドリング状態であると判定されると、ステップS500に進んで、水温Twが所定温度T1(例えば100℃)より高いか否かを判定する。ステップS500にてNOと判定されると、上記ステップS300にて選択されたデューティー比D1、D2のうち大きい方が制御信号として出力される。
【0019】
ステップS500での判定結果がNOの場合は、ステップS600に進み、以後ステップS600〜S800では、冷却用ファン1aおよび電動モータ1bの共振振動を防止するために補正制御を行う。
以下、これについて説明する。先ずステップS600では、冷却用ファン1aの単位時間当たりの単位時間当たりのファン回転数Nf、つまり回転振動周波数Nfを設定する。なお、ここでは、前回ステップS900にて出力されたデューティー比D1もしくはD2のいずれかとなり、実際の処理においてはステップS600は別個に設ける必要は無い。
【0020】
次にステップS700では、上記エンジン30における単位時間当たりの爆発回数である爆発振動周波数Naを以下の数式1にて算出する。
【0021】
【数1】
Na=(Ne×内燃機関の気筒数)/(60×2) (Hz)
なお、本例のエンジン30は4ストロークエンジンで、気筒数4である。また、数式1中60は、回転数が1分当たりの回転数rpmであるため、周波数に変換するために設けられている。さらに数式1中×2は、4ストロークエンジンは、一回の爆発でエンジン回転数が2回転するためである。
【0022】
次にステップS800では、以下の数式2を満足するようにNfを補正する。
【0023】
【数2】
Nf≦Na−X (Hz)
但し、Xは回転振動周波数Nfと爆発振動周波数Naとが一致しないように回転振動周波数Nfをずらす定数(振動数)であり、冷却用ファン1aおよび電動モータ1bの共振振動を確実に防止できるように車両に応じて決められるものである。
【0024】
なお、参考までに上記数式3は、単位をrpmとすると、数式3のようになる。
【0025】
【数3】
Nf≦(Na−X)×60 (rpm)
但し、ここでNfは、一分当たりの回転数である。
このステップS800の機能は、以下のようになる。先ず、数式3中Xが例えば10であったとする。エンジン30がアイドリング状態であり、エンジン回転数Neが600rpmであったとする。すると、数式3中右辺は600rpmとなる。一方、数式3中左辺は、上記水温Twおよび圧力Pcで変わるが、例えば600rpmであったとする。このままでは、回転振動周波数Nfと爆発振動周波数Naとが一致するため、数式3に基づいてNfを補正制御する。
【0026】
つまり、Nfが(Na−X)×60(rpm)となるように補正されて、Nfは、回転振動周波数Nfと爆発振動周波数Naとが一致する場合に比べて、小さくなるように補正される。即ち、回転振動周波数Nfと爆発振動周波数Naとが異なる値となるように、爆発振動周波数Naと回転振動周波数Nfとの差が常に一定値となるようにファン回転数Nfが所定量小さくなるように補正される。
【0027】
従って、冷却用ファン1aの共振振動の発生を未然に防止でき、この結果、冷却用ファン1aおよび電動モータ1bの振動を格段に低減でき、振動による騒音を低減できる。
また、本例では、エンジン30の回転数Neが所定値N1より低い時にのみ、上記補正制御が行われる。このためエンジン30の回転数Neが所定値N1より高いときには、エンジン30の振動や騒音は、冷却用ファン1aの振動騒音に比べて小さい。従って、この場合は冷却水および冷媒の状態に応じて冷却用ファン1aを制御する。一方、エンジン30の回転数Neが所定値N1より低いときには、エンジン30の振動騒音が小さく冷却用ファン1aの振動騒音が目立つため、この場合にのみ、ファン回転数Nfを補正制御して、冷却用ファン1aの共振振動を未然に防止できる。
【0028】
従って、冷却用ファン1aの振動騒音が目立つときのみに、ファン回転数Nfが制御されて、冷却用ファン1aの共振振動が防止されるため、冷却水および冷媒の状態に応じて決定されるファン回転数Nfをずらす頻度が低減できる。
また、本発明では、ファン回転数Nfが大きくなるように補正して、上記共振振動を防止しても良いが、このような場合に比べて本例では、ファン回転数Nfが所定量だけ下げられるため、さらに電動モータ1bおよび冷却用ファン1aの振動を低減できる。
【0029】
さらに、本例では上記補正制御は、ステップS500により水温Twが所定温度T1より低いときに行われる。例えば車両が上り坂等を長時間走行すると、冷却水温度が高温となるが、この状態で車両が停止すると、エンジン1がアイドリング状態となるため、所定値N1より下がり、ファン回転数Nfが下がる。このため、冷却水の冷却が十分に行えない。
【0030】
そこで、本例では、水温Twが所定温度T1より低いときには、上記補正制御が行われ、水温Twが所定温度T1より高いときには、上記補正制御を禁止し、ファン回転数NfがステップS300にて決定された値を優先する。このため、冷却水の冷却を十分行うことができる。
また、本例では、電動モータ1bが上記PWM制御されるため、電動モータ1aの回転数、即ち冷却用ファンのファン回転数Nfがリニアに制御できる。このため、水温Twおよび圧力Pcによって決まるファン回転数Nfを大きくずらさずに、上記共振振動を低減できる。この結果、設定通りの冷却能力を発揮できる。
【0031】
なお、アイドリング状態で、上記数式3を満足する場合では、上記補正制御は行われず、上記ステップS300にて決定選択されたファン回転数Nfとなる。
(他の実施形態)
上記実施形態では、上記補正制御においてファン回転数Nfを下げるようにしたが、上げるようにしても良い。
【0032】
また、上記各実施形態では、自動車用冷却装置として、ラジエータ4とコンデンサ3とを車両前後方向に並ぶように配置して、共通の冷却用ファン1aにより冷却水と冷媒とを同時に冷却するものについて説明したが、本発明は、冷却水のみを冷却する自動車用冷却装置に適用しても良いし、冷媒のみを冷却する自動車用冷却装置に適用しても良い。
【0033】
また、上記各実施形態では、電動モータ1bをPWM制御するもので説明したが、可変抵抗やパワートランジスタにて電動モータ1bを流れる電流値を制御するようにしても良い。さらには、電動モータ1bの回転数(ファン回転数Nf)を段階的に制御するものであってもよい。
また、上記各実施形態において、エンジン30のアイドリング状態を検出するために、エンジン回転数を使用したが、アクセルペダルの開度(スロットル開度)にて検出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る自動車用冷却装置の構成図である。
【図2】上記実施形態における制御部12の制御処理を示すフローチャートである。
【図3】上記実施形態におけるファン回転数Nfの決定方法を示す図である。
【図4】上記実施形態におけるファン回転数Nfの決定方法を示す図である。
【符号の説明】
1a…冷却ファン、1b…電動モータ、3…コンデンサ、4…ラジエータ、12…制御部、13…トランジスタ駆動部、20…エンジン制御ECU、23…回転数センサ、30…エンジン。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a cooling fan used in an automotive cooling device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a cooling device for an automobile, a cooling fan that is driven by an electric motor toward a radiator that cools engine cooling water or a condenser that is a condenser for air conditioning of a vehicle is known. is there. In such a cooling fan, for example, the rotational speed is variably controlled by the temperature of engine coolant or the high pressure of the refrigerant.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, various improvements in the internal combustion engine (engine) have led to a reduction in the vibration generated in the explosion process of the engine. There is a problem that the vibration caused by the rotation of the fan is conspicuous and gives the passenger discomfort.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have studied to reduce the vibration of the cooling fan, and are the explosion vibration frequency that is the number of explosions per unit time of the internal combustion engine and the rotation number of the cooling fan per unit time. We found a phenomenon in which the vibration of the cooling fan was increased by resonating with the rotational vibration frequency.
[0005]
The present invention has been conceived by finding such a phenomenon. In the inventions according to claims 1 to 6, an explosion vibration frequency (Na) which is the number of explosions per unit time in the internal combustion engine (30). ) And the correction control means (S600 to S900) for correcting and controlling the fan rotational speed so that the rotational vibration frequency (Ne) which is the rotational speed of the fan per unit time of the cooling fan (1a) becomes a different value. It is characterized by having.
[0006]
As a result, the correction control means makes the explosion vibration frequency, which is the number of explosions per unit time in the internal combustion engine, different from the rotation vibration frequency, which is the fan rotation number per unit time of the cooling fan. Generation of resonance vibration of the fan can be prevented beforehand. As a result, the vibration of the cooling fan can be significantly reduced, and noise due to the vibration can be reduced.
[0007]
According to a fourth aspect of the present invention, the correction control means corrects and controls the fan rotational speed only when the rotational speed of the internal combustion engine (30) is lower than a predetermined value (N1).
As a result, when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined value, the vibration and noise of the internal combustion engine are larger than the vibration noise of the cooling fan. In this case, the cooling fan is controlled according to the state of the cooling medium. However, when the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the predetermined value, the vibration noise of the internal combustion engine is small and the vibration noise of the cooling fan is conspicuous. Prevent vibration.
[0008]
Accordingly, the fan rotation speed is controlled only when the vibration noise of the cooling fan is noticeable, and resonance vibration of the cooling fan is prevented. Therefore, the frequency of shifting the fan rotation speed determined according to the state of the cooling medium is shifted. Can be reduced.
According to a fifth aspect of the present invention, the correction control means reduces the fan rotational speed by a predetermined amount as compared with the case where the explosion vibration frequency (Na) and the rotational vibration frequency (Ne) coincide. It is a feature.
[0009]
As a result, as the means for reducing the resonance vibration of the cooling fan as compared with the case where the explosion vibration frequency and the rotation vibration frequency coincide with each other, the fan rotation speed is reduced by a predetermined amount. Fan vibration can be reduced.
In the invention according to claim 6, the cooling heat exchanger (4) is a radiator (4) for cooling at least the cooling water flowing in the internal combustion engine (30), and the target rotation of the cooling fan (1a). A target rotational speed calculation means (S200) for determining the number according to the temperature (Tw) of the cooling water, and when the temperature (Tw) of the cooling water is lower than a predetermined temperature (T1), the rotational speed is controlled by the control means. When the cooling water temperature (Tw) is higher than the predetermined temperature (T1), the correction control is prohibited, and the fan rotation speed becomes the target rotation speed calculated by the target rotation speed calculation means (S200). Thus, priority control is performed.
[0010]
Here, for example, when the vehicle travels uphill or the like for a long time, the cooling water temperature becomes high. When the vehicle stops in this state, the rotational speed of the internal combustion engine falls below a predetermined value, so that the fan rotational speed falls. . For this reason, cooling water cannot be sufficiently cooled.
Therefore, according to the sixth aspect of the present invention, when the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature, the correction control is prohibited and the fan rotational speed becomes the target rotational speed calculated by the target rotational speed calculating means. Therefore, cooling water can be sufficiently cooled.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an overall structural diagram of an automotive cooling device according to an embodiment of the present invention.
The automobile cooling device of the present example includes a radiator 4 that cools cooling water flowing in an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 30 that is a vehicle drive travel source. Further, the automobile cooling device constitutes one component part of a refrigeration cycle of an air conditioner mounted on a vehicle, and has a condenser 3 in which a high-temperature and high-pressure refrigerant flows and cools the refrigerant to be condensed and liquefied.
[0012]
The radiator 4 and the condenser 3 are easy to receive the traveling wind, and are arranged in the front-rear direction of the vehicle in an engine room (not shown). The capacitor 3 is arranged on the vehicle front side from the radiator 4.
The radiator 4 and the condenser 3 are configured such that cooling water and refrigerant are cooled by blown air (cooling air) generated by the electric fan 1 on the rear side of the vehicle. The electric fan 1 includes two cooling fans 1a and two electric motors 1b (DC motors) that drive the two cooling fans 1a.
[0013]
The electric motor 1b operates by receiving a battery voltage supplied from an in-vehicle battery B via an ignition switch (not shown). The electric motor 1 b is controlled by the motor control device 10. The motor control device 10 includes a MOS transistor 11 as a semiconductor switching element that drives the electric motor 1b, a control unit 12 that outputs a pulse signal for pulse width modulation (PWM) control of the electric motor 1b, and a control unit 12 Are provided with a transistor driver 13 for amplifying the pulse signal to drive the MOS transistor 11 and a back electromotive force absorbing diode 14.
[0014]
The control unit 12 receives a water temperature control signal for maintaining the cooling water temperature at a predetermined temperature from the engine control ECU (engine electronic control unit) 20, and outputs a pulse signal for performing the above-described PWM control.
The engine control ECU 20 performs engine control by taking in sensor signals from various sensors necessary for engine control. The various sensors include a water temperature sensor 21 that detects the temperature of the engine cooling water (cooling water temperature), a pressure sensor 22 that detects the high pressure of the high-pressure refrigerant flowing in the condenser 3, and a rotation speed sensor 23 that detects the engine speed. include. Further, the engine control ECU 20 outputs a water temperature control signal for maintaining the cooling water temperature at an appropriate temperature based on the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 21 to the control unit 12.
[0015]
In the above configuration, the operation will be described according to the control process in the control unit 12 shown in FIG.
First, in step S100, the detection signal Tw (hereinafter, water temperature Tw) of the water temperature sensor 21 and the detection signal Pc (hereinafter, pressure Pc) of the high pressure sensor 22 are read. Next, in step S200, based on the detection signals Tw and Pc, duty ratios D1 and D2 that are first and second target rotational speeds of the electric motor 1b (cooling fan 1a) are determined. Specifically, the fan speed Nf, that is, the duty ratio D1, which is the first target speed, is determined according to the water temperature Tw as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3, the duty ratio D1 becomes 0 when the water temperature Tw is equal to or lower than a predetermined temperature T1 (for example, 90 ° C.), since the cooling water does not need to be cooled, and as the water temperature Tw becomes higher than T1. , Set to be large. Further, when the water temperature Tw is equal to or higher than T2 (for example, 100), the duty ratio D1 becomes 1, which is the maximum.
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the fan rotational speed Nf, that is, the duty ratio D2, which is the second target rotational speed, is determined according to the pressure Pc. Then, as shown in FIG. 4, when the pressure Pc is equal to or lower than a predetermined pressure P1 (for example, 10 kgf / cm 2 ), the duty ratio D2 becomes 0 because there is no need to cool the refrigerant, and the pressure Pc becomes higher than P1. Is set so as to increase. Further, when the pressure Pc is equal to or higher than P2 (for example, 15 kgf / cm 2 ), the duty ratio D2 becomes 1 at the maximum.
[0017]
Subsequently, in step S300, the larger one of the duty ratios D1 and D2 determined in step S200 is selected. That is, if the larger one of the duty ratios D1 and D2 is selected, the cooling water and the refrigerant can be sufficiently cooled.
In step S400, it is determined whether or not the detection signal Ne (hereinafter referred to as the rotational speed Ne) of the rotational speed sensor 23 is lower than a predetermined rotational speed N1 (for example, 800 rpm). In step S400 here, it is determined whether the vehicle is stopped and the engine 30 is idling.
[0018]
If the decision result in the step S400 is NO and it is judged that the vehicle is not in an idling state but the vehicle is running, the process proceeds to a step S900 and the larger one of the duty ratios D1 and D2 selected in the step S300 is controlled. Output as a signal.
On the other hand, if the determination result in step S400 is YES and it is determined that the vehicle is in the idling state, the process proceeds to step S500 to determine whether or not the water temperature Tw is higher than a predetermined temperature T1 (for example, 100 ° C.). If NO is determined in step S500, the larger one of the duty ratios D1 and D2 selected in step S300 is output as a control signal.
[0019]
If the determination result in step S500 is NO, the process proceeds to step S600, and thereafter, in steps S600 to S800, correction control is performed to prevent resonance vibration of the cooling fan 1a and the electric motor 1b.
This will be described below. First, in step S600, the fan rotational speed Nf per unit time of the cooling fan 1a, that is, the rotational vibration frequency Nf is set. Here, the duty ratio D1 or D2 output in the previous step S900 is used, and step S600 does not need to be provided separately in actual processing.
[0020]
Next, in step S700, an explosion vibration frequency Na that is the number of explosions per unit time in the engine 30 is calculated by the following formula 1.
[0021]
[Expression 1]
Na = (Ne × the number of cylinders of the internal combustion engine) / (60 × 2) (Hz)
The engine 30 of this example is a 4-stroke engine and has 4 cylinders. In addition, 60 in Equation 1 is provided for conversion to a frequency because the rotation speed is rpm per minute. Furthermore, x2 in Formula 1 is because the engine speed of the 4-stroke engine is rotated twice by one explosion.
[0022]
Next, in step S800, Nf is corrected so as to satisfy Equation 2 below.
[0023]
[Expression 2]
Nf ≦ Na−X (Hz)
However, X is a constant (frequency) for shifting the rotational vibration frequency Nf so that the rotational vibration frequency Nf and the explosion vibration frequency Na do not coincide with each other so that the resonance vibration of the cooling fan 1a and the electric motor 1b can be surely prevented. Depending on the vehicle.
[0024]
For reference, Equation 3 is expressed as Equation 3 when the unit is rpm.
[0025]
[Equation 3]
Nf ≦ (Na−X) × 60 (rpm)
Here, Nf is the number of revolutions per minute.
The function of step S800 is as follows. First, assume that X in Formula 3 is 10, for example. It is assumed that the engine 30 is idling and the engine speed Ne is 600 rpm. Then, the right side in Equation 3 is 600 rpm. On the other hand, the left side in Equation 3 changes with the water temperature Tw and the pressure Pc, but is assumed to be 600 rpm, for example. If this is the case, the rotational vibration frequency Nf and the explosion vibration frequency Na coincide with each other, so Nf is corrected and controlled based on Equation 3.
[0026]
That is, Nf is corrected so as to be (Na−X) × 60 (rpm), and Nf is corrected so as to be smaller than when the rotational vibration frequency Nf and the explosion vibration frequency Na coincide with each other. . That is, the fan rotational speed Nf is decreased by a predetermined amount so that the difference between the explosion vibration frequency Na and the rotation vibration frequency Nf is always a constant value so that the rotation vibration frequency Nf and the explosion vibration frequency Na have different values. It is corrected to.
[0027]
Therefore, the generation of resonance vibration of the cooling fan 1a can be prevented, and as a result, the vibration of the cooling fan 1a and the electric motor 1b can be remarkably reduced, and noise due to vibration can be reduced.
In this example, the correction control is performed only when the rotational speed Ne of the engine 30 is lower than the predetermined value N1. For this reason, when the rotational speed Ne of the engine 30 is higher than the predetermined value N1, the vibration and noise of the engine 30 are smaller than the vibration noise of the cooling fan 1a. Therefore, in this case, the cooling fan 1a is controlled according to the state of the cooling water and the refrigerant. On the other hand, when the rotational speed Ne of the engine 30 is lower than the predetermined value N1, the vibration noise of the engine 30 is small and the vibration noise of the cooling fan 1a is conspicuous. The resonance vibration of the fan 1a can be prevented in advance.
[0028]
Therefore, the fan rotation speed Nf is controlled only when the vibration noise of the cooling fan 1a is conspicuous, and the resonance vibration of the cooling fan 1a is prevented. Therefore, the fan determined according to the state of the cooling water and the refrigerant The frequency of shifting the rotational speed Nf can be reduced.
In the present invention, the above-described resonance vibration may be prevented by correcting the fan rotational speed Nf to be large. In this example, however, the fan rotational speed Nf is decreased by a predetermined amount as compared with such a case. Therefore, vibrations of the electric motor 1b and the cooling fan 1a can be further reduced.
[0029]
Further, in this example, the correction control is performed when the water temperature Tw is lower than the predetermined temperature T1 in step S500. For example, when the vehicle travels uphill or the like for a long time, the cooling water temperature becomes high. However, when the vehicle stops in this state, the engine 1 is in an idling state, so that it falls below a predetermined value N1 and the fan rotation speed Nf decreases. . For this reason, cooling water cannot be sufficiently cooled.
[0030]
Therefore, in this example, when the water temperature Tw is lower than the predetermined temperature T1, the correction control is performed. When the water temperature Tw is higher than the predetermined temperature T1, the correction control is prohibited, and the fan rotation speed Nf is determined in step S300. Priority is given to the specified value. For this reason, cooling water can be sufficiently cooled.
In this example, since the electric motor 1b is PWM-controlled, the rotation speed of the electric motor 1a, that is, the fan rotation speed Nf of the cooling fan can be controlled linearly. For this reason, the resonance vibration can be reduced without largely shifting the fan rotation speed Nf determined by the water temperature Tw and the pressure Pc. As a result, the cooling capacity as set can be exhibited.
[0031]
When the above equation 3 is satisfied in the idling state, the correction control is not performed, and the fan rotational speed Nf determined and selected in step S300 is obtained.
(Other embodiments)
In the above embodiment, the fan rotation speed Nf is decreased in the correction control, but it may be increased.
[0032]
Moreover, in each said embodiment, about the cooling device for motor vehicles, the radiator 4 and the capacitor | condenser 3 are arrange | positioned so that it may rank with a vehicle front-back direction, and it cools cooling water and a refrigerant | coolant simultaneously by the common cooling fan 1a. As described above, the present invention may be applied to an automotive cooling device that cools only the cooling water, or may be applied to an automotive cooling device that cools only the refrigerant.
[0033]
In the above embodiments, the electric motor 1b is PWM controlled. However, the current value flowing through the electric motor 1b may be controlled by a variable resistor or a power transistor. Furthermore, the rotational speed of the electric motor 1b (fan rotational speed Nf) may be controlled stepwise.
Further, in each of the above embodiments, the engine speed is used to detect the idling state of the engine 30, but it may be detected by the opening degree of the accelerator pedal (throttle opening degree).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an automotive cooling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control process of a control unit 12 in the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a method for determining a fan rotation speed Nf in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for determining a fan rotation speed Nf in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Cooling fan, 1b ... Electric motor, 3 ... Condenser, 4 ... Radiator, 12 ... Control part, 13 ... Transistor drive part, 20 ... Engine control ECU, 23 ... Speed sensor, 30 ... Engine.

Claims (6)

車両走行駆動源として内燃機関(30)が搭載される車両に適用され、電動モータ(1b)にて駆動される冷却用ファン(1a)の送風空気にて、車両に搭載された冷却用熱交換器(4)内を流れる冷却媒体を冷却し、前記冷却媒体の状態に基づいて前記冷却用ファン(1a)の送風量が決定制御される自動車用冷却装置であって、
前記内燃機関(30)における単位時間当たりの爆発回数である爆発振動周波数(Na)と、前記冷却用ファン(1a)の前記単位時間当たりのファン回転数である回転振動周波数(Ne)とが異なる値となるように、前記ファン回転数を補正制御する補正制御手段(S600〜S900)を有することを特徴とする請求項1記載の自動車用冷却装置。
Heat exchange for cooling mounted on the vehicle with air blown from a cooling fan (1a) applied to a vehicle on which the internal combustion engine (30) is mounted as a vehicle driving source, and driven by an electric motor (1b). A cooling device for an automobile that cools a cooling medium flowing in a vessel (4), and determines and controls an air flow rate of the cooling fan (1a) based on a state of the cooling medium,
The explosion vibration frequency (Na) that is the number of explosions per unit time in the internal combustion engine (30) is different from the rotation vibration frequency (Ne) that is the number of fan rotations per unit time of the cooling fan (1a). The automobile cooling device according to claim 1, further comprising correction control means (S600 to S900) for correcting and controlling the fan rotation speed so as to be a value.
前記補正制御手段は、前記爆発振動周波数(Na)と前記回転振動周波数(Ne)との差が所定値(X)となるように前記ファン回転数を補正制御することを特徴とする請求項1記載の自動車用冷却装置。The said correction control means carries out correction | amendment control of the said fan rotation speed so that the difference of the said explosion vibration frequency (Na) and the said rotation vibration frequency (Ne) may become predetermined value (X). The automobile cooling device as described. 前記補正制御手段は、
前記内燃機関(30)の気筒数と前記内燃機関(30)の回転数とに基づいて、前記爆発振動周波数を算出する爆発振動数算出手段(S700)と、
前記ファン回転数(Ne)に相当する信号から前記回転振動周波数(Ne)を算出する回転振動数算出手段(S200、S600)とを有することを特徴とする請求項1または2記載の自動車用冷却装置。
The correction control means includes
Explosion frequency calculation means (S700) for calculating the explosion vibration frequency based on the number of cylinders of the internal combustion engine (30) and the rotation speed of the internal combustion engine (30);
The vehicle cooling according to claim 1 or 2, further comprising: a rotational frequency calculating means (S200, S600) for calculating the rotational frequency (Ne) from a signal corresponding to the fan rotational frequency (Ne). apparatus.
前記補正制御手段は、前記内燃機関(30)の回転数が所定値(N1)より低い時にのみ、前記ファン回転数を補正制御することを特徴とする請求項1ないし3いずれか1つに記載の自動車用冷却装置。The correction control means corrects and controls the fan rotation speed only when the rotation speed of the internal combustion engine (30) is lower than a predetermined value (N1). Automotive cooling system. 前記補正制御手段は、前記爆発振動周波数(Na)と前記回転振動周波数(Ne)とが一致する場合に比べて、前記ファン回転数を所定量だけ下げることを特徴とする請求項4記載の自動車用冷却装置。5. The automobile according to claim 4, wherein the correction control means lowers the fan rotational speed by a predetermined amount compared to a case where the explosion vibration frequency (Na) and the rotational vibration frequency (Ne) coincide with each other. Cooling device. 前記冷却用熱交換器(4)は、少なくとも前記内燃機関(30)内を流れる前記冷却媒体である冷却水を冷却するラジエータ(4)であり、
前記冷却用ファン(1a)の目標回転数(D1)を前記冷却水の温度に応じて決定する目標回転数算出手段(S300)を有し、
前記冷却水の温度(Tw)が所定温度(T1)より低いときには、前記補正制御手段にて前記ファン回転数が補正制御され、前記冷却水の温度(Tw)が所定温度(T1)より高いときには、前記補正制御を禁止して、前記ファン回転数が前記目標回転数算出手段(S300)にて算出された前記目標回転数となるように優先制御されることを特徴とする請求項6記載の自動車用冷却装置。
The cooling heat exchanger (4) is a radiator (4) that cools at least cooling water that is the cooling medium flowing in the internal combustion engine (30).
A target rotational speed calculation means (S300) for determining a target rotational speed (D1) of the cooling fan (1a) according to a temperature of the cooling water;
When the cooling water temperature (Tw) is lower than the predetermined temperature (T1), the correction control means corrects and controls the fan rotation speed, and when the cooling water temperature (Tw) is higher than the predetermined temperature (T1). 7. The control according to claim 6, wherein the correction control is prohibited and priority control is performed so that the fan rotational speed becomes the target rotational speed calculated by the target rotational speed calculating means (S300). Automotive cooling device.
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