JP4496975B2 - Cooling fan control device - Google Patents
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Description
本発明は、冷却水を冷却するラジエータに送風する冷却ファンの回転駆動を制御する冷却ファン制御装置に関する。 The present invention relates to a cooling fan control device that controls rotational driving of a cooling fan that blows air to a radiator that cools cooling water.
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている(特許文献1〜6参照)。車両の停車時のファン騒音を考慮した冷却ファンの回転駆動制御の技術としては、文献1〜4に記載されたもの知られており、文献1に記載された技術では、空調装置(A/C:エアーコンディショナー)の運転状態に着目して冷却ファンの回転目標値を設定しており、車両停止時かつエンジンアイドル時に、空調装置の要求吹出口温度に応じてファン回転数に上限ガードがかかり、これによって車両停止時かつエンジンアイドル時は冷房よりも騒音を優先させて、ファン回転数を低下させ、ファン騒音を抑えている。
また、文献2に記載された技術では、内燃機関の冷却水の温度、室内空調のための室内送風用ブロアモータの回転数、内燃機関の吸入空気量、ならびに車速に基づいて冷却ファンの回転数を決定し、内燃機関の過冷却とファン騒音の低減とを両立させている。
Conventionally, as this type of technology, for example, those described in the following documents are known (see Patent Documents 1 to 6). As a technology for rotational drive control of a cooling fan in consideration of fan noise when the vehicle is stopped, those described in Literatures 1 to 4 are known. In the technology described in Literature 1, an air conditioner (A / C) is known. : Air conditioner) is set to the target value of the cooling fan rotation. When the vehicle is stopped and the engine is idle, the upper limit guard is applied to the fan rotation speed according to the required air outlet temperature of the air conditioner. As a result, when the vehicle is stopped and the engine is idling, noise is prioritized over cooling, the fan speed is reduced, and fan noise is suppressed.
In the technique described in
文献3に記載された技術では、車載バッテリの温度、車速、ならびに内燃機関の回転速度等から求められる暗騒音予測モデルとに基づいて、車載バッテリを冷却する冷却ファンの回転速度を制御している。 In the technique described in Document 3, the rotational speed of the cooling fan that cools the in-vehicle battery is controlled based on the background noise prediction model obtained from the temperature of the in-vehicle battery, the vehicle speed, the rotational speed of the internal combustion engine, and the like. .
文献4に記載された技術では、少なくともオーディオ音量または車速またはエンジン回転数のいずれか1つに基づいて車室内騒音レベルを算出し、車室内騒音レベルと車載用電子装置内の装置内温度とに基づいて、冷却ファンの目標回転数を算出して駆動制御している。
In the technique described in
文献5に記載された技術では、内燃機関の冷却水の温度、外気温、ならびに車速とに基づいて、ラジエータに冷却風を送風する冷却ファンの回転数を演算し、冷却水を調温している。 In the technique described in Document 5, the number of rotations of the cooling fan that blows cooling air to the radiator is calculated based on the temperature of the cooling water of the internal combustion engine, the outside air temperature, and the vehicle speed, and the temperature of the cooling water is adjusted. Yes.
文献6に記載された技術では、燃料電池車両のアイドル時に、水素タンクに貯蔵された水素を燃料電池に供給する水素ポンプ、燃料電池に空気を供給するエアコンプレッサ、燃料電池に冷却水を循環させる冷却水ポンプ、燃料電池を収納するボックスを換気する換気ファン等の回転機器の発生騒音周波数を相互に30ヘルツ以上離れるように設定し、うねり音を抑止して、耳障り感を抑制するようにしている。 In the technique described in Document 6, when the fuel cell vehicle is idle, a hydrogen pump that supplies hydrogen stored in a hydrogen tank to the fuel cell, an air compressor that supplies air to the fuel cell, and cooling water is circulated through the fuel cell. Set the generated noise frequency of rotating equipment such as a cooling water pump and a ventilation fan to ventilate the box containing the fuel cell so that they are separated from each other by 30 Hz or more so as to suppress the swell sound and suppress the feeling of harshness. Yes.
一方、文献7には、燃料電池を過温度から保護するための技術が記載されており、この技術では、冷却媒体の温度を常に適正水準に保つ冷却塔の熱放散能力が低下した場合には、冷却塔の放散熱量に見合うように燃料電池の発電出力を制限し、燃料電池の温度を適正範囲に維持している。
以上説明したように、従来では、冷却ファンの駆動制御に関して種々の技術が提案されており、従来車において高い冷却性能が要求される場合、例えば高出力エンジン搭載車や燃料電池車において、回転数を可変できる冷却ファンを設け、高出力時にはオーバーヒートしないようにファン回転数を高くして冷却水温を制御する一方、低出力時にはファン回転数を低くして騒音の低減を図っている。 As described above, conventionally, various techniques have been proposed for driving control of the cooling fan. When a high cooling performance is required in a conventional vehicle, for example, in a high-power engine-equipped vehicle or a fuel cell vehicle, A cooling fan that can be varied is provided to control the cooling water temperature by increasing the fan rotation speed so as not to overheat at high output, while reducing the noise by reducing the fan rotation speed at low output.
ここで、走行後の停車時には、エンジン出力は低いものの、ラジエータに供給される冷却風量が急激に減少するので、冷却水の水温が一時的に目標値よりも上昇してしまう。これにより、冷却水の温度上昇を抑えるために冷却ファンの回転数が上昇し、これが騒音の原因となっていた。 Here, when the vehicle stops after traveling, the engine output is low, but the amount of cooling air supplied to the radiator decreases rapidly, so the coolant temperature temporarily rises above the target value. Thereby, in order to suppress the temperature rise of the cooling water, the rotational speed of the cooling fan is increased, which causes noise.
このような騒音を低減するために、従来ではエンジン回転数、オーディオ音量、車室内ブロアファンなどを考慮し、冷却ファンの回転数の上限値を設定している。しかし、冷却ファン以外の騒音が低いときには冷却ファンの回転上限値も低くなるため、走行後の停車時等における冷却水の水温を規定値内に収めることが困難となっていた。 In order to reduce such noise, conventionally, the upper limit value of the cooling fan speed is set in consideration of the engine speed, the audio volume, the vehicle interior blower fan, and the like. However, when the noise other than the cooling fan is low, the rotation upper limit value of the cooling fan is also low, so that it is difficult to keep the cooling water temperature within a specified value when the vehicle stops after traveling.
一方、燃料電池車においては、種々の回転機器の騒音に起因するうねり音を抑制する技術を採用する代価として、燃料電池の冷却水の温度が上昇して燃料電池の電解質の乾燥が進み、発電性能に悪影響を及ぼすといった不具合を招いていた。 On the other hand, in fuel cell vehicles, as an alternative to adopting technology that suppresses the swell sound caused by the noise of various rotating equipment, the temperature of fuel cell cooling water rises and the fuel cell electrolytes dry, It has caused problems such as adversely affecting performance.
また、燃料電池を過温度から保護するために、発電出力を制限する手法では、燃料電池の冷却水の温度が上昇し、発電出力の制限がかかり、動力性能も悪化するといった不具合を招くことになる。 In addition, in the method of limiting the power generation output to protect the fuel cell from overtemperature, the temperature of the cooling water of the fuel cell rises, the power generation output is restricted, and the power performance deteriorates. Become.
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却水の温度を規定値以内に制御し、かつ冷却ファンの騒音を低減する冷却ファン制御装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a cooling fan control device that controls the temperature of the cooling water within a specified value and reduces the noise of the cooling fan. There is.
また、本発明の他の目的は、冷却ファンの騒音低減と燃料電池の運転状態と動力性能のバランスを保つことができる冷却ファン制御装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a cooling fan control device capable of reducing the noise of the cooling fan and maintaining a balance between the operating state of the fuel cell and the power performance.
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、車両の被冷却ユニットとラジエータとの間を循環して前記被冷却ユニットで発生した熱を除去する冷却水を冷却するラジエータに送風する冷却ファンの駆動を制御する冷却ファン制御装置において、冷却水の水温が設定された目標水温を満足させるように前記冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数に基づいて前記冷却ファンの駆動を制御する駆動制御手段と、前記車両が走行状態にあるか否かを判別する走行状態判別手段と、前記走行状態判別手段で前記車両が走行状態にあると判別された場合には、前記車両の停車時に冷却水の水温が一時的に上昇するか否かを推定し、水温が一時的に上昇すると推定された場合には、前記車両の停車前にそれまで設定されていた冷却水の目標水温を変更する目標水温設定手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a means for solving the problems of the present invention is a radiator that cools cooling water that circulates between a cooled unit of a vehicle and a radiator to remove heat generated in the cooled unit. In the cooling fan control device that controls driving of the cooling fan that blows air, the number of rotations of the cooling fan is determined so that the cooling water temperature satisfies a set target water temperature, and the cooling fan is based on the determined rotation number Drive control means for controlling the driving of the vehicle, travel state determination means for determining whether or not the vehicle is in a travel state, and when the vehicle is determined to be in the travel state by the travel state determination means, When the temperature of the cooling water temporarily rises when the vehicle stops, and when it is estimated that the water temperature rises temporarily, the cooling set up to that time before the vehicle stopped And having a target water temperature setting means for changing the target temperature of.
本発明によれば、車両の停車時に冷却水の水温が一時的に上昇するものと推定される場合には、走行時に予め水温を低下させておくことで、冷却水の水温を規定値以内に収め、かつ冷却ファンの回転数の上昇を抑制することができるので、冷却ファンの騒音を低減することができる。 According to the present invention, when it is estimated that the coolant temperature rises temporarily when the vehicle is stopped, the coolant temperature is kept within a specified value by decreasing the coolant temperature in advance during traveling. In addition, since the increase in the number of rotations of the cooling fan can be suppressed, the noise of the cooling fan can be reduced.
また、燃料電池の運転状態に応じて冷却水の目標水温を変更することで、冷却ファンの騒音の低減、燃料電池の運転状態ならびに車両の動力性能のバランスを保つことができる。 Further, by changing the target coolant temperature according to the operating state of the fuel cell, it is possible to reduce the cooling fan noise and maintain the balance between the operating state of the fuel cell and the power performance of the vehicle.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る冷却ファン制御装置を含む冷却系の構成を示す図である。図1において、実施例1では、内燃機関車両のエンジンまたは燃料電池車両の燃料電池等の被冷却ユニット3を循環する冷却水を冷却するラジエータ(RAD)2、ラジエータ2に冷却風を送風する冷却ファン1、冷却ファン1の駆動を制御するコントローラ4を備えて構成されている。
1 is a diagram illustrating a configuration of a cooling system including a cooling fan control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, in Example 1, a radiator (RAD) 2 that cools cooling water that circulates a cooled unit 3 such as an engine of an internal combustion engine vehicle or a fuel cell of a fuel cell vehicle, and cooling that blows cooling air to the
コントローラ4は、水温センサ5で計測された被冷却ユニットとラジエータとの間を循環する冷却水温度の検出信号、車両が走行状態にあるか否かを判別する手段として機能する車速センサ6で計測された車速の検出信号、ならびに外気温センサ7で計測された外気温の検出信号を読み込み、冷却水の温度、車速ならびに外気温に基づいて、冷却水の目標水温を設定し、設定した目標水温に基づいて冷却ファン1の駆動を制御する。なお、車両が走行状態にあるか否かを判別する手段は、車両の動力源の出力を検出する手段であってもよく、例えば燃料電池車両の場合には、燃料電池の発電出力を検出する手段であってもよい。
The
コントローラ4は、図2又は後述する図5、図9に示す手順を実行する機能を有し、この機能は、情報処理に必要な資源を備えたマイクロコンピュータ等により実現される。コントローラ4は、図2に示すフローチャートの手順にしたがって冷却ファン1の駆動を制御する。
The
図2において、先ず冷却水における通常の目標水温(初期値)を設定し、また水温センサ5、車速センサ6ならびに外気温センサ7で検出された検出信号を読み込む(ステップS201)。その後、車両が走行状態にある場合には、外気温と予め設定された所定の基準値とを比較し(ステップS202)、外気温が基準値よりも高い場合には、予め設定された図3に示すような車速と目標水温との関係に基づいて、車速が高くなるほど冷却水の目標水温が停車時の値よりも低くなるように目標水温の設定値を変更する(ステップS203)。続いて、冷却水の温度が設定した目標水温となるように、実験や机上検討により予め設定された、現在の水温、目標水温ならびに冷却ファン1の回転数との関係に基づいて、冷却ファン1の回転数を設定し、設定した回転数となるように冷却ファン1の駆動を制御する(ステップS204)。 In FIG. 2, first, a normal target water temperature (initial value) in the cooling water is set, and detection signals detected by the water temperature sensor 5, the vehicle speed sensor 6, and the outside air temperature sensor 7 are read (step S201). Thereafter, when the vehicle is in a running state, the outside air temperature is compared with a predetermined reference value set in advance (step S202), and when the outside air temperature is higher than the reference value, the preset FIG. Based on the relationship between the vehicle speed and the target water temperature as shown in FIG. 5, the set value of the target water temperature is changed so that the target water temperature of the cooling water becomes lower than the value when the vehicle stops when the vehicle speed increases (step S203). Subsequently, based on the relationship between the current water temperature, the target water temperature, and the number of rotations of the cooling fan 1, which is set in advance through experiments and desk studies so that the temperature of the cooling water becomes the set target water temperature, the cooling fan 1. And the driving of the cooling fan 1 is controlled so as to be the set number of rotations (step S204).
一方、先のステップS202の比較結果において、外気温が基準値よりも低い場合には、先のステップS204に進み、冷却ファン1の回転数を決定し、冷却ファン1を駆動制御する。 On the other hand, if the outside air temperature is lower than the reference value in the comparison result of the previous step S202, the process proceeds to the previous step S204, the number of rotations of the cooling fan 1 is determined, and the cooling fan 1 is driven and controlled.
このように、上記実施例1では、外気温が高く、停車時に一時的に冷却水の水温が上昇すると推定される場合には、走行中の車速に応じて冷却水の水温を予め低下させておく。これにより、停車時に水温が上昇してもその絶対値は予め設定された規定値内に収められて低く抑えられるため、冷却ファン1の回転数を低く抑えることが可能となり、冷却ファン1の騒音を抑制し、静粛性を向上させることができる。 As described above, in the first embodiment, when it is estimated that the outside air temperature is high and the coolant temperature temporarily rises when the vehicle stops, the coolant temperature is decreased in advance according to the traveling vehicle speed. deep. As a result, even if the water temperature rises when the vehicle is stopped, the absolute value is kept within a predetermined value that is set in advance, so that the number of revolutions of the cooling fan 1 can be kept low. Can be suppressed and quietness can be improved.
また、冷却水の目標水温を変更させるのは、外気温が高いときに限定でき、さらに車速が低く被冷却ユニット3の発熱量が小さい場合には、走行時の冷却ファン1の回転数を低く抑えられるため、走行中の冷却ファン1の回転数の上昇による動力消費増加の頻度を低く抑えることができる。 Further, the target water temperature of the cooling water can be changed only when the outside air temperature is high. Further, when the vehicle speed is low and the heat generation amount of the cooled unit 3 is small, the number of rotations of the cooling fan 1 during traveling is reduced. Therefore, the frequency of power consumption increase due to an increase in the rotational speed of the cooling fan 1 during traveling can be kept low.
停車時の水温の上昇量は、走行時と停車時との冷却風の変化量に応じて大きくなるため、車速に応じて目標水温を変動させることにより、低車速時に水温を低下させるための動力を小さく抑えることができる。また、停車時の水温上昇量は、走行時における動力源の出力が高い場合にも大きくなるため、動力源の出力を検出し、検出した出力に応じて目標水温を変動させることにより上記と同様の効果が得られる。 The amount of increase in water temperature when the vehicle is stopped increases according to the amount of change in cooling air between running and when the vehicle is stopped, so the power for lowering the water temperature at low vehicle speeds by changing the target water temperature according to the vehicle speed. Can be kept small. In addition, the amount of increase in water temperature when the vehicle is stopped increases even when the output of the power source during driving is high, so that the output of the power source is detected and the target water temperature is changed according to the detected output as described above. The effect is obtained.
外気温が低い場合には、ラジエータの放熱能力が高くなり、停車後に冷却風が減少しても水温の上昇量が小さくなるため、外気温に応じて目標水温を変動させる必要があるか否かを判断し、外気温が予め設定された所定値よりも低い場合には、水温を低下させるための動力が不要となるので、省動力化を図ることができる。 If the outside air temperature is low, the radiator's heat dissipation capability will increase, and even if the cooling air decreases after the vehicle stops, the increase in water temperature will be small, so whether or not the target water temperature needs to be changed according to the outside air temperature. When the outside air temperature is lower than a predetermined value set in advance, power for lowering the water temperature becomes unnecessary, and power saving can be achieved.
図4は本発明の実施例2に係る冷却ファン制御装置を含む冷却系の構成を示す図である。図4において、この実施例2の特徴とするところは、先の実施例1に比べて、A/C室外熱交換器41、A/Cシステム部品42、ならびにA/Cコントローラ43をさらに備え、A/C(エアーコンディショナー)の作動状態(負荷)を考慮して冷却ファン1の駆動を制御するようにしたことにあり、他は実施例1と同様である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a cooling system including a cooling fan control device according to
A/C室外熱交換器41は、A/Cの冷媒と外気とを熱交換し、通常車両のラジエータ2の前部に配置される。このため、ラジエータ2を通る冷却水の温度は、A/C室外熱交換器41を通過した空気の温度に左右される。
The A / C
A/Cシステム部品42、冷媒コンプレッサ、冷媒蒸発器、空気導入口切替装置、ならびに空気送風機などで構成され、これら構成部材の作動状態は、A/Cの運転を制御するA/Cコントローラ43を介してコントローラ4へ送られる。
It is composed of an A /
図5は図4に示す構成における冷却ファン1の駆動制御の手順を示すフローチャートである。図5において、先ず図2に示す先のステップS201と同様のステップS501ならびにステップS202と同様のステップS502を実行し、ステップS502の比較結果において、外気温が基準値よりも低い場合には図2に示す先のステップS204と同様の処理を実行して冷却ファン1を駆動制御する(ステップS506)。 FIG. 5 is a flowchart showing the drive control procedure of the cooling fan 1 in the configuration shown in FIG. 5, first, step S501 similar to the previous step S201 shown in FIG. 2 and step S502 similar to step S202 are executed. If the comparison result of step S502 shows that the outside air temperature is lower than the reference value, FIG. The cooling fan 1 is driven and controlled by executing the same process as in the previous step S204 (step S506).
一方、ステップS502の比較結果において、外気温が基準値よりも高い場合には、A/Cの作動状態を判断する。ここでは、A/C空気導入口が車外側もしくは車室内側かを判別する(ステップS503)。 On the other hand, in the comparison result of step S502, when the outside air temperature is higher than the reference value, the operating state of A / C is determined. Here, it is determined whether the A / C air introduction port is on the vehicle exterior side or vehicle interior side (step S503).
一般にA/C空気導入口が車外側の場合は、外気を取り込み適温に制御した後車室内に吹出すため、車室内側の空気を取り込むときよりもA/Cの負荷が高く、A/C室外熱交換器41での放熱量も増える。このため、ラジエータ2の前面の空気温度が上昇して冷却水の水温上昇の原因となる。
In general, when the A / C air inlet is outside the vehicle, the outside air is taken in and controlled to an appropriate temperature and then blown into the vehicle interior. The amount of heat released by the
したがって、空気導入口が車外側で、車外から空気をA/Cに取り込んでいる場合には、予め設定された図6に示すような車速と目標水温との関係に基づいて、車速が高くなるほど冷却水の目標水温が停車時の値よりも低くなるように目標水温の設定値を変更する(ステップS504)。ここで、図6に示す車速と目標水温との関係は、A/C空気導入口が車室内の場合の関係に比べて、車速の増加に対して目標水温の低下率が大きくなるように設定されている。したがって、車速が同じで車外からA/Cへ空気を導入している場合は、車室内の空気をA/Cに導入する場合に比べて目標水温を低めに設定する。 Therefore, when the air inlet is outside the vehicle and air is taken into the A / C from the outside of the vehicle, the vehicle speed increases as the vehicle speed and the target water temperature are set as shown in FIG. The set value of the target water temperature is changed so that the target water temperature of the cooling water is lower than the value at the time of stopping (step S504). Here, the relationship between the vehicle speed and the target water temperature shown in FIG. 6 is set such that the decrease rate of the target water temperature increases with respect to the increase in the vehicle speed, as compared with the relationship when the A / C air inlet is in the vehicle interior. Has been. Therefore, when the vehicle speed is the same and air is introduced from the outside of the vehicle to A / C, the target water temperature is set lower than when air in the vehicle compartment is introduced to A / C.
一方、先のステップS503の判別結果において、空気導入口が車室内側の場合には、予め設定された図7に示すような車速と目標水温との関係に基づいて、車速が高くなるほど冷却水の目標水温が停車時の値よりも低くなるように目標水温の設定値を変更する(ステップS505)。ここで、図7に示す車速と目標水温との関係は、A/C空気導入口が車外の場合の関係に比べて、車速の増加に対して目標水温の低下率が小さくなるように設定されている。したがって、車速が同じで車室内からA/Cへ空気を導入している場合には、車外の空気をA/Cに導入する場合に比べて目標水温を高めに設定する。 On the other hand, in the determination result of the previous step S503, when the air inlet is on the vehicle interior side, the cooling water becomes higher as the vehicle speed becomes higher based on the preset relationship between the vehicle speed and the target water temperature as shown in FIG. The set value of the target water temperature is changed so that the target water temperature becomes lower than the value at the time of stopping (step S505). Here, the relationship between the vehicle speed and the target water temperature shown in FIG. 7 is set such that the rate of decrease in the target water temperature is smaller with respect to the increase in the vehicle speed than the relationship when the A / C air inlet is outside the vehicle. ing. Therefore, when the vehicle speed is the same and air is introduced from the vehicle interior to A / C, the target water temperature is set higher than when air outside the vehicle is introduced to A / C.
このようにして目標水温を再設定した後は、図2のステップS204と同様の処理を行って、冷却ファン1を駆動制御する(ステップS506)。 After resetting the target water temperature in this way, the same processing as step S204 in FIG. 2 is performed to drive and control the cooling fan 1 (step S506).
このように、上記実施例2では、A/Cの作動状態を判別し、車外からA/Cに空気を導入している場合は、停車時に冷却水の水温の上昇が予測されるので、目標水温を低めに再設定することで、停車時に水温の上昇が抑えられる。これにより、冷却ファン1の回転数も低く抑えられ、停車時の冷却ファン1の騒音を低減することができる。 As described above, in the second embodiment, when the operating state of A / C is determined and air is introduced into A / C from the outside of the vehicle, the temperature of the cooling water is predicted to increase when the vehicle is stopped. By resetting the water temperature to a lower value, the rise in water temperature can be suppressed when the vehicle stops. Thereby, the rotation speed of the cooling fan 1 can also be suppressed low, and the noise of the cooling fan 1 at the time of a stop can be reduced.
一方、車室内からA/Cに空気を導入している場合には、車外から空気を導入する場合に比べて目標水温を高めに再設定することで、走行時の冷却ファン1の回転数を低く抑えられ、冷却ファン1の回転数の上昇による動力消費増加の頻度を低く抑えることができる。 On the other hand, when air is introduced into the A / C from the passenger compartment, the rotational speed of the cooling fan 1 during traveling can be reduced by resetting the target water temperature higher than when introducing air from outside the vehicle. The frequency of power consumption increase due to an increase in the rotational speed of the cooling fan 1 can be kept low.
また、A/Cの作動状態に応じて目標水温を決めることにより、A/Cの負荷が低いときの水温低下のために要する動力を小さくすることができる。例えば、A/Cが作動しておらず、空気導入口が車室内で、A/Cから車室内への空気の吹出し温度が目標値に達している場合は、A/Cが作動し、空気導入口が車室外で、吹出し温度が目標値に達していない場合に比べて、A/Cの作動負荷は低いため、停車時の水温上昇代は小さくなる。したがって、A/Cの作動状態に応じて走行時の目標水温を変化させることで、停車時の騒音ならびに動力消費の面で冷却ファン1を最適に駆動制御することが可能となる。 Further, by determining the target water temperature according to the operating state of A / C, the power required for lowering the water temperature when the A / C load is low can be reduced. For example, when A / C is not operating, the air inlet is in the vehicle interior, and the air blowing temperature from A / C to the vehicle interior has reached the target value, the A / C operates and air Compared to the case where the introduction port is outside the passenger compartment and the blowing temperature does not reach the target value, the operating load of A / C is low, so the water temperature increase margin when the vehicle stops is small. Therefore, by changing the target water temperature during traveling according to the operating state of A / C, it becomes possible to optimally drive and control the cooling fan 1 in terms of noise and power consumption when the vehicle is stopped.
なお、A/Cの作動状態の判断には、A/Cの空気導入口を判別しているが、この他にA/Cが作動しているか否か、またはA/C吹出し風温が目標温度に達しているか否かを判別するようにしてもよい。例えば、A/Cが作動しているときには作動していないときよりもA/C室外熱交換器41の放熱量が大きく停車したときの水温上昇が高くなるため、先のステップS504の処理を実行することで同様の効果が得られる。また、A/C吹出し風温が目標温度に達していない場合にも、目標温度に達している場合に比べて、A/Cの作動負荷が高く、A/C室外熱交換器41の放熱量が大きくなるため、先のステップS504の処理を実行することで同様の効果が得られる。
Note that the A / C operating state is determined by determining the A / C air inlet, but in addition to this, whether the A / C is operating or whether the A / C blowing air temperature is the target. It may be determined whether or not the temperature has been reached. For example, when the A / C is operating, the water temperature rises when the amount of heat released from the A / C
図8は本発明の実施例3に係る冷却ファン制御装置を含む冷却系の構成を示す図である。図8において、この実施例3の特徴とするところは、先の実施例2に比べて、車両のナビゲーションシステム81、ならびにETC(Electronic Toll Collection)システム82をさらに備え、車両が高速道路を走行しているか否か、ならびに高速道路を走行している場合には通行料金の支払いをETCシステムを使用しているか否かを考慮して、冷却ファン1の駆動を制御するようにしたことにあり、他は実施例2と同様である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a cooling system including a cooling fan control device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 8, the feature of the third embodiment is that it further includes a
ナビゲーションシステム81では、車両が高速道路を走行しているか否か、車両の進行方向に渋滞が発生しているか否か、進行方向に料金所があるか否か、車両が高速道路上のサービスエリアまたはインターチェンジの導入路を走行しているか否かを判別し、料金所または渋滞が進行方向にある場合はそこまでの予想到着時刻を推定し、得られたこれらの情報をコントローラ4に与える。
In the
ETCシステム82は、車両が高速道路を走行している場合に、ETCシステムを利用して走行しているか否かを判別し、判別結果をコントローラ4に与える。
The
図9は図8に示す構成におけるコントローラ4による冷却ファン1の駆動制御の手順を示すフローチャートである。図9において、先ず先の図2に示すステップS201と同様のステップS901ならびにステップS202と同様のステップS902を実行し、ステップS902の比較結果において、外気温が基準値よりも低い場合には図2に示す先のステップS204と同様の処理を実行して冷却ファン1を駆動制御する(ステップS907)。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of driving control of the cooling fan 1 by the
一方、ステップS902の比較結果において、外気温が基準値よりも高い場合には、ナビゲーションシステム81で得られた情報により車両が高速道路を走行しているか否かを判別する(ステップS903)。判別の結果、高速道路を走行していない場合には、先の図5に示すステップS503と同様のステップS904を実行した後、図5に示すステップS504と同様なステップS905もしくはステップS505と同様なステップS906を実行し、その後ステップS907を実行する。 On the other hand, when the outside air temperature is higher than the reference value in the comparison result in step S902, it is determined whether or not the vehicle is traveling on the highway based on the information obtained by the navigation system 81 (step S903). If the result of determination is that the vehicle is not traveling on a highway, step S904 similar to step S503 shown in FIG. 5 is executed, and then step S905 or step S505 similar to step S504 shown in FIG. 5 is executed. Step S906 is executed, and then step S907 is executed.
一方、ステップS903の判別結果において、高速道路上を走行中と判別した場合は、以下のステップS908〜S912に示す手順で、次回の停車を予測して停車前に予め冷却水の水温を低下させておくことで、先の実施例2に比べて水温を低下させる必要性をより精度よく判定することが可能となる。 On the other hand, if it is determined in step S903 that the vehicle is traveling on the highway, the next stop is predicted by the procedure shown in steps S908 to S912 below, and the coolant temperature is lowered in advance before stopping. Thus, it becomes possible to determine the necessity of lowering the water temperature more accurately than in the second embodiment.
まず、高速道路を走行していると判別されると、引き続いてサービスエリアまたはインターチェンジの導入路を走行しているか否か判別し(ステップS908)、判別の結果、サービスエリアまたはインターチェンジの導入路を走行している場合には、その後容易に停車することが予測できるため、目標水温を低下させるべくステップS904の処理を実行する。 First, when it is determined that the vehicle is traveling on an expressway, it is subsequently determined whether or not the vehicle is traveling on a service area or an interchange introduction route (step S908). If the vehicle is traveling, it can be predicted that the vehicle will stop easily thereafter, so the process of step S904 is executed to reduce the target water temperature.
一方、サービスエリアまたはインターチェンジの導入路を走行していない場合には、続いて進路上に料金所があるか否かを判別する(ステップS909)。判別の結果、料金所がある場合は、そこで停車するものと考えられるが、ETCシステムを利用して走行している場合は料金所で停車しないことが考えられるため、次にETCシステムを利用して走行しているか否かを判別する(ステップS910)。判別の結果、ETCシステムを利用して走行していない場合は、次の料金所で停車することになるため、ナビゲーションシステム81で得られた現在位置から料金所までの距離と車速に基づいて料金所に到着する到着時刻を推定する(ステップS911)。
On the other hand, if the vehicle is not traveling on the service area or the interchange introduction route, it is then determined whether there is a toll gate on the route (step S909). As a result of the determination, if there is a toll booth, it is considered that the car will stop there, but if you are traveling using the ETC system, it is possible that the car will not stop at the toll booth, so use the ETC system next. It is determined whether the vehicle is traveling (step S910). As a result of the determination, if the vehicle is not traveling using the ETC system, the vehicle will stop at the next toll gate. Therefore, the fee is based on the distance from the current position to the toll gate obtained by the
その後、現在時刻が推定された予想到着時刻のt(分)前であるか否かを判別する(ステップS912)。判別の結果、現在時刻がt(分)前でない場合、すなわち車両がt(分)よりも早く到着すると推定される場合は、目標水温の低下は行わずステップS907の処理を実行する一方、現在時刻がt(分)前である場合には、先のステップS904の処理を実行する。 Thereafter, it is determined whether or not the current time is t (minutes) before the estimated estimated arrival time (step S912). As a result of the determination, if the current time is not before t (minutes), that is, if it is estimated that the vehicle will arrive earlier than t (minutes), the target water temperature is not lowered and the process of step S907 is performed. If the time is before t (minutes), the process of the previous step S904 is executed.
ここで、冷却水が冷却系を一回り循環するのに要する循環時間をTとすると、予め設定された上記所定値のtは、2T(分)以上となるように設定される。循環時間Tは、冷却水の保有水量G(L)と冷却水を循環させるポンプのポンプ能力Q(L/min)とに基づいて、T=G/Q(分)として算出される。これにより、車両が停車するまでに、冷却水が少なくとも冷却系内を2周以上循環することなり、水温低下の効果が確実に現れてから車両を停車することができる。また、車両が停車予測されるまでにt(分)以上ない場合には、目標水温の低下を行わないため、水温低下のために要する動力を削減することができる。 Here, when the circulation time required for the cooling water to circulate once around the cooling system is T, the predetermined value t set in advance is set to be 2T (min) or more. The circulation time T is calculated as T = G / Q (minutes) based on the retained water amount G (L) of the cooling water and the pumping capacity Q (L / min) of the pump that circulates the cooling water. As a result, the cooling water circulates at least two times in the cooling system before the vehicle stops, and the vehicle can be stopped after the effect of lowering the water temperature appears reliably. In addition, when the vehicle is predicted not to stop until t (minutes) or longer, the target water temperature is not reduced, so that the power required for the water temperature reduction can be reduced.
一方、先のステップS909の判別結果において、進路上に料金所がないものと判別された場合には、続いてナビゲーションシステム81により進路上に渋滞が発生しているか否かを判別する。判別の結果、進路上に渋滞が発生していない場合には、先のステップS907の処理を実行する一方、進路上に渋滞が発生していると判別された場合は、そこで停車することが考えられるため、料金所に到着するまでの到着時刻を推定する場合と同様にして、渋滞で停車するまでの停車時刻を推定する(ステップS911)。
On the other hand, if it is determined that there is no toll gate on the route in the determination result of the previous step S909, the
その後、現在時刻が推定された予想到着時刻のt(分)前であるか否かを判別する場合と同様に、渋滞で停車するまでの停車時刻がt(分)前であるか否かを判別し(ステップS912)、料金所で停車する場合と同様にして目標水温を変更するか否かを決定する。 After that, as in the case of determining whether or not the current time is t (minutes) before the estimated estimated arrival time, it is determined whether or not the stop time until the vehicle stops due to traffic is before t (minutes). It discriminate | determines (step S912) and it is determined whether it changes target water temperature similarly to the case where it stops at a toll gate.
このように、上記実施例3においては、高速道路上においては、比較的高い出力または車速で走行しており、さらにサービスエリアまたはインターチェンジの導入路に入った場合には容易にその後停車すると推測できるため、このような場合には、冷却水の温度を低下させておくことにより、それ以前の走行時に水温低下のために要する動力を使わないようにすることができるので、省動力化が可能となる。 Thus, in the third embodiment, it can be estimated that the vehicle is traveling at a relatively high output or vehicle speed on the highway, and that the vehicle can easily stop after entering the service area or interchange introduction road. Therefore, in such a case, by lowering the temperature of the cooling water, it is possible to avoid using the power required for lowering the water temperature during the previous driving, and thus it is possible to save power. Become.
また、高速道路の進行方向で渋滞が発生している場合には、容易に渋滞で停車することが考えられため、このような場合には水温を低下させることにより、それ以前の走行時に水温低下のために要する動力を使わないことができ、省動力化が可能となる。 In addition, if there is a traffic jam in the traveling direction of the expressway, it is conceivable that the vehicle will stop easily due to the traffic jam. The power required for this can be avoided and power saving can be achieved.
高速道路の進行方向に料金所がある場合には、容易に料金所で停車することが考えられので、このような場合には水温を低下させることにより、それ以前の走行時に水温低下のために要する動力を使わないことができ、省動力化が可能となる。 If there is a toll gate in the direction of the highway, it may be possible to stop at the toll gate easily. In such a case, the water temperature can be reduced by lowering the water temperature. The necessary power can be avoided and power saving can be achieved.
冷却水の目標水温を低下させてから停車するまでに、冷却水が少なくとも冷却系統内を2周以上循環させることで、水温低下の効果が確実に現れてから停車することができ、かつそれ以前の水温低下のために要する動力を削減することができる。 The cooling water circulates at least twice in the cooling system from when the target cooling water temperature is lowered to when the vehicle stops, so that the water temperature can be stopped after the effect of lowering the water temperature has been ensured. The power required for lowering the water temperature can be reduced.
さらに、ETCシステムを利用して走行している場合には、進行方向に料金所があっても停車しない確率が高いものと考えられるため、その場合には事前に目標水温の低下を行わないことで、水温低下のために要する動力を削減することができる。 In addition, when driving using the ETC system, it is considered that there is a high probability that the vehicle will not stop even if there is a toll gate in the direction of travel. In that case, the target water temperature should not be lowered in advance. Thus, the power required for lowering the water temperature can be reduced.
このように、ナビゲーション情報により車両の停車を合理的に予測することで、冷却水の温度を低下させる頻度を限定することができるため、先の実施例2と同様の効果を得ることができることに加えて、省動力化を図ることができる。 Thus, since the frequency of reducing the temperature of the cooling water can be limited by reasonably predicting the stop of the vehicle based on the navigation information, the same effect as in the second embodiment can be obtained. In addition, power saving can be achieved.
図10は本発明の実施例4に係る冷却ファン制御装置を含む冷却系の構成を示す図である。図10において、実施例4では、燃料電池車両の燃料電池107を循環する冷却水を冷却するラジエータ(RAD)103、ラジエータ103に冷却風を送風する冷却ファン104、冷却ファン104の駆動を制御するコントローラ105を備えて構成されている。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a cooling system including a cooling fan control device according to
燃料電池107の発電により生じた熱は、冷却水流路106を循環する冷却水を介してラジエータ103に送られて冷却される。
Heat generated by the power generation of the
コントローラ105は、ここには図示していないアクセル開度などの情報に基づいて目標とする発電量を算出し、算出した目標発電量にしたがって運転される燃料電池107の運転状態、ならびに外気温センサ101で計測される外気温、車速センサ102で計測される車速とに基づいて冷却水の目標水温を設定し、冷却水が目標水温となるように冷却ファン104の駆動を制御する。
The
図11に燃料電池107の構成を示す。図11において、水素源1102から供給される水素は、水素流路1103を介して水素調圧弁1104にて適切な圧力に調整された後、燃料電池本体1101に送り込まれる。また、空気コンプレッサ1106からは酸化剤としての空気が空気流路1105を介して供給される。空気の圧力は、空気調圧弁1107により調整される。燃料電池本体1101の出口の空気温度は、空気出口温度センサ1108により測定される。燃料電池本体1101で発電により生じた熱は、冷却水ポンプ1109から冷却水流路1110を介して供給される冷却水で除去される。冷却水の温度は冷却水入口温度センサ1111で測定される。
FIG. 11 shows the configuration of the
次に、図12に示すフローチャートを参照して、この実施例4における冷却ファン104の制御手順を説明する。図12において、先ず基準値となる冷却水の目標水温を設定する(ステップS1201)。この目標水温は実験や机上検討で予め設定される。続いて、車速、外気温、ならびに燃料電池107の運転状態として例えば燃料電池107の発電出力をコントローラ105に読み込む(ステップS1202)。
Next, the control procedure of the cooling
その後、外気温が予め設定された所定値を上回っているか否かを判別する(ステップS1203)。判別の結果、外気温が所定値よりも上回っている場合には、車速に基づいて先のステップS1201で設定した目標水温を補正する(ステップS1204)。この補正は、例えば図13に示すような、車速と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、車速が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Thereafter, it is determined whether or not the outside air temperature exceeds a preset predetermined value (step S1203). As a result of the determination, if the outside air temperature exceeds the predetermined value, the target water temperature set in the previous step S1201 is corrected based on the vehicle speed (step S1204). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the vehicle speed and the temperature correction amount as shown in FIG. 13, for example. That is, when the vehicle speed is within a predetermined range, no correction is performed. When the vehicle speed is larger than the predetermined range, the target water temperature is decreased, and when the vehicle speed is smaller, the target water temperature is corrected.
引き続いて、車速に基づいて補正された目標水温に対して、さらに燃料電池107の出力により補正を行う(ステップS1205)。この補正は、例えば図14に示すような、燃料電池出力と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、燃料電池出力が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Subsequently, the target water temperature corrected based on the vehicle speed is further corrected by the output of the fuel cell 107 (step S1205). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the fuel cell output and the temperature correction amount as shown in FIG. 14, for example. That is, when the fuel cell output is within a predetermined range, correction is not performed. When the fuel cell output is larger than the predetermined range, the target water temperature is lowered, and when it is smaller, the target water temperature is raised.
その後、上述したようにして選択的に補正された目標水温となるように、予め用意された冷却水の目標水温と冷却ファン104の回転数との関係に基づいて、コントローラ105で冷却ファン104の回転数を決定し、決定された回転数となるようにコントローラ105の制御の下に冷却ファン104が駆動制御される。
Thereafter, based on the relationship between the target water temperature of the cooling water prepared in advance and the rotational speed of the cooling
このように、上記実施例4では、冷却能力に比較的余裕のある走行時に冷却水の目標水温を下げることにより、冷却能力が低下する停止時に冷却水温度の上昇幅を抑制することができる。また、冷却能力が低下する停車時に目標水温を上げることで冷却ファン104の回転数を低く抑えることができる。いずれの場合でも、燃料電池107の運転状態を表す発電出力に応じて目標水温を設定することで、冷却ファン104の騒音を低減することができることに加えて、燃料電池107の運転状態と動力性能のバランスを保つことができる。
Thus, in the said Example 4, the raise range of a cooling water temperature can be suppressed at the time of a stop which cooling capacity falls by lowering | hanging the target water temperature of cooling water at the time of driving | running | working with comparatively sufficient cooling capacity. Moreover, the rotation speed of the cooling
また、燃料電池107の運転状態としてその発電量を用いることで、燃料電池107の発熱量に応じて目標水温を設定することができる。これにより、燃料電池107の発熱と放熱とのバランスを良好に保つことができる。
Further, by using the power generation amount as the operation state of the
次に、図15に示すフローチャートを参照して、この実施例5における冷却ファン104の制御手順を説明する。なお、図15に示すフローチャートにおいて、先の図12に示すフローチャートのステップと同じ処理を実行するステップ(ステップS1201、S1203、S1204、S1205)では同じステップ番号を付与している。また、この実施例5の構成は、先の図10ならびに図11と同様である。
Next, the control procedure of the cooling
図15において、先ず基準値となる冷却水の目標水温を設定する(ステップS1201)。この目標水温は実験や机上検討で予め設定される。続いて、車速、外気温、燃料電池107の運転状態として例えば燃料電池107の発電出力、ならびに燃料電池107の
運転状態として燃料電池107の空気出口温度をコントローラ105に読み込む(ステップS1502)。
In FIG. 15, first, the target water temperature of the cooling water that is a reference value is set (step S1201). This target water temperature is set in advance through experiments and desk studies. Subsequently, for example, the vehicle speed, the outside air temperature, the power generation output of the
その後、外気温が予め設定された所定値を上回っているか否かを判別する(ステップS1203)。判別の結果、外気温が所定値よりも上回っている場合には、車速に基づいて先のステップS1201で設定した目標水温を補正する(ステップS1204)。この補正は、例えば図13に示すような、車速と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、車速が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Thereafter, it is determined whether or not the outside air temperature exceeds a preset predetermined value (step S1203). As a result of the determination, if the outside air temperature exceeds the predetermined value, the target water temperature set in the previous step S1201 is corrected based on the vehicle speed (step S1204). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the vehicle speed and the temperature correction amount as shown in FIG. 13, for example. That is, when the vehicle speed is within a predetermined range, no correction is performed. When the vehicle speed is larger than the predetermined range, the target water temperature is decreased, and when the vehicle speed is smaller, the target water temperature is corrected.
続いて、車速に基づいて補正された目標水温に対して、さらに燃料電池107の出力により補正を行う(ステップS1205)。この補正は、例えば図14に示すような、燃料電池出力と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、燃料電池出力が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Subsequently, the target water temperature corrected based on the vehicle speed is further corrected by the output of the fuel cell 107 (step S1205). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the fuel cell output and the temperature correction amount as shown in FIG. 14, for example. That is, when the fuel cell output is within a predetermined range, correction is not performed. When the fuel cell output is larger than the predetermined range, the target water temperature is lowered, and when it is smaller, the target water temperature is raised.
引き続いて、燃料電池出力と燃料電池空気出口温度とに基づいて、燃料電池本体の加湿状態を推定する(ステップS1506)。この加湿状態の推定は、例えば図16に示すような、離散的に設定された燃料電池空気出口温度に対して燃料電池出力と加湿状態の良悪との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、燃料電池出力が高くなるほど加湿状態は良好と推定し、かつ燃料電池出力が同じである場合には出口空気温度が低くなるほど加湿状態が良好であると推定する。 Subsequently, the humidification state of the fuel cell main body is estimated based on the fuel cell output and the fuel cell air outlet temperature (step S1506). For example, as shown in FIG. 16, the humidification state is estimated by using a table prepared in advance showing the relationship between the fuel cell output and the humidification state with respect to the discretely set fuel cell air outlet temperature. Based on. That is, it is estimated that the humidified state is better as the fuel cell output is higher, and that the humidified state is better as the outlet air temperature is lower when the fuel cell output is the same.
なお、ここでは、燃料電池の出力と燃料電池空気出口温度とに基づいて燃料電池本体の加湿状態を推定したが、燃料電池107の出力電流と出力電圧との関係から推定するようにしてもよい。
Here, the humidified state of the fuel cell body is estimated based on the output of the fuel cell and the fuel cell air outlet temperature. However, it may be estimated from the relationship between the output current of the
次に、先のステップS1506で推定された燃料電池107の加湿状態に基づいて、燃料電池出力により補正された目標水温をさらに補正する(ステップS1507)。この補正は、例えば図17に示すような、加湿状態の良悪と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、加湿状態が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも加湿状態が良い場合は目標水温を上げる一方、加湿状態が悪い場合には目標水温を上げるように補正する。
Next, based on the humidified state of the
その後、上述したようにして選択的に補正された目標水温となるように、予め用意された冷却水の目標水温と冷却ファン104の回転数との関係に基づいて、コントローラ105で冷却ファン104の回転数を決定し、決定された回転数となるようにコントローラ105の制御の下に冷却ファン104が駆動制御される。
Thereafter, based on the relationship between the target water temperature of the cooling water prepared in advance and the rotational speed of the cooling
このように、上記実施例5では、先の実施例4と同様の効果を得ることができることに加えて、燃料電池107の運転状態としてその加湿状態を用いることで、燃料電池107の湿潤状態を良好に保つことができる。このため、燃料電池107の劣化や異常発熱状態を生じさせることなく冷却ファン104の騒音を低減でき、かつ燃料電池107の運転状態と動力性能のバランスを保つことができる。
As described above, in the fifth embodiment, in addition to obtaining the same effect as in the fourth embodiment, the humidified state of the
次に、図18に示すフローチャートを参照して、この実施例6における冷却ファン104の制御手順を説明する。なお、図18に示すフローチャートにおいて、先の図12に示すフローチャートのステップと同じ処理を実行するステップ(ステップS1201、S1203、S1204、S1205)では同じステップ番号を付与している。また、この実施例6の構成は、先の図10ならびに図11と同様である。
Next, the control procedure of the cooling
図18において、先ず基準値となる冷却水の目標水温を設定する(ステップS1201)。この目標水温は実験や机上検討で予め設定される。続いて、車速、外気温、燃料電池107の運転状態として例えば燃料電池107の出力、ならびに燃料電池107の運転状態として燃料電池107の出力制限量をコントローラ105に読み込む(ステップS1802)。
In FIG. 18, first, a target coolant temperature that is a reference value is set (step S1201). This target water temperature is set in advance through experiments and desk studies. Subsequently, for example, the output of the
その後、外気温が予め設定された所定値を上回っているか否かを判別する(ステップS1203)。判別の結果、外気温が所定値よりも上回っている場合には、車速に基づいて先のステップS1201で設定した目標水温を補正する(ステップS1204)。この補正は、例えば図13に示すような、車速と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、車速が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Thereafter, it is determined whether or not the outside air temperature exceeds a preset predetermined value (step S1203). As a result of the determination, if the outside air temperature exceeds the predetermined value, the target water temperature set in the previous step S1201 is corrected based on the vehicle speed (step S1204). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the vehicle speed and the temperature correction amount as shown in FIG. 13, for example. That is, when the vehicle speed is within a predetermined range, no correction is performed. When the vehicle speed is larger than the predetermined range, the target water temperature is decreased, and when the vehicle speed is smaller, the target water temperature is corrected.
続いて、車速に基づいて補正された目標水温に対して、さらに燃料電池107の出力により補正を行う(ステップS1205)。この補正は、例えば図14に示すような、燃料電池出力と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、燃料電池出力が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも大きい場合は目標水温を下げる一方、小さい場合には目標水温を上げるように補正する。 Subsequently, the target water temperature corrected based on the vehicle speed is further corrected by the output of the fuel cell 107 (step S1205). This correction is performed based on a table prepared in advance representing the relationship between the fuel cell output and the temperature correction amount as shown in FIG. 14, for example. That is, when the fuel cell output is within a predetermined range, correction is not performed. When the fuel cell output is larger than the predetermined range, the target water temperature is lowered, and when it is smaller, the target water temperature is raised.
引き続いて、燃料電池107の出力制限値に基づいて、燃料電池出力により補正された目標水温をさらに補正する(ステップS1806)。この補正は、例えば図19に示すような、出力制限値と温度補正量との関係を表して予め用意されたテーブルに基づいて行われる。すなわち、出力制限値が所定の範囲にある場合には補正は行わず、この所定範囲よりも出力制限値が高く設定されている場合は目標水温を上げる一方、出力制限値が低く設定されている場合には目標水温を下げるように補正する。
Subsequently, based on the output limit value of the
なお、ここでは、出力制限値に基づいて目標水温を補正しているが、車両の運転状態から求められる燃料電池107の要求発電量と出力制限値との差異に基づいて、例えばこの差異が大きい場合には目標水温を下げるように補正するようにしてもよい。
Here, the target water temperature is corrected based on the output limit value, but this difference is large, for example, based on the difference between the required power generation amount of the
その後、上述したようにして選択的に補正された目標水温となるように、予め用意された冷却水の目標水温と冷却ファン104の回転数との関係に基づいて、コントローラ105で冷却ファン104の回転数を決定し、決定された回転数となるようにコントローラ105の制御の下に冷却ファン104が駆動制御される。
Thereafter, based on the relationship between the target water temperature of the cooling water prepared in advance and the rotational speed of the cooling
このように、上記実施例6では、先の実施例4と同様の効果を得ることができることに加えて、燃料電池107の運転状態としてその出力制限量を用いることで、特に動力性能を犠牲にすることなく、冷却ファン104の騒音を低減でき、かつ燃料電池107の運転状態と動力性能のバランスを保つことができる。
As described above, in the sixth embodiment, in addition to obtaining the same effect as in the fourth embodiment, by using the output limit amount as the operation state of the
また、燃料電池107の運転状態としてその出力制限量と要求発電量との差異を用いることで、必要最小限の制御量で冷却ファン104の騒音を低減でき、かつ燃料電池の運転状態と動力性能のバランスを保つことができる。
Further, by using the difference between the output limit amount and the required power generation amount as the operation state of the
1,104…冷却ファン
2,103…ラジエータ
3…被冷却ユニット
4,43,105…コントローラ
5…水温センサ
6,102…車速センサ
7,101…外気温センサ
41…A/C室外熱交換器
42…A/Cシステム部品
81…ナビゲーションシステム
82…ETCシステム
106…冷却水流路
107…燃料電池
1101…燃料電池本体
1102…水素源
1103…水素流路
1104…水素調圧弁
1105…空気流路
1106…空気コンプレッサ
1107…空気調圧弁
1108…空気出口温度センサ
1109…冷却水ポンプ
1110…冷却水流路
1111…冷却水入口温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,104 ... Cooling fan 2,103 ... Radiator 3 ... Unit to be cooled 4, 43, 105 ... Controller 5 ...
Claims (14)
冷却水の水温が設定された目標水温を満足させるように前記冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数に基づいて前記冷却ファンの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記車両が走行状態にあるか否かを判別する走行状態判別手段と、
前記走行状態判別手段で前記車両が走行状態にあると判別された場合には、前記車両の停車時に冷却水の水温が一時的に上昇するか否かを推定し、水温が一時的に上昇すると推定された場合には、前記車両の停車前にそれまで設定されていた冷却水の目標水温を変更する目標水温設定手段と
を有することを特徴とする冷却ファン制御装置。 In a cooling fan control device that controls driving of a cooling fan that circulates between a cooled unit of a vehicle and a radiator and removes heat generated in the cooled unit to cool a cooling water that cools the cooling water,
Drive control means for determining the rotational speed of the cooling fan so as to satisfy the set target water temperature, and controlling the driving of the cooling fan based on the determined rotational speed;
Traveling state determining means for determining whether or not the vehicle is in a traveling state;
When it is determined that the vehicle is in the traveling state by the traveling state determining means, it is estimated whether or not the coolant temperature temporarily rises when the vehicle is stopped, and the water temperature temporarily rises. And a target water temperature setting means for changing the target water temperature of the cooling water that has been set before the vehicle stops when the vehicle is stopped.
前記目標水温設定手段は、前記車両の車速または動力源の出力に基づいて、目標水温を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の冷却ファン制御装置。 The travel state determination means is configured by means for detecting a vehicle speed of the vehicle, or means for detecting an output of a power source of the vehicle,
2. The cooling fan control device according to claim 1, wherein the target water temperature setting means changes the target water temperature based on a vehicle speed of the vehicle or an output of a power source.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の冷却ファン制御装置。 The target water temperature setting means includes a determination result as to whether an air conditioner provided in the vehicle is operating, a determination result as to whether the air conditioner introduces outside air or circulates air in the vehicle interior, and The target water temperature is changed based on any one of the determination results of whether or not the temperature of the air blown into the vehicle from the air conditioner has reached the target temperature. The cooling fan control device described.
前記目標水温設定手段は、前記外気温検出手段で検出された外気温に基づいて、目標水温を変更する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却ファン制御装置。 An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature,
The cooling fan control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the target water temperature setting means changes the target water temperature based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means.
前記目標水温設定手段は、前記車両が高速道路を走行し、かつ高速道路のサービスエリア又はインターチェンジの導入路に入ったことが前記ナビゲーションシステムで認識された場合には、目標水温を低下させる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却ファン制御装置。 The vehicle includes a navigation system for obtaining information related to traveling,
The target water temperature setting means reduces the target water temperature when the navigation system recognizes that the vehicle has traveled on a highway and has entered a highway service area or an interchange introduction road. The cooling fan control device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記目標水温設定手段は、前記車両が高速道路を走行し、かつ前記車両の進行方向に渋滞が発生していることが前記ナビゲーションシステムで認識された場合には、目標水温を低下させる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷却ファン制御装置。 The vehicle includes a navigation system for obtaining information related to traveling,
The target water temperature setting means lowers the target water temperature when the navigation system recognizes that the vehicle is traveling on an expressway and traffic congestion is occurring in the traveling direction of the vehicle. The cooling fan control device according to any one of claims 1 to 5.
前記目標水温設定手段は、前記車両が高速道路を走行し、かつ前記車両の進行方向に料金所があることが前記ナビゲーションシステムで認識された場合には、目標水温を低下させる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷却ファン制御装置。 The vehicle includes a navigation system for obtaining information related to traveling,
The target water temperature setting means reduces the target water temperature when the navigation system recognizes that the vehicle travels on an expressway and the toll gate is in the traveling direction of the vehicle. The cooling fan control apparatus of any one of Claims 1-5.
前記ナビゲーションシステムで得られた、渋滞地点または料金所に車両が到達する予想到達時刻を推定する推定手段と、
現在時刻が前記推定手段で推定された予想到達時刻の2T以上前であるか否かを判別する判別手段とを備え、
現在時刻が前記推定手段で推定された到達時刻の2T以上前であると前記判別手段で判別された場合には、前記目標水温設定手段は、前記推定手段で推定された予想到達時刻の2T以上前から目標水温を低下する
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の冷却ファン制御装置。 Calculating means for calculating a circulation time T for circulating the cooling water once around the cooling system based on the amount of the cooling water retained in the cooling system through which the cooling water circulates and the drive capacity of the pump for circulating the cooling water through the cooling system; ,
Estimating means for estimating an estimated arrival time for the vehicle to reach a traffic jam point or a toll gate obtained by the navigation system;
Discriminating means for discriminating whether or not the current time is 2T or more before the expected arrival time estimated by the estimating means;
If the determination means determines that the current time is 2T or more before the arrival time estimated by the estimation means, the target water temperature setting means is 2T or more of the expected arrival time estimated by the estimation means. The cooling fan control device according to claim 6 or 7, wherein the target water temperature is lowered from the front.
前記車両が前記ETCシステムを用いて走行している場合には、前記目標水温設定手段は、進行方向に料金所があると前記ナビゲーションシステムで認識された場合であっても、目標水温を変更しない
ことを特徴とする請求項7に記載の冷却ファン制御装置。 The vehicle includes an ETC system that automatically pays a toll using wireless communication or the like,
When the vehicle is traveling using the ETC system, the target water temperature setting means does not change the target water temperature even when the navigation system recognizes that there is a toll gate in the traveling direction. The cooling fan control device according to claim 7.
冷却水の水温が設定された目標水温を満足させるように前記冷却ファンの回転数を決定し、決定した回転数に基づいて前記冷却ファンの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記燃料電池を動力源とする車両の車速を検出する車速検出手段と、
外気温を検出する外気温検出手段と、
前記燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記外気温検出手段で検出された外気温が予め設定された所定値よりも高く、かつ前記車速検出手段で前記車両が走行状態であると検出された場合は、前記運転状態検出手段で検出された前記燃料電池の運転状態に基づいて目標水温を低下させ、前記外気温検出手段で検出された外気温が予め設定された所定値よりも高く、かつ前記車速検出手段で前記車両が停止状態であると検出された場合は、前記運転状態検出手段で検出された前記燃料電池の運転状態に基づいて目標水温を上昇させる目標水温設定手段と
を有することを特徴とする冷却ファン制御装置。 Driving a cooling fan that blows air to a radiator that cools cooling water that circulates between a fuel cell that generates electricity by electrochemically reacting fuel gas and oxidant gas and removes heat generated in the fuel cell. In the cooling fan control device for controlling
Drive control means for determining the rotational speed of the cooling fan so as to satisfy the set target water temperature, and controlling the driving of the cooling fan based on the determined rotational speed;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle using the fuel cell as a power source;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the fuel cell;
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher than a predetermined value set in advance and the vehicle speed detecting means detects that the vehicle is in a running state, it is detected by the driving state detecting means. The target water temperature is lowered based on the operating state of the fuel cell, the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means is higher than a predetermined value set in advance, and the vehicle is stopped by the vehicle speed detecting means. A cooling fan control device comprising target water temperature setting means for increasing the target water temperature based on the operating state of the fuel cell detected by the operating state detecting means when it is detected.
ことを特徴とする請求項10に記載の冷却ファン制御装置。 The cooling fan control device according to claim 10, wherein the operating state of the fuel cell is a power generation amount of the fuel cell.
ことを特徴とする請求項10に記載の冷却ファン制御装置。 The cooling fan control device according to claim 10, wherein the operating state of the fuel cell is a humidified state of the fuel cell.
ことを特徴とする請求項10に記載の冷却ファン制御装置。 The cooling fan control device according to claim 10, wherein the operating state of the fuel cell is an output limit amount of the fuel cell.
前記燃料電池の運転状態は、前記燃料電池の出力制限量と前記発電量設定手段で設定された要求発電量との差である
ことを特徴とする請求項13に記載の冷却ファン制御装置。 A power generation amount setting means for setting a required power generation amount required for the fuel cell;
14. The cooling fan control device according to claim 13, wherein the operating state of the fuel cell is a difference between an output limit amount of the fuel cell and a required power generation amount set by the power generation amount setting means.
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