JP4702092B2 - 車両の制御装置および冷却ファンの消費動力推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両の制御装置および冷却ファンの消費動力推定方法に関する。

従来より、車両に搭載された内燃機関の冷却に用いられるラジエータに送風する冷却ファンを流体継手を介して内燃機関に接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この流体継手の構成としては、ハウジング内の空間が仕切り板を介して貯留室とトルク伝達部としての作動室とに区画されており、ラジエータの後方に配置されたバイメタルの変形によって仕切り板の供給口を開閉して貯留室から作動室へのオイル供給量を調節することにより、流体継手における伝達トルクを変更して冷却ファンの回転数を調節している。
特開平１０−８９３８６号公報

ところで、内燃機関を運転制御する際には、内燃機関からの動力を消費する補機の消費動力を推定してこれを内燃機関の運転制御に反映させるものとすれば、内燃機関の運転制御をより適切なものとすることができ、走行フィーリングを向上させることができる。この場合、補機の消費動力として作動の有無に応じた所定値を用いることを考えることもできるが、上述した流体継手を介して内燃機関からの動力を冷却ファンに伝達して内燃機関を冷却する冷却装置を備える車両では、流体継手の状態（作動室に供給されるオイルの量）によって冷却ファンの消費動力が大きく変わるため、所定値を用いると推定精度が低下し、内燃機関を適切に運転制御することができなくなる場合が生じる。

本発明の車両の制御装置および冷却ファンの消費動力推定方法は、内燃機関からの動力を消費する補機の一つとしての冷却装置の冷却ファンの消費動力をより正確に推定することを目的の一つとする。また、本発明の車両の制御装置は、内燃機関からの動力を消費する補機の消費動力をより正確に推定して内燃機関の運転制御をより適切に行なうことを目的の一つとする。さらに、本発明の車両の制御装置は、内燃機関からの動力を消費する補機の消費動力をより正確に推定して内燃機関の始動をより適切に行なうことを目的の一つとする。

本発明の車両の制御装置および冷却ファンの消費動力推定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の車両の制御装置は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両の制御装置であって、
前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数を検出するファン側回転数検出手段と、
少なくとも前記検出された冷却ファン側の回転数に基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定する消費動力推定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の車両の制御装置では、内燃機関と内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って内燃機関からの動力を冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両において、少なくとも流体継手に対して冷却ファン側の回転数に基づいて冷却ファンの消費動力を推定する。これは、冷却ファン側の回転数が流体継手の状態によって調節されることや流体継手の状態が冷却ファンの消費動力に大きく影響を与えることに基づく。これにより、冷却ファンの消費動力をより正確に推定することができる。ここで、「機器」には、内燃機関の冷却に用いられる熱交換器や空調装置の熱交換器，走行用の電動機を備える車両においてはこの電動機に関する電気駆動系の冷却に用いられる熱交換器などが含まれる。

こうした本発明の第１の車両の制御装置において、前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段を備え、前記消費動力推定手段は、前記検出された冷却ファン側の回転数と前記検出された内燃機関側の回転数とに基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、冷却ファンの消費動力を更に正確に推定することができる。

本発明の第２の車両の制御装置は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両の制御装置であって、
前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と、
前記流体継手の状態を推定する状態推定手段と、
前記検出された内燃機関側の回転数と前記推定された流体継手の状態とに基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定する消費動力推定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の車両の制御装置では、内燃機関と内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って内燃機関からの動力を冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両において、流体継手に対して内燃機関側の回転数と流体継手の状態とに基づいて冷却ファンの消費動力を推定する。これは、流体継手の状態が冷却ファンの消費動力に大きく影響を与えることに基づく。これにより、冷却ファンの消費動力をより正確に推定することができる。

こうした本発明の第２の車両の制御装置において、前記状態推定手段は、前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数を検出するファン側回転数検出手段とを備え、前記検出された内燃機関側の回転数と前記検出された冷却ファン側の回転数とに基づいて前記流体継手の状態を推定する手段であるものとすることもできるし、前記流体継手は、前記機器の温度に応じて前記動力伝達部に供給される粘性流体が調整されるよう構成されてなり、前記状態推定手段は、前記機器の温度を検出する温度検出手段を備え、前記検出された温度に基づいて前記流体継手の状態を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、流体継手の状態をより正確に推定することができる。ここで、流体継手の状態には、動力伝達部に供給される粘性流体の調整状態が含まれる。

また、本発明の第１または第２の車両の制御装置において、前記消費動力推定手段は、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の消費動力を推定する手段であり、前記推定された補機の消費動力に基づいて前記内燃機関を運転制御する運転制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転制御をより適切に行なうことができる。この態様の本発明の第１または第２の車両の制御装置において、前記運転制御手段は、前記推定された補機の消費動力に基づいて不足する動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を運転制御する手段であるものとすることもできる。

本発明の第３の車両の制御装置は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置と、前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え、所定の停止条件が成立したときには前記内燃機関の運転を自動停止し前記内燃機関の運転が停止しているときに所定の始動条件が成立したときには該内燃機関を自動始動する車両の制御装置であって、
前記流体継手の状態を推定する状態推定手段と、
前記所定の始動条件が成立したとき、前記推定された流体継手の状態に基づいて目標トルクを設定し、該設定した目標トルクで前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と該内燃機関とを制御する始動制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第３の車両の制御装置では、内燃機関と、内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って内燃機関からの動力を冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置と、内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え、所定の停止条件が成立したときには内燃機関の運転を自動停止し内燃機関の運転が停止しているときに所定の始動条件が成立したときには内燃機関を自動始動する車両において、流体継手の状態を推定し、所定の始動条件が成立したとき、推定された流体継手の状態に基づいて目標トルクを設定しこの設定した目標トルクで内燃機関がモータリングされて始動されるようモータリング手段と内燃機関とを制御する。流体継手の状態を推定して内燃機関をモータリングする際の目標トルクに反映するから、流体継手の状態に拘わらず内燃機関を適切にモータリングして始動することができ、内燃機関の始動をより適切に行なうことができる。ここで、流体継手の状態には、動力伝達部に供給される粘性流体の調整状態が含まれる。

こうした本発明の第３の車両の制御装置において、データを記憶する記憶手段を備え、前記状態推定手段は、前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数を検出するファン側回転数検出手段とを備え、前記内燃機関が運転している最中に前記検出された内燃機関側の回転数と前記検出された冷却ファン側の回転数とに基づいて前記流体継手の状態を推定すると共に該推定した流体継手の状態を前記記憶手段に記憶させる手段であるものとすることもできるし、前記流体継手は、前記機器の温度に応じて前記動力伝達部に供給される粘性流体が調整されるよう構成されてなり、前記状態推定手段は、前記機器の温度を検出する温度検出手段を備え、前記検出された温度に基づいて前記流体継手の状態を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、流体継手の状態をより正確に推定することができる。

本発明の冷却ファンの消費動力推定方法は、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両における該冷却ファンの消費動力を推定する消費動力推定方法であって、
前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数と前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数とに基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定することを特徴とする。

この本発明の冷却ファンの消費動力推定方法によれば、内燃機関と内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと動力伝達部に供給する粘性流体の調整を伴って内燃機関からの動力を冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両において、少なくとも流体継手に対して冷却ファン側の回転数に基づいて冷却ファンの消費動力を推定する。これは、冷却ファン側の回転数が流体継手の状態によって調節されることや流体継手の状態が冷却ファンの消費動力に大きく影響を与えることに基づく。これにより、冷却ファンの消費動力をより正確に推定することができる。ここで、「機器」には、内燃機関の冷却に用いられる熱交換器や空調装置の熱交換器，走行用の電動機を備える車両においてはこの電動機に関する電気駆動系の冷却に用いられる熱交換器などが含まれる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両２０は、図示するように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２からクランクシャフト２４に出力された動力を変速してデファレンシャルギヤ３２を介して車輪３４ａ，３４ｂに伝達するオートマチックトランスミッション２６と、エンジン２２をモータリング可能なスタータモータ（図中、ＳＴと表示）２８と、エンジン２２からの動力により発電するオルタネータ３６と、スタータモータ２８およびオルタネータ３６と電力のやりとりが可能なバッテリ３８と、オルタネータ３６により発電された電力やバッテリ３８からの電力により作動する補機３９と、冷却水を用いてエンジン２２からの動力によりエンジン２２を冷却する冷却装置４０と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。なお、実施例の車両２０には、エンジン２２からの動力の消費を伴って作動する補機として、上述したオルタネータ３６や冷却装置４０の他、図示しないパワーステアリング装置やエアコンディショナのコンプレッサなども搭載されている。

冷却装置４０は、エンジン２２の冷却水と外気との熱交換を行なうラジエータ４２と、エンジン２２の動力により駆動されラジエータ４２とエンジン２２とを接続する循環路４３内で冷却水を循環させるウォーターポンプ４４と、流体継手５０を介してエンジン２２から入力された動力により回転駆動する冷却ファン４６とを備える。

流体継手５０は、その入力軸５１に取り付けられたプーリ５０ａとエンジン２２のプーリ２２ａとにベルト２３が架けられており、シリコンオイルなどの作動流体（作動油）を用いてエンジン２２から入力された動力を冷却ファン４６に伝達できるよう構成されている。図２に、流体継手５０の構成の概略を示す構成図を示す。図示するように、流体継手５０は、入力軸５１にベアリング５２を介して回転自在に支持されると共に外周端に冷却ファン４６が取り付けられたハウジング５４と、このハウジング５４内に収容されると共に入力軸５１の先端に固定され作動油を用いて入力軸５１に入力された動力をハウジング５４に伝達するディスク５６と、ハウジング５４内の空間を作動油を貯留する貯留室６１とディスク５４が収容された作動室６２とに仕切ると共に貯留室６１から作動室６２に作動油を供給する開閉可能な供給口５８ａを有する仕切り板５８と、この仕切り板５８の供給口５８ａを開閉するアクチュエータ部６０とを備える。

ハウジング５４は、本体部５４ａとカバー部５４ｂとにより構成されており、これらはボルト５５により連結されている。このハウジング５４には、図示しないが、ディスク５６の回転を利用して作動室６２に充填されている作動油を貯留室６１に戻して循環させるための通路が形成されている。

ディスク５６の外周部には環状に凹凸のリブ５６ａが形成されると共にハウジング５４のカバー部５２ｂの内壁にも同様のリブ６３が形成されており、カバー部５４ｂを本体部５４ａに取り付けたときに、ディスク５６のリブ５６ａとカバー部５４ｂのリブ６３とが所定間隔を隔てて噛合し、トルク伝達部としてのラビリンス溝を形成する。このため、ラビリンス溝に作動油が充填されている状態でディスク５４が回転すると、作動油の粘性抵抗によって回転トルクを伝達してハウジング５４（冷却ファン４６）を回転駆動させることができる。

アクチュエータ部６０は、車両の前進方向を前方としてラジエータ４２に対して後方に配置されたバイメタル６０ａを備え、このバイメタル６０ａの変形に伴って仕切り板５６の供給口５６ａを開閉し、貯留室６１から作動室６２への作動油の供給量を調節できるようになっている。即ち、バイメタル６０ａ付近の雰囲気温度（ラジエータ４２の通過風の温度）が低いと、バイメタル６０ａの変形によって仕切り板５８の供給口５８ａが閉成されて貯留室６１から作動室６２に供給される作動油の量が少なくなるため、ディスク５４からハウジング５４に伝達されるトルクは小さくなり、冷却ファン４６の回転数は低くなる。一方、バイメタル６０ａ付近の雰囲気温度が高くなると、バイメタル６０ａの変形によって仕切り板５８の供給口５８ａが開成されて貯留室６１から作動室６２に供給される作動油の量が多くなるため、ディスク５４からハウジング５２に伝達されるトルクは大きくなり、冷却ファン４６の回転数は高くなる。アクチュエータ部６０は、このようにして冷却ファン４６の回転数を調節しているのである。

オルタネータ３６は、その回転軸に取り付けられたプーリ３６ａとエンジン２２のプーリ２２ａとにベルト２３が架けられており、エンジン２２からの動力により駆動して発電することができるようになっている。オルタネータ３６により発電された電力は、バッテリ３８の充電に用いられたり、補機３９の作動に用いられる。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートとを備える。この電子制御ユニット７０には、エンジン２２のクランクシャフト２４に取り付けられた回転数センサ２５からのエンジン回転数Ｎｅや冷却ファン４６に取り付けられた回転数センサ４７からのファン回転数Ｎｆ，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット７０からは、エンジン２２への制御信号やオートマチックトランスミッション２６への制御信号，スタータモータ２８への駆動信号，オルタネータ３６への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。

こうして構成された実施例の車両２０では、基本的には、停車時にアクセルペダル８３が踏み込まれていないアクセルＯＦＦであると共にブレーキペダル８５が踏み込まれているブレーキＯＮの状態でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下であるなどの所定の停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、ブレーキＯＦＦとされると共にアクセルＯＮされるなどの所定の始動条件が成立したときにバッテリ３８からの電力を用いてスタータモータ２８によりエンジン２２が自動始動されるアイドルストップ制御が行なわれる。

こうして構成された実施例の車両２０の動作について説明する。図３は、実施例の電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，回転数センサ２５からのエンジン回転数Ｎｅなどのデータを入力し（ステップＳ１００）、入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン２２の目標スロットル開度ＴＨ＊を設定すると共にアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてオートマチックトランスミッション２６の目標変速比γを設定する（ステップＳ１１０）。

続いて、図４に例示する補機消費エネルギ推定処理により冷却ファン４６やオルタネータ３６などのエンジン２２からの動力の消費を伴って作動する補機の補機消費エネルギＰａを推定する（ステップＳ１２０）。補機消費エネルギＰａの推定は、図４に示すように、エンジン回転数Ｎｅや回転数センサ４７からのファン回転数Ｎｆ，冷却ファン４６以外のエンジン２２からの動力を消費する補機の消費エネルギＰｘなどの処理に必要なデータを入力し（ステップＳ１２２）、入力したエンジン回転数Ｎｅに換算係数（プーリ比）ｋを乗じることにより流体継手５０の入力軸５１（プーリ５０ａ）の回転数としてのプーリ回転数Ｎｐを計算し（ステップＳ１２４）、計算したプーリ回転数Ｎｐと入力したファン回転数Ｎｆとに基づいて冷却ファン４６が消費しているエネルギとしてのファン消費エネルギＰｆを推定し（ステップＳ１２６）、推定したファン消費エネルギＰｆに入力した消費エネルギＰｘを加えて補機消費エネルギＰａを設定することにより行なわれる（ステップＳ１２８）。ここで、消費エネルギＰｘは、例えば、オルタネータ３６で発電されている電力を検出したりウォーターポンプ４４やパワーステアリング装置，エアコンディショナのコンプレッサなどの補機の消費エネルギとしてオンオフ状態やエンジン回転数Ｎｅに応じた値を用いたりして各補機の消費エネルギを導出し、これらの和により求めることができる。ファン消費エネルギＰｆは、実施例では、プーリ回転数Ｎｐとファン回転数Ｎｆとファン消費エネルギＰｆとの関係を予め求めてファン消費エネルギ推定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、プーリ回転数Ｎｐとファン回転数Ｎｆとが与えられると記憶しているマップから対応するファン消費エネルギＰｆを導出することにより設定するものとした。ファン消費エネルギ設定用マップの一例を図５に示す。プーリ回転数Ｎｐ（エンジン回転数Ｎｅ）とファン回転数Ｎｆとに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するのは、プーリ回転数Ｎｐに対するファン回転数Ｎｆが流体継手５０の状態（貯留室６１から作動室６２に充填される作動油の量）によって調節されることや流体継手５０の状態がファン消費エネルギＰｆに大きく影響を与えることに基づく。

こうして補機消費エネルギＰａを推定すると、推定した補機消費エネルギＰａを入力したエンジン２２の回転数Ｎｅで割ったものを補正開度ＴＨｓｅｔに設定し（ステップＳ１３０）、設定した補正開度ＴＨｓｅｔを目標スロットル開度ＴＨ＊に加えることにより目標スロットル開度ＴＨ＊を補正し（ステップＳ１４０）、補正した目標スロットル開度ＴＨ＊でエンジン２２を運転制御すると共に目標変速比γでオートマチックトランスミッション２６を駆動制御して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、補機消費エネルギＰａ（ファン消費エネルギＰｆ）の大小に拘わらずエンジン２２の運転制御を適切に行なうことができ、走行フィーリングを向上させることができる。例えば、こうした制御を、オートマチックトランスミッション２６の変速段を変更する際に用いるものとすれば、変速フィーリングをより向上させることもできる。

次に、所定の始動条件が成立してエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図６は、実施例の電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定の始動条件が成立したときに実行される。始動制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、前回にエンジン２２が運転しているときの流体継手５０の状態としてのカップリング状態Ｆを入力する（ステップＳ２００）。このカップリング状態Ｆは、貯留室６１から作動室６２へ充填される作動油の量を推定するものとして設定され、図７に例示するカップリング状態推定ルーチンにより推定されＲＡＭ７６の所定領域に格納されたものを読み込むことにより入力するものとした。図７のカップリング状態推定ルーチンでは、回転数センサ２５からのエンジン回転数Ｎｅと回転数センサ４７からのファン回転数Ｎｆとを入力し（ステップＳ２０２）、入力したエンジン回転数Ｎｅに換算係数ｋを乗じてプーリ５０ａの回転数としてのプーリ回転数Ｎｐを計算し（ステップＳ２０４）、計算したプーリ回転数Ｎｐと入力したファン回転数Ｎｆとに基づいてカップリング状態Ｆを推定すると共に（ステップＳ２０６）、推定したカップリング状態ＦをＲＡＭ７６の所定領域に格納することにより行なわれる（ステップＳ２０８）。カップリング状態Ｆは、実施例では、ファン回転数Ｎｆとプーリ回転数Ｎｐとカップリング状態Ｆとの関係を予め定めてカップリング状態設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、ファン回転数Ｎｆとプーリ回転数Ｎｐとが与えられるとマップから対応するカップリング状態Ｆを導出して設定するものとした。カップリング状態設定用マップの一例を図８に示す。図８の例では、カップリング状態Ｆとして仕切り板５８の供給口５８ａが略全開のＯｎ状態と半開のＭｉｄ状態と略全閉のＯｆｆ状態の３つの状態に区分して推定するものとした。ファン回転数Ｎｆとプーリ回転数Ｎｐとに基づいてカップリング状態Ｆを推定するのは、前述したように、プーリ回転数Ｎｐに対するファン回転数Ｎｆが流体継手５０の状態（貯留室６１から作動室６２に充填される作動油の量）によって調節されることに基づく。

こうしてカップリング状態Ｆを入力すると、入力したカップリング状態Ｆに基づいてスタータモータ２４から出力すべき目標モータリングトルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ２１０）。ここで、目標モータリングトルクＴｍ＊は、実施例では、カップリング状態Ｆとして作動室６２内に充填されている作動油の量が多いほど（実施例では、Ｏｆｆ状態，Ｍｉｄ状態，Ｏｎ状態の順に）目標モータリングトルクＴｍ＊が大きくなる傾向にカップリング状態Ｆと目標モータリングトルクＴｍ＊との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、カップリング状態Ｆが与えられるとマップから対応する目標モータリングトルクＴｍ＊を導出して設定するものとした。これは、作動室６２内に充填されている作動油の量が多いほどスタータモータ２４によりエンジン２２をモータリングする際に大きな抵抗となることに基づいている。

目標モータリングトルクＴｍ＊を設定すると、設定した目標モータリングトルクＴｍ＊でスタータモータ２４を制御すると共にエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を行ない（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、エンジン２２の完爆を待って（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例の車両２０によれば、流体継手５０に対してエンジン２２側のエンジン回転数Ｎｅ（プーリ５０ａのプーリ回転数Ｎｐ）と流体継手５０に対して冷却ファン４６側のファン回転数Ｎｆとに基づいて冷却ファン４６のファン消費エネルギＰｆを推定することができる。しかも、ファン消費エネルギＰｆに基づいて目標スロットル開度ＴＨ＊を補正してエンジン２２を運転制御するから、エンジン２２の運転制御をより適切に行なうことができ、走行フィーリングをより向上させることができる。

また、実施例の車両２０によれば、エンジン２２を運転している最中の流体継手５０のカップリング状態Ｆを推定してＲＡＭ７６に記憶しておき、所定の始動条件が成立して停止しているエンジン２２を始動する際には推定したカップリング状態Ｆに基づいて目標モータリングトルクＴｍ＊を設定してスタータモータ２８によりエンジン２２をモータリングするから、エンジン２２の始動をより適切に行なうことができる。

実施例の車両２０では、エンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づいて図５に例示するファン消費エネルギ設定用マップを用いてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしたが、マップに代えて近似式による計算によりファン消費エネルギＰｆを推定するものとしてもよい。

実施例の車両２０では、エンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしたが、エンジン回転数Ｎｅの変化に対するファン消費エネルギＰｆの変化がファン回転数Ｎｆの変化に対するファン消費エネルギＰｆの変化に比して無視できる程度に小さい場合（図５参照）にはファン回転数Ｎｆのみに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしても差し支えない。

実施例の車両２０では、エンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしたが、更に、エンジン回転数Ｎｅの時間変化率やファン回転数Ｎｆの時間変化率に基づいて慣性力による影響も考慮してファン消費エネルギＰｆを推定するものとしてもよいし、車速Ｖに基づいて走行風によって冷却ファン４６に作用する動圧の影響も考慮してファン消費エネルギＰｆを推定するものとしてもよい。これらの場合、例えば、エンジン回転数Ｎｅの時間変化率やファン回転数Ｎｆの時間変化率，車速Ｖに基づいて補正係数を設定し、設定した補正係数をエンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づくファン消費エネルギＰｆに乗じるものとすればよい。

実施例の車両２０では、エンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしたが、カップリング状態Ｆを推定すると共に推定したカップリング状態Ｆとエンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とに基づいてファン消費エネルギＰｆを推定するものとしてもよい。カップリング状態Ｆとプーリ回転数Ｎｐとファン消費エネルギＰｆとの関係の一例を図９に示す。なお、カップリング状態Ｆは、図８に例示するマップを用いてエンジン回転数Ｎｅ（プーリ回転数Ｎｐ）とファン回転数Ｎｆとに基づいて推定することができる他、カップリング状態Ｆ（作動室６２内に充填される作動油の量）はラジエータ４２付近の雰囲気温度によって調整されることから、ラジエータ４２の後方に温度センサを取り付けてこの温度センサにより検出された温度に基づいて推定することができる。また、流体継手５０のアクチュエータ部６０をソレノイドなどの制御可能なものにより構成してラジエータ４２付近の雰囲気温度に基づいて制御目標値を設定して制御する場合には、その制御目標値に基づいてカップリング状態Ｆを推定することもできる。

実施例の車両２０では、カップリング状態Ｆとして仕切り板５８の供給口５６ａが略全開のＯｎ状態と半開のＭｉｄ状態と略全閉のＯｆｆ状態の３つの状態に区分して推定するものとしたが、２つの状態や４つ以上の状態に区分して推定するものとしてもよい。

実施例の車両２０では、流体継手５０を介してエンジン２２に接続された冷却ファン４６をエンジン２２の冷却に用いられるラジエータ４２に送風するものに適用するものとしたが、これに限られず、例えば、流体継手を介してエンジンに接続された冷却ファンをエアコンディショナのコンデンサに送風するものに適用するものとしてもよい。

実施例の車両２０では、所定の停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、所定の始動条件が成立したときにスタータモータ２８によりエンジン２２が自動始動されるアイドルストップ制御を行なうものとしたが、こうしたアイドルストップ制御を行なわないものとしてもよい。

実施例の車両２０では、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション２６により変速して駆動輪３４ａ，３４ｂに伝達するものとしたが、流体継手５０を介してエンジン２２からの動力を入力して駆動する冷却ファン４６を搭載する車両であれば、例えば、走行用の動力源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車に適用するものとしてもよい。ハイブリッド車に適用する場合には、流体継手を介して内燃機関に接続された冷却ファンを、電動機やこれを駆動するインバータの冷却に用いられるラジエータに送風するものに適用するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、車両の製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。 流体継手５０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例の電子制御ユニット７０により実行される補機消費エネルギ推定処理の一例を示すフローチャートである。 ファン消費エネルギ設定用マップの一例を示す説明図である。 実施例の電子制御ユニット７０により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例の電子制御ユニット７０により実行されるカップリング状態推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 カップリング状態設定用マップの一例を示す説明図である。 プーリ回転数Ｎｐとカップリング状態Ｆとファン消費エネルギＰｆとの関係の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０ 車両、２２ エンジン、２２ａ, ３６ａ プーリ、２３ ベルト、２４ クランクシャフト、２５ 回転数センサ、２６ オートマチックトランスミッション、２８ スタータモータ、３２ デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ 駆動輪、３６ オルタネータ、３８ バッテリ、３９ 補機、４０ 冷却装置、４２ ラジエータ、４４ ウォーターポンプ、４６ 冷却ファン、４７ 回転数センサ、５０ 流体継手、５１ 入力軸、５２ ベアリング、５４ ハウジング、５４ａ 本体部、５４ｂ カバー部、５５ ボルト、５６ ディスク、５６ａ リブ、５８ 仕切り板、５８ａ 供給口、６０ アクチュエータ部、６０ａ バイメタル、６１ 貯留室、６２ 作動室、６３ リブ、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８１ シフトレバー、 ８２ シフトポジションセンサ、 ８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ。

Claims (8)

1. 内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと作動室に供給する作動油の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両の制御装置であって、
   前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と、
   前記流体継手の作動室へ充填される作動油の量を推定する充填作動油量推定手段と、
   前記検出された内燃機関側の回転数と前記推定された流体継手の作動室へ充填される作動油の量とに基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定する消費動力推定手段と、
   を備える車両の制御装置。
2. 前記充填作動油量推定手段は、前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数を検出するファン側回転数検出手段とを備え、前記検出された内燃機関側の回転数と前記検出された冷却ファン側の回転数とに基づいて前記流体継手の作動室へ充填される作動油の量を推定する手段である請求項１記載の車両の制御装置。
3. 請求項１記載の車両の制御装置であって、
   前記流体継手は、前記機器の温度に応じて前記作動室に供給される作動油が調整されるよう構成されてなり、
   前記充填作動油量推定手段は、前記機器の温度を検出する温度検出手段を備え、前記検出された温度に基づいて前記流体継手の作動室へ充填される作動油の量を推定する手段である
   車両の制御装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の車両の制御装置であって、
   前記消費動力推定手段は、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の消費動力を推定する手段であり、
   前記推定された補機の消費動力に基づいて前記内燃機関を運転制御する運転制御手段
   を備える車両の制御装置。
5. 前記運転制御手段は、前記推定された補機の消費動力に基づいて不足する動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を運転制御する手段である請求項４記載の車両の制御装置。
6. 前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え、所定の停止条件が成立したときには前記内燃機関の運転を自動停止し前記内燃機関の運転が停止しているときに所定の始動条件が成立したときには該内燃機関を自動始動する請求項１ないし５いずれか１項に車両の制御装置であって、
   前記所定の始動条件が成立したとき、前記推定された流体継手の作動室へ充填される作動油の量に基づいて目標トルクを設定し、該設定した目標トルクで前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と該内燃機関とを制御する始動制御手段
   を備える車両の制御装置。
7. 請求項６記載の車両の制御装置であって、
   データを記憶する記憶手段を備え、
   前記充填作動油量推定手段は、前記流体継手に対して前記内燃機関側の回転数を検出する機関側回転数検出手段と前記流体継手に対して前記冷却ファン側の回転数を検出するファン側回転数検出手段とを備え、前記内燃機関が運転している最中に前記検出された内燃機関側の回転数と前記検出された冷却ファン側の回転数とに基づいて前記流体継手の作動室へ充填される作動油の量を推定すると共に該推定した作動油の量を前記記憶手段に記憶させる手段である
   車両の制御装置。
8. 内燃機関と、前記内燃機関からの動力の消費を伴って作動する補機の一つとして機器の冷却に用いられる冷却ファンと作動室に供給する作動油の調整を伴って前記内燃機関からの動力を前記冷却ファンに伝達する流体継手とを有する冷却装置とを備える車両における該冷却ファンの消費動力を推定する消費動力推定方法であって、
   前記流体継手の作動室へ充填される作動油の量を推定し、
   前記内燃機関側の回転数と前記推定された流体継手の作動室へ充填される作動油の量とに基づいて前記冷却ファンの消費動力を推定することを特徴とする
   消費動力推定方法。
   

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