JP4917443B2

JP4917443B2 - 冷却ファン駆動制御装置

Info

Publication number: JP4917443B2
Application number: JP2007010617A
Authority: JP
Inventors: 隆治河合; 裕二佐々木; 久永菅野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: JP2008175171A

Description

本発明は、エンジン冷却ファン駆動制御装置に係り、特に、エンジンルームに配設されたエンジン周辺部品の温度を予測し、少なくともエンジン周辺部品温度に基づいて冷却ファンを駆動制御する冷却ファン駆動制御装置に関する。

ディーゼルエンジン車では、一般に、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するために排気系統にＤＰＦが配設されており、排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素などの酸化され易い粒子を燃焼させるために、ＤＰＦに酸化触媒を組み合わせたものが多く採用されている。このような触媒担持型ＤＰＦは、排気ガス中に含まれる粒子状物質を燃焼させるために高温となることを必須要件としており、排気ガスの高温を利用し、また触媒の早期活性化を図るためにエンジン直下に配設されることが多い。ところが、ＤＰＦは触媒などからの輻射熱を放出して周辺部品を加熱する。そのため、エンジン停止後であっても、ある程度の時間の経過後にラジエータの水温が上昇して突然冷却ファンが作動するようなことがあった。このような場合、エンジン停止後から冷却ファンが回り始めてエンジンが冷却されるまでの間、周辺部品が過熱される虞があった。

このような不都合を回避するために、エンジンの運転条件によって触媒モデルから算出される推定触媒温度に基づき、エンジン駆動停止後のエンジン周辺温度（エンジンルーム温度）の上昇を推定するエンジン周辺温度推定手段と、エンジン冷却水の温度を取得する冷却水温度取得手段とを備え、エンジン周辺推定温度とエンジン冷却水温度とに基づいて、エンジン停止直後の冷却ファンの駆動制御を行い、特にエンジン停止後に冷却ファンの回転が必要と予測される場合には、エンジン停止直後から冷却ファンを適正に稼動させる冷却ファンの駆動制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３５３４５７号公報

しかしながら、上記冷却ファン駆動制御装置では、エンジンルーム温度とエンジン周辺部品の温度との間に温度差および時間差（遅れ）があるため、エンジン駆動中やエンジン停止後に、冷却ファンが過剰に稼動したり、エンジン周辺部品に冷却が必要と予測される場合に冷却ファンの稼動が不足し或いは冷却ファンが稼動しない等の問題が生じる虞があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、エンジンおよび触媒の熱によるエンジン周辺部品の温度上昇をより正確に予測し、エンジン駆動中およびエンジン停止後の冷却ファンの駆動を適正に制御し、エンジン周辺部品が過熱されるのを防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、エンジンルーム内に配設された冷却ファンを駆動制御する冷却ファン駆動制御装置であって、エンジンルーム温度を予測するエンジンルーム温度予測手段と、前記エンジンルーム温度予測手段の予測結果に基づいて、エンジン周辺部品温度を予測するエンジン周辺部品温度予測手段と、少なくとも前記エンジン周辺部品温度予測手段の予測結果に基づいて、前記冷却ファンの駆動設定を行う駆動設定手段とを備え、前記エンジンルーム温度予測手段は、加熱源による前記エンジンルーム温度の上昇量をＤＰＦ温度およびエンジン水温に基づいて推定する温度上昇量推定手段と、冷却源による前記エンジンルーム温度の下降量を推定する温度下降量推定手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１にかかる冷却ファン駆動制御装置において、前記エンジン周辺部品温度予測手段は、前記エンジンルーム温度予測手段により算出された前記エンジンルーム温度に所定の時間遅れを算入して前記エンジン周辺部品温度を予測することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２にかかる冷却ファン駆動制御装置において、前記駆動設定手段は、前記エンジン周辺部品温度予測手段の予測結果に基づいて、前記冷却ファンのエンジン停止後の駆動時間を設定することを特徴とする。

また請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項にかかる冷却ファン駆動制御装置において、前記温度下降量推定手段は、ラジエータ水温、外気温、車速およびファン制御状態に基づいて前記エンジンルーム温度の下降量を推定することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、エンジンルーム温度を予測するにあたり、エンジンルーム温度の上昇量および下降量の双方を予測算定の基礎に用いることにより、より正確なエンジンルーム温度を予測することができる。また、予測したエンジンルーム温度からエンジン周辺部品の温度上昇を推定し、エンジン駆動中には冷却ファンの回転速度を適正に制御し、エンジン停止後には、冷却ファンの回転が必要と予測される場合に、エンジン停止直後から冷却ファンを適正に稼動させてエンジン周辺部品の過熱を防止することができる。また、請求項２の発明によれば、所定の時間遅れを算入することにより、エンジンルーム温度とエンジン周辺部品温度との間の時間差を修正してエンジン周辺部品温度を適切に予測することができる。また、請求項３の発明によれば、エンジン停止後の駆動時間を適正に制御することによって、エンジン周辺部品が過熱されることを防止するとともに、ファンの過剰な駆動によってバッテリの不要な消耗を回避することもできる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

≪実施形態に係る自動車の構成≫
図１は実施形態に係る自動車の概略構成を示す側面図である。自動車１は前方にエンジンルーム３を備えており、エンジンルーム３にはディーゼルエンジン２が搭載されている。エンジンルーム３の上面はボンネット４で覆われており、その下面には断熱や防音などの機能を果たすインシュレータ５（エンジン周辺部品）が配設されている。ディーゼルエンジン２はエンジンルーム３内の後方に横置きにされ、その背面側にはインテークマニホールド６が、前面側にはエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド６は、自動車１前部のグリルから延設された吸気通路８と連通している。一方、エキゾーストマニホールド７は、ディーゼルエンジン２のすぐ前方に配設されたＤＰＦ９に接続されている。

ＤＰＦ９の前方にはラジエータ１０が配設されており、その背面には冷却ファン１１およびこれを回転駆動するファンモータ１２が設けられている。ラジエータ１０はアッパホース１３とロアホース１４とによってディーゼルエンジン２と接続されており、エンジン始動直後などの暖機時を除く通常運転時には、ディーゼルエンジン２を冷却して暖められた冷却水がアッパホース１３内をラジエータ１０に向かって流通し、ラジエータ１０によって冷まされた冷却水がロアホース１４内をディーゼルエンジン２に向かって流通している。本実施形態の場合、高温となるディーゼルエンジン２およびＤＰＦ９の直上に配設されたインシュレータ５がエンジンによる熱害を最も受け易い。

エキゾーストマニホールド７のＤＰＦ９付近には排気ガスの温度を測定するＤＰＦ前温度センサ２１が設けられている。また、アッパホース１３のディーゼルエンジン２近傍、若しくはディーゼルエンジン２のウォータージャケット部には、暖められた冷却水の温度を測定するエンジン水温センサ２２が設けられており、ロアホース１４のラジエータ１０近傍には、冷まされた冷却水の温度を測定するラジエータ水温センサ２３が設けられている。さらに、吸気通路８内にはディーゼルエンジン２の吸気温度を測定する外気温度センサ２４が設置されており、前輪部には車速センサ２５が設置されている。これら各センサ２１〜２５は自動車１の制御主体であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１にそれそれ接続されている。また、ファンモータ１２も、これを制御するモータコントローラ５１を介してＥＣＵ３１に接続されている。

ＥＣＵ３１は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インターフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して各センサ２１〜２５およびモータコントローラ５１と接続されている。ＲＯＭには、後述するＤＰＦ温度Ｔｄに対して排気系エンジン温度Ｔｅｅを関係付ける２Ｄマップデータ、エンジン水温ＴｗｅおよびＤＰＦ前温度Ｔｄｆに対して本体系エンジン温度Ｔｅｂを関係付ける３Ｄマップデータ、外気系冷却温度Ｔｃに対して外気系冷却係数Ｋｅａを関係付ける２Ｄマップデータ、車速Ｓとファン制御状態Ｆｍに対して車速系冷却係数Ｋｅｓを関係付ける３Ｄマップデータ、およびインシュレータ温度Ｔｐに対してエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを関係付ける２Ｄマップデータなどが格納されている。各センサ２１〜２５はそれぞれ検出結果をＥＣＵ３１に入力し、ＥＣＵ３１は演算したモータ制御信号をモータコントローラ５１に出力する。モータコントローラ５１はこれらモータ制御信号に基づいてファンモータ１２の駆動制御を行っている。なお、図示はしないが、ＥＣＵ３１にはこれら各センサ２１〜２５の他、各種センサや装置などが接続されており、吸入吸気量、燃料噴射量、エンジン回転数などの各種信号が入力される。

≪冷却ファン駆動制御全体フロー≫
各種信号を受け取ったＥＣＵ３１は、これら信号並びにこれら信号に基づいて算出された各種算出データから冷却ファン１１の駆動制御を行う。図２および図３を参照して、ＥＣＵ３１が行う冷却ファン１１の制御方法の概略について説明する。図２はエンジン運転中の冷却ファンの駆動制御方法を示すフロー図であり、図３は、エンジン停止後の冷却ファンの駆動制御方法を示すフロー図である。なお、本実施形態ではＥＣＵ３１は、後述する各種信号またはデータに基づいて、モータの駆動を停止する「ＯＦＦ」、モータを低速駆動する「ＬＯ」、およびモータを高速駆動する「ＨＩ」の３モードに振り分けて冷却ファン１１を駆動制御する。

＜エンジン運転中の冷却ファン駆動制御フロー＞
先ず、図２を参照してエンジン運転中の冷却ファンの駆動制御手順について説明する。ＥＣＵ３１は、ステップＳＴ１０１において故障などのエラー信号があるか否か判別する。エラー信号が無い場合にはステップＳＴ１０４に進み、エラー信号がある場合にはステップＳＴ１０２に進んで、強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号があるか否かを判別する。ステップＳＴ１０２において強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号がある場合にはステップＳＴ１１５に進み、どのような状態であっても冷却ファン１１を停止させるべく、冷却ファン１１の制御モードをＯＦＦに設定する。一方、強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号が無い場合にはステップＳＴ１０３に進んで、強制ＯＮ信号があるか否か判別する。ステップＳＴ１０３において強制ＯＮ信号が無い場合にはステップＳＴ１０４に進み、強制ＯＮ信号がある場合にはステップＳＴ１１３に進んで、冷却ファン１１を高速回転させるべく、冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。

ステップＳＴ１０４では、インシュレータ過熱信号があるか否かを判別する。インシュレータ過熱信号がある場合には同じくステップＳＴ１１３に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。一方、インシュレータ過熱信号が無い場合には、ステップＳＴ１０５に進んで、Ａ／Ｃ要求信号があるか否か判別する。ステップＳＴ１０５においてＡ／Ｃ要求信号が無い場合にはステップＳＴ１０８に進み、Ａ／Ｃ要求信号がある場合にはステップＳＴ１０６に進んで、冷媒圧ＨＩ信号があるか否か判別する。冷媒圧ＨＩ信号がある場合にはステップＳＴ１１３に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。一方、冷媒圧ＨＩ信号がない場合にはステップＳＴ１０７に進んで、Ｕｎｉｔリクエスト信号があるか否か判別する。Ｕｎｉｔリクエスト信号が無い場合にはステップＳＴ１０８に進む。一方、Ｕｎｉｔリクエスト信号がある場合にはステップＳＴ１１２に進んで、ラジエータ水温の高水温信号があるか否か判別する。ラジエータ水温の高水温信号がある場合にはステップＳＴ１１３に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する一方、高水温信号がない場合にはステップＳＴ１１４に進んで冷却ファン１１の制御モードをＬＯに設定する。

ステップＳＴ１０８では、Ａ／ＣのＯＮ信号があるか否か判別する。Ａ／ＣのＯＮ信号がある場合にはステップＳＴ１１０に進む。一方、Ａ／ＣのＯＮ信号が無い場合にはステップＳＴ１０９に進んで、再生負荷アップを要求するＤＰＦ要求信号があるか否か判別し、ＤＰＦ要求信号が無い場合にはステップＳＴ１１０に進む一方、ＤＰＦ要求信号がある場合にはステップＳＴ１１３に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。ステップＳＴ１１０では、ラジエータ水温の高水温信号があるか否かを判別し、高水温信号がある場合にはステップＳＴ１１３に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。ステップＳＴ１１０でラジエータ水温の高水温信号がない場合には、ステップＳＴ１１１に進んでラジエータ水温の低水温信号があるか否か判別する。ラジエータ水温の低水温信号がある場合には、ステップＳＴ１１５に進んで冷却ファン１１の制御モードをＯＦＦに設定する。一方、ラジエータ水温の低水温信号が無い場合、即ち、ラジエータ水温の中水温信号がある場合には、ステップＳＴ１１４に進んで冷却ファン１１の制御モードをＬＯに設定する。

以上のように、各種信号の有無によってモータの駆動を、ステップＳＴ１１３の「ＨＩ」、ステップＳＴ１１４の「ＬＯ」、およびステップＳＴ１１５「ＯＦＦ」のいずれかのモードに振り分け、この手順を繰り返すことによって冷却ファン１１の駆動を制御する。

＜エンジン停止後の冷却ファン駆動制御フロー＞
次に、図３を参照して、エンジン停止後（アフターラン中）の冷却ファンの駆動制御手順について説明する。エンジンが停止されると、ＥＣＵ３１は図３のフローに入る前に先ず、後述するエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔの値を参照しに行く。そしてステップＳＴ２０１において故障などのエラー信号があるか否か判別し、エラー信号が無い場合にはステップＳＴ２０４に進む。ステップＳＴ２０１でエラー信号がある場合にはステップＳＴ２０２に進んで、強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号があるか否かを判別する。ステップＳＴ２０２において強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号がある場合にはステップＳＴ２０９に進み、どのような状態であっても冷却ファン１１を停止させるべく、冷却ファン１１の制御モードをＯＦＦに設定する。一方、ステップＳＴ２０２において強制ＯＦＦ信号または低バッテリ信号が無い場合にはステップＳＴ２０３に進んで、強制ＯＮ信号があるか否か判別する。ステップＳＴ２０３において強制ＯＮ信号が無い場合にはステップＳＴ２０４に進み、強制ＯＮ信号がある場合にはステップＳＴ２０７に進んで、冷却ファン１１を高速回転させるべく、冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。

ステップＳＴ２０４では、エンジン停止後の経過時間が、エンジン停止時に参照したエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを超過したか否かを判別する。ステップＳＴ２０４でエンジン停止後の経過時間がエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを超過していない場合には、同じくステップＳＴ２０７に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。一方、ステップＳＴ２０４でエンジン停止後の経過時間がエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを超過している場合には、ステップＳＴ２０５に進む。ステップＳＴ２０５では、ラジエータ水温の高水温信号があるか否かを判別し、高水温信号がある場合にはステップＳＴ２０７に進んで冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定する。ステップＳＴ２０５でラジエータ水温の高水温信号がない場合には、ステップＳＴ２０６に進んでラジエータ水温の低水温信号があるか否か判別する。ラジエータ水温の低水温信号がある場合には、ステップＳＴ２０９に進んで冷却ファン１１の制御モードをＯＦＦに設定する。ラジエータ水温が低水温で無い場合、即ち、ラジエータ水温の中水温信号がある場合には、ステップＳＴ２０８に進んで冷却ファン１１の制御モードをＬＯに設定する。

このように、エンジン停止後の冷却ファンの駆動制御手順についても、ＥＣＵ３１は駆動制御モードを、ステップＳＴ１１３の「ＨＩ」、ステップＳＴ１１４の「ＬＯ」、およびステップＳＴ１１５「ＯＦＦ」のいずれかに振り分け、アフターラン中の冷却ファン１１の駆動を制御する。

≪冷却ファン駆動制御装置の構成≫
次に、上述したステップＳＴ１０４で判別されるインシュレータ過熱信号の生成、或いはステップＳＴ２０４で判別に利用されるエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔの設定を行う冷却ファン駆動制御装置について説明する。図４は実施形態に係る冷却ファン駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。冷却ファン駆動制御装置６１は、上述した各センサ２１〜２５の他、ＥＣＵ３１、モータコントローラ５１、および図示しない各種センサ・装置を備えている。ＥＣＵ３１は、入力インターフェース３２、出力インターフェース４５、エンジンルーム温度演算部４０、インシュレータ温度演算部４１、駆動設定部４４（駆動設定手段）に加え、ＥＣＵ３１の一部であるファン制御状態判定部４６、およびＥＣＵ３１に内装された図示しない種々の演算処理部や駆動制御部等の信号処理回路等から構成されている。

エンジンルーム温度演算部４０は、排気系エンジン温度演算部３３、本体系エンジン温度演算部３４、発生温度演算部３５（温度上昇量推定手段）、外気系冷却係数演算部３６、車速系冷却係数演算部３７、冷却係数演算部３８（温度下降量推定手段）、およびエンジンルーム温度演算部３９から構成されている。駆動設定部４４は、インシュレータ過熱判定部４２およびエンジン停止後冷却ファン駆動時間設定部４３の他、各種データから上記各信号を生成してモータコントローラ５１に出力する各種判定部から構成されている。

ファン制御状態判定部４６は、前述した冷却ファン１１の制御モードを示すファン制御状態Ｆｍ信号を生成してエンジンルーム温度演算部４０に入力する。また、ＤＰＦ前温度センサ２１はＤＰＦ前温度Ｔｄｆ信号を生成し、エンジン水温センサ２２はエンジン水温Ｔｗｅ信号を生成し、ラジエータ水温センサ２３はラジエータ水温Ｔｗｒ信号を生成し、外気温度センサ２４は外気温度Ｔａ信号を生成し、車速センサ２５は車速Ｓ信号を生成し、各信号は入力インターフェース３２を介してエンジンルーム温度演算部４０にそれぞれ入力される。エンジンルーム温度演算部４０は、ファン制御状態判定部４６、各センサ２１〜２５、および図示しない各種センサ・装置から入力された信号を用いて、後述する各演算処理を行ってエンジンルーム温度Ｔｉを予測する。インシュレータ温度演算部４１はエンジンルーム温度Ｔｉからインシュレータ温度Ｔｐ（エンジン周辺部品温度）を予測する。インシュレータ過熱判定部４２はインシュレータ温度Ｔｐに基づきインシュレータ過熱信号を生成し、エンジン停止後冷却ファン駆動時間設定部４３はインシュレータ温度Ｔｐからエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔ信号を生成する。インシュレータ過熱信号およびその他各種信号に基づいて設定された冷却ファン１１の制御モード信号、およびエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔ信号は、出力インターフェース４５を介してモータコントローラ５１に出力される。

次に、各演算部３３〜４１の処理内容について説明する。排気系エンジン温度演算部３３は、ＤＰＦ前温度Ｔｄｆおよび図示しない各種センサ・装置からの各種信号からＤＰＦ内部温度Ｔｄｉを算出する。各種信号として具体的には、吸入吸気量信号、燃料噴射量信号、エンジン回転数信号などが用いられる。そして、ＤＰＦ前温度Ｔｄｆおよび算出したＤＰＦ内部温度Ｔｄｉから排気系エンジン温度Ｔｅｅを算出する。本体系エンジン温度演算部３４は、エンジン水温ＴｗｅおよびＤＰＦ前温度Ｔｄｆから本体系エンジン温度Ｔｅｂを算出する。外気系冷却係数演算部３６は、ラジエータ水温Ｔｗｒおよび外気温度Ｔａから外気系冷却係数Ｋｅａを算出する。車速系冷却係数演算部３７は、車速Ｓおよびファン制御状態Ｆｍから車速系冷却係数Ｋｅｓを算出する。発生温度演算部３５は、排気系エンジン温度Ｔｅｅ、本体系エンジン温度Ｔｅｂおよび１次遅れＣ_１，Ｃ_２（時間遅れ）からエンジンルーム発生温度Ｔｒ（エンジンルーム温度の上昇量）を算出する。冷却係数演算部３８は、外気系冷却係数Ｋｅａ、車速系冷却係数Ｋｅｓおよび１次遅れＣ_３（時間遅れ）からエンジンルーム冷却係数Ｋｒ（エンジンルーム温度の下降量）を算出する。エンジンルーム温度演算部３９は、エンジンルーム発生温度Ｔｒおよびエンジンルーム冷却係数Ｋｒからエンジンルーム温度Ｔｉを算出する。インシュレータ温度演算部４１は、エンジンルーム温度Ｔｉおよび１次遅れＣ_４（時間遅れ）からインシュレータ温度Ｔｐを算出する。

≪冷却ファン駆動制御フロー≫
次に、ＥＣＵ３１が処理する冷却ファン駆動制御方法について、エンジンルーム発生温度予測フロー、エンジンルーム冷却係数予測フロー、およびインシュレータ過熱防止フローの３つに分割して具体的に説明する。図５はエンジンルーム発生温度を予測するフローを示し、図６はエンジンルーム冷却係数を予測するフローを示し、図７はインシュレータ過熱防止を示すフローを示している。

＜エンジンルーム発生温度予測フロー＞
最初にエンジンルーム発生温度Ｔｒの演算フローについて図５を参照しながら説明する。先ず、排気系エンジン温度演算部３３は、ステップＳＴ３０１において、ＤＰＦ前温度Ｔｄｆが算出したＤＰＦ内部温度Ｔｄｉより高いか否か判別する。ＤＰＦ前温度ＴｄｆがＤＰＦ内部温度Ｔｄｉより高い場合には、ステップＳＴ３０２に進んでＤＰＦ温度ＴｄをＤＰＦ前温度Ｔｄｆに設定し、ＤＰＦ前温度ＴｄｆがＤＰＦ内部温度Ｔｄｉ以下の場合には、ステップＳＴ３０３に進んでＤＰＦ温度ＴｄをＤＰＦ内部温度Ｔｄｉに設定する。次にステップＳＴ３０４において、ＤＰＦ温度Ｔｄに対し２Ｄマップで排気系エンジン温度Ｔｅｅを取得する。次に、本体系エンジン温度演算部３４は、ステップＳＴ３０５において、エンジン水温ＴｗｅおよびＤＰＦ前温度Ｔｄｆに対し３Ｄマップで本体系エンジン温度Ｔｅｂを取得する。

次に、発生温度演算部３５は、ステップＳＴ３０６において、排気系エンジン温度Ｔｅｅを１次遅れＣ_１で補正して排気系エンジンルーム発生温度Ｔｒｅを算出し、ステップＳＴ３０７において、本体系エンジン温度Ｔｅｂを１次遅れＣ_２で補正して本体系エンジンルーム発生温度Ｔｒｂを算出する。そしてステップＳＴ３０８において、排気系エンジンルーム発生温度Ｔｒｅが本体系エンジンルーム発生温度Ｔｒｂより高いか否か判別する。排気系エンジンルーム発生温度Ｔｒｅが本体系エンジンルーム発生温度Ｔｒｂより高い場合には、ステップＳＴ３０９に進んでエンジンルーム発生温度Ｔｒを排気系エンジンルーム発生温度Ｔｒｅに設定し、排気系エンジンルーム発生温度Ｔｒｅが本体系エンジンルーム発生温度Ｔｒｂ以下の場合には、ステップＳＴ３１０に進んでエンジンルーム発生温度Ｔｒを本体系エンジンルーム発生温度Ｔｒｂに設定する。これを所定時間ごとに繰り返すことにより最新のエンジンルーム発生温度Ｔｒを取得する。

＜エンジンルーム冷却係数予測フロー＞
次に、エンジンルーム冷却係数Ｋｒの演算フローについて図６を参照しながら説明する。先ず、外気系冷却係数演算部３６は、ステップＳＴ４０１において、外気温度Ｔａがラジエータ水温Ｔｗｒより高いか否か判別する。外気温度Ｔａがラジエータ水温Ｔｗｒより高い場合には、ステップＳＴ４０２に進んで外気温度Ｔａを外気系冷却温度Ｔｃに設定し、外気温度Ｔａがラジエータ水温Ｔｗｒ以下の場合には、ステップＳＴ４０３に進んでラジエータ水温Ｔｗｒを外気系冷却温度Ｔｃに設定する。次にステップＳＴ４０４において、外気系冷却温度Ｔｃに対し２Ｄマップで外気系冷却係数Ｋｅａを取得する。

次に、車速系冷却係数演算部３７は、ステップＳＴ４０５において、車速Ｓとファン制御状態Ｆｍに対し３Ｄマップで車速系冷却係数Ｋｅｓを取得する。次に、冷却係数演算部３８は、ステップＳＴ４０６において、外気系冷却係数Ｋｅａに車速系冷却係数Ｋｅｓを乗算してエンジン冷却係数Ｋｅを算出する。そして、ステップＳＴ４０７において、エンジン冷却係数Ｋｅを１次遅れＣ_３で補正してエンジンルーム冷却係数Ｋｒを算出する。これを所定時間ごとに繰り返すことにより最新のエンジンルーム冷却係数Ｋｒを取得する。

＜インシュレータ過熱防止フロー＞
最後に、インシュレータ過熱防止フローについて図７を参照しながら説明する。先ず、エンジンルーム温度演算部３９は、ステップＳＴ５０１において、エンジンルーム発生温度予測フローで算出したエンジンルーム発生温度Ｔｒに、エンジンルーム冷却係数予測フローで算出したエンジンルーム冷却係数Ｋｒを乗算して、エンジンルーム温度Ｔｉを算出する。次に、インシュレータ温度演算部４１は、ステップＳＴ５０２において、エンジンルーム温度Ｔｉを１次遅れＣ_４で補正してインシュレータ温度Ｔｐを算出する。

インシュレータ過熱判定部４２は、ステップＳＴ５０３において、インシュレータ温度Ｔｐが設定した閾値より高いか否かを判別する。インシュレータ温度Ｔｐが閾値より高い場合には、ステップＳＴ５０４に進んで、冷却ファン１１の制御モードをＨＩに設定すべくインシュレータ過熱信号を生成し、ステップＳＴ５０５に進む。ステップＳＴ５０３においてインシュレータ温度Ｔｐが閾値以下の場合には、直接ステップＳＴ５０５に進む。次にエンジン停止後冷却ファン駆動時間設定部４３は、ステップＳＴ５０５において、インシュレータ温度Ｔｐに対し２Ｄマップでエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを取得する。このとき、インシュレータ温度Ｔｐが閾値以下の場合には、ファン駆動時間は０とされる。冷却ファンのインシュレータ過熱防止フローは所定のインターバル（例えば、１００ｍｓ）で繰り返し処理され、エンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔのデータはその都度ＲＡＭに保存される。

このように、エンジン運転中にはインシュレータ過熱信号を生成するか否かが繰り返し判定され、インシュレータ過熱信号が生成された場合には、上述したステップＳＴ１０４で、インシュレータ過熱信号ありと判断される。その結果、冷却ファン１１の制御モードがＨＩに設定される。また、エンジンが停止されるとエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔが読み込まれ、モータコントローラ５１に設定される。そして、アフターランの間、ステップＳＴ２０４で、エンジン停止後の経過時間がエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを超過したか否かが繰り返し判定され、エンジン停止後の経過時間がエンジン停止後冷却ファン駆動時間ｔを超過しない場合には、冷却ファン１１の制御モードがＨＩに設定される。冷却ファン１１の制御モードは出力インターフェース４５を介して出力され、モータコントローラ５１によって冷却ファン１１の制御が行われる。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態はディーゼルエンジンを搭載した自動車に適用しているが、ガソリンエンジン車やガスエンジン車などに適用してもよく、また建設機械や船舶などのエンジンを搭載する各種機械に適用することができる。また、上記実施形態では、冷却ファンとしてラジエータ冷却ファンを用いているが、エンジンルーム内の温度を下げる効果を有するものであればよく、例えば、エアコンコンデンサやインタークーラなどを冷却する冷却ファンや、単にエンジンルーム内の換気に利用される冷却ファンであってもよい。また、エンジン周辺部品として、本実施例ではインシュレータを採用しているが、これ以外にもエンジン上面を覆うエンジンカバーやバッテリ、またはエンジン若しくはＤＰＦの周辺に配設され熱害に対する極限温度の低い部品などであってもよい。さらに、エンジンルーム温度Ｔｉ、エンジンルーム発生温度Ｔｒ、エンジンルーム冷却係数Ｋｒなどの算出方法も、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態で用いたセンサ以外のセンサや算出データなどについても本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用可能である。

実施形態に係る自動車の概略構成を示す側面図エンジン運転中の冷却ファンの駆動制御を示すフロー図エンジン停止後の冷却ファンの駆動制御を示すフロー図実施形態に係る冷却ファン駆動制御装置の概略構成を示すブロック図エンジンルーム発生温度を予測するフロー図エンジンルーム冷却係数を予測するフロー図インシュレータ過熱防止を示すフロー図

符号の説明

１自動車
３エンジンルーム
４ボンネット
５インシュレータ（エンジン周辺部品）
９ＤＰＦ
１０ラジエータ
１１冷却ファン
１２ファンモータ
３５発生温度演算部（温度上昇量推定手段）
３８冷却係数演算部（温度下降量推定手段）
４０エンジンルーム温度演算部（エンジンルーム温度予測手段）
４１インシュレータ温度演算部（エンジン周辺部品温度推定手段）
４２インシュレータ過熱判定部
４３エンジン停止後冷却ファン駆動時間設定部
４４駆動設定部（駆動設定手段）
Ｔｐインシュレータ温度（エンジン周辺部品温度）
Ｔｉエンジンルーム温度
Ｔｒエンジンルーム発生温度（エンジンルーム温度の上昇量）
Ｔｒｅ排気系エンジンルーム発生温度
Ｔｒｂ本体系エンジンルーム発生温度
Ｔｅｅ排気系エンジン温度
Ｔｅｂ本体系エンジン温度
ＴｄＤＰＦ温度
ＴｄｆＤＰＦ前温度
ＴｄｉＤＰＦ内部温度
Ｔｗｅエンジン水温
Ｔｗｒラジエータ水温
Ｔａ外気温度
Ｔｃ外気系冷却温度
Ｋｒエンジンルーム冷却係数（エンジンルーム温度の下降量）
Ｋｅエンジン冷却係数
Ｋｅａ外気系冷却係数
Ｋｅｓ車速系冷却係数
Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４１次遅れ（時間遅れ）
ｔエンジン停止後冷却ファン駆動時間

Claims

エンジンルーム内に配設された冷却ファンを駆動制御する冷却ファン駆動制御装置であって、
エンジンルーム温度を予測するエンジンルーム温度予測手段と、
前記エンジンルーム温度予測手段の予測結果に基づいて、エンジン周辺部品温度を予測するエンジン周辺部品温度予測手段と、
少なくとも前記エンジン周辺部品温度予測手段の予測結果に基づいて、前記冷却ファンの駆動設定を行う駆動設定手段とを備え、
前記エンジンルーム温度予測手段は、加熱源による前記エンジンルーム温度の上昇量をＤＰＦ温度およびエンジン水温に基づいて推定する温度上昇量推定手段と、冷却源による前記エンジンルーム温度の下降量を推定する温度下降量推定手段とを備えたことを特徴とする冷却ファン駆動制御装置。
前記エンジン周辺部品温度予測手段は、前記エンジンルーム温度予測手段により算出された前記エンジンルーム温度に所定の時間遅れを算入して前記エンジン周辺部品温度を予測することを特徴とする、請求項１に記載の冷却ファン駆動制御装置。
前記駆動設定手段は、前記エンジン周辺部品温度予測手段の予測結果に基づいて、前記冷却ファンのエンジン停止後の駆動時間を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の冷却ファン駆動制御装置。
前記温度下降量推定手段は、ラジエータ水温、外気温、車速およびファン制御状態に基づいて前記エンジンルーム温度の下降量を推定することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の冷却ファン駆動制御装置。