JP5912339B2 - ファン制御装置 - Google Patents
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Description
車両が発進して加速している運転状態では、エンジン冷却液の温度が他の運転状態と比べて、十分に低い場合が少なくなく、また、エンジンの出力が特に必要とされる運転状態でもある。この点、本発明の態様の一つによれば、こうした発進・加速状態では、ファンが停止している、若しくは、他の運転状態よりもファンの回転が抑えられているため、燃費の向上が図られることに加え、ファンの駆動にともなうエンジン出力の損失が低減されることから、車両の加速性能が低下することを抑えることが可能でもある。
本発明の態様の一つによれば、エンジン冷却液の温度が所定温度未満であることを条件の一つとして発進・加速状態の推定が行われるため、エンジン冷却液の温度が所定温度以上であれば、たとえ他の条件が満たされるとしても、該運転状態が発進・加速状態として推定されることはない。その結果、発進・加速マップにおいて、ファンの停止、若しくはファンの回転が他の運転状態よりも抑えられる駆動量が設定されるとしても、エンジン冷却液がファンの停止、若しくはファンの回転が抑えられることにより過度に上昇することを、より確実に抑えることが可能である。
本発明の態様の一つによれば、エンジン冷却液の温度、燃料噴射量、車両の速度、アクセル開度、及びエンジン回転速度に基づいて運転状態が推定される。そのため、これらのパラメータから選択されたパラメータにより運転状態が推定される態様と比べて、運転状態の推定結果に関する精度が高められることとなる。
[ファン制御装置の構成]
図1に示されるように、エンジン11とラジエーター12との間には、電子制御式のファンクラッチ13を介してエンジン11の出力軸11aに接続されたファン14が配設されている。ファンクラッチ13の接続と切断とは、ファン制御装置20(以下、単に制御装置20という)によってPWM制御(Pulse Width Modulation:パルス幅変調制御)される。そして、ファン14とエンジン11の出力軸11aとが接続されている間、出力軸11aの回転力がファン14に伝達されて出力軸11aとともにファン14が回転する。
・エンジン冷却液の温度上昇が相対的に大きい運転状態である高負荷状態
・発進あるいは加速している運転状態である発進・加速状態
制御装置20の記憶部23には、ファン14の回転速度であるファン回転速度FSのエンジン回転速度Neに対する比率である駆動比率Rと、冷却液温度Tとを関連付けた制御マップが、上述した3つの運転状態の各々に対して各別に記憶されている。すなわち、記憶部23には、通常状態に対応する通常マップ24a、高負荷状態に対応する高負荷マップ24b、及び発進・加速状態に対応する発進・加速マップ24cが記憶されている。制御マップに設定された駆動比率Rは、エンジン冷却液が目標温度になる際のファン14のファン回転速度FSに基づく値であって、各種の実験結果やシミュレーション結果に基づいて上述した運転状態とエンジン回転速度Neごとに規定された値である。
・冷却液温度Tが90℃以上92℃未満:駆動比率R=32.5%
・冷却液温度Tが92℃以上94℃未満:駆動比率R=45.0%
・冷却液温度Tが94℃以上95℃未満:駆動比率R=60.0%
・冷却液温度Tが95℃以上96℃未満:駆動比率R=90.0%
・冷却液温度Tが96℃以上:駆動比率R=100%
図3に示されるように、高負荷マップ24bでは、これもまた冷却液温度Tが増えるに連れて駆動比率Rが段階的に増えるように、互い異なる5つの駆動比率Rが、下記5つの温度範囲の各々に対して設定されている。また、高負荷マップ24bでは、駆動比率Rが0.0%よりも大きくなる冷却液温度Tが、通常マップ24aと比べて低く、同じ冷却液温度Tにて、通常マップ24aと同じ駆動比率R、あるいは通常マップ24aよりも高い駆動比率Rが設定されている。
・冷却液温度Tが89℃以上91℃未満:駆動比率R=35.0%
・冷却液温度Tが91℃以上93℃未満:駆動比率R=50.0%
・冷却液温度Tが93℃以上95℃未満:駆動比率R=60.0%
・冷却液温度Tが95℃以上96℃未満:駆動比率R=90.0%
・冷却液温度Tが96℃以上:駆動比率R=100%
また、発進・加速マップ24cでは、冷却液温度Tに関わらず、駆動比率Rが0.0%に設定されている。
次に、制御装置20が実行する運転状態推定処理の処理手順について図4を参照して説明する。なお、運転状態推定処理は、運転状態が上述した3つの運転状態のいずれであるかを推定する処理であって、所定の制御周期ごとに繰り返して実行される。
(条件1)車速vが第1設定車速v1未満であること。
(条件2)アクセル開度Acが第1設定開度Ac1以上であること。
(条件3)冷却液温度Tが第3設定温度T3以下であること。
一方、車速vが第1設定車速v1以上であると判断された場合(ステップS11:YES)、また、ステップS12においてアクセル開度Acが第1設定開度Ac1未満であると判断された場合(ステップS12:NO)、主制御部22は、ステップS15の処理を進める。すなわち、主制御部22は、予め設定された設定回転速度Ne1、例えば1300rpmとエンジン回転速度Neとを比較し、エンジン回転速度Neが設定回転速度Ne1以下であるか否かを判断する。
(条件4)エンジン回転速度Neが設定回転速度Ne1よりも大きいこと。
(条件5)車速vが第2設定車速v2以下であること。
(条件6)アクセル開度Acが第2設定開度Ac2以下であること。
(条件7)冷却液温度Tが第3設定温度T3以下であること。
他方、エンジン回転速度Neが設定回転速度Ne1以下であると判断された場合(ステップS15:YES)、また、ステップS16において車速vが第2設定車速v2よりも大きいと判断された場合(ステップS16:NO)、主制御部22は、ステップS18の処理を進める。また、ステップS17においてアクセル開度Acが第2設定開度Ac2よりも大きいと判断された場合、また、ステップS13において冷却液温度Tが第3設定温度T3よりも大きいと判断された場合にも(ステップS13:NO)、主制御部22は、ステップS18の処理を進める。
(条件9)車速vが第1設定車速v1以上であること。
(条件10)冷却液温度Tが第1設定温度T1以上であること。
(条件11)上昇幅ΔTが設定上昇幅ΔT1以上であること。
上述したように制御装置20は、冷却液温度T、燃料噴射量Q、アクセル開度Ac、車速v、エンジン回転速度Ne、これら5つの情報に基づいて、エンジン11を搭載した車両の運転状態を推定する。そして、制御装置20は、推定された運転状態に関連付けられた制御マップと上記冷却液温度Tとに基づいて駆動比率Rを決定する。制御装置20は、決定された駆動比率Rと上記エンジン回転速度Neとに基づいて、ファン14の目標回転速度TFSを算出する。そして、制御装置20は、算出された目標回転速度TFSとファン14の現在の回転速度とに基づくフィードバック制御によりファン回転速度FSを制御する。これにより、ファン14は、車両の運転状態及び冷却液温度Tに応じた回転速度で駆動される。
(1)車両の運転状態ごとの制御マップと冷却液温度Tとからファン14のファン回転速度FSが設定される。その結果、エンジン冷却液の温度の上昇に見合った回転速度でファン14を回転することが可能である。そのため、エンジン11の冷却に必要とされる回転速度以上の回転速度でファンが駆動される場合に比べて、ファン14の駆動にともなうエンジン出力の損失を抑えること、ひいてはエンジン11の温度を所定の範囲内に保ちつつ燃費の向上を図ることが可能となる。
・上記運転状態推定処理に用いられるパラメータは、エンジン冷却液の温度、燃料噴射量、前記車両の速度、アクセル開度、及びエンジン回転速の少なくとも1つのパラメータであってもよく、これら以外のパラメータが用いられる構成であってもよい。
・上記実施形態において、発進・加速マップには、高負荷マップ及び前記通常マップにおいて同じ冷却液温度Tに対応付けられている駆動比率R以下の駆動比率Rが対応付けられていてもよい。すなわち、上記運転状態推定処理にて運転状態が発進・加速状態であると推定された場合に、ファン14の回転が高負荷状態及び通常状態よりも抑えられる構成であってもよい。こうした構成であっても、運転状態が高負荷状態あるいは通常状態である場合に比べてファンの回転が抑えられることから、上記(1)〜(5)に準じた効果に加え、上記(6)に準じた効果も得ることは可能である。
・ファン14は、ファンクラッチ13によってエンジン11の出力軸11aの回転力が伝達されることによって駆動されるものに限らず、エンジンの出力軸11aの回転により発電された電力で駆動されるような電動ファンであってもよい。
Claims (4)
- 車両のエンジンを冷却するためのファンの回転を制御するファン制御装置であって、
前記車両の運転状態を推定する運転状態推定部と、
エンジン冷却液の温度と前記ファンの駆動量とが対応付けられた制御マップを前記運転状態ごとに記憶する記憶部と、
前記運転状態推定部の推定した前記運転状態に対応する前記制御マップと前記エンジン冷却液の温度とから前記ファンの回転速度を演算する回転速度演算部とを備え、
前記運転状態推定部は、
前記車両が発進して加速している運転状態である発進・加速状態、
前記エンジン冷却液における温度の上昇が相対的に大きい運転状態である高負荷状態、
前記エンジン冷却液における温度の上昇が相対的に小さい運転状態である通常状態のうちのいずれか1つを推定し、
前記記憶部には、
前記高負荷状態に対応する前記制御マップである高負荷マップと、
前記通常状態に対応する前記制御マップである通常マップと、
前記発進・加速状態に対応する前記制御マップである発進・加速マップとが記憶され、
前記高負荷マップには、
前記エンジン冷却液の温度が第1設定温度以上の範囲で前記ファンの駆動量が対応付けられ、
前記通常マップには、
前記エンジン冷却液の温度が前記第1設定温度よりも高い第2設定温度以上の範囲で前記ファンの駆動量が対応付けられている
ファン制御装置。 - 前記発進・加速マップには、
前記エンジン冷却液の温度の全範囲で、前記ファンの停止、若しくは、前記高負荷マップ及び前記通常マップにおいて同じ温度に対応付けられている駆動量以下の駆動量が設定されている
請求項1に記載のファン制御装置。 - 前記運転状態推定部は、
前記発進・加速状態の推定に際し、前記エンジン冷却液の温度が所定温度未満であることを条件として有する
請求項2に記載のファン制御装置。 - 前記運転状態推定部は、
エンジン冷却液の温度、燃料噴射量、前記車両の速度、アクセル開度、エンジン回転速度に基づいて前記運転状態を推定する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のファン制御装置。
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