JP6276105B2 - ファンクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明はファンクラッチ制御装置に関するものである。

一般的に、車両用のエンジンの冷却系では、冷却水の循環経路にサーモスタットが設けられており、冷間始動時における冷却水の温度が低い時には、サーモスタットの作動によりエンジンとラジエータとの間で冷却水を循環する水路が閉じ且つエンジンからの冷却水をラジエータを経由させずにエンジンに戻す水路が開くことにより、冷却水をラジエータを経由させずに循環させてエンジンの暖機を優先するようになっている。

この種のサーモスタットは、従来周知である通り、冷却水の温度が高くなった時にケーシング内に封入したワックスが溶け、このワックスが溶ける時の膨張によりニードルやバネ等を介しバルブを開けるようになっており、その作動は機械的な原理で行われるようになっている。

ここで、特に寒冷地仕様の車両にあっては、吸気としてエンジンに取り込む外気の温度が低いため、標準仕様の車両よりも更にエンジンの暖機を優先することが求められており、開弁温度を通常より高めに設定したサーモスタットの採用が検討されている。即ち、このようなサーモスタットを採用すれば、冷却水の温度が標準仕様の車両よりも高くなるまで開弁せずに冷却水をエンジンだけで循環させることが可能となる。

尚、この種のエンジンの冷却系に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２０１３−６０９２８号公報

しかしながら、近年においては、冷却ファンの無駄な回転駆動を極力省いて燃費の向上を図る観点から、エンジンからの動力を冷却ファンに伝達する動力伝達系に電子制御のファンクラッチを介在させ、エンジンの冷却水の温度に応じて目標ファン回転数マップから読み出される目標ファン回転数で前記冷却ファンの回転数を制御するようにした車両があるが、前記ファンクラッチを電子制御するための目標ファン回転数マップが標準仕様のものしかなかったため、開弁温度を通常より高めに設定したサーモスタットを採用すると、該サーモスタットが未だ開弁していないうちにファンクラッチが接続され、ラジエータに対し冷却水が循環していないのに冷却ファンが無駄な回転駆動を開始して損失馬力が増加し、結果的に燃費の悪化を招いてしまう問題があった。

ここで、斯かる問題を回避するためには、例えば、開弁温度を通常より高めに設定したサーモスタットに合わせて寒冷地仕様の目標ファン回転数マップをもう一つ新たに作成し、車両の仕様に応じて制御装置内の目標ファン回転数マップを変更することが考えられるが、このようにした場合には、二つの品番のソフトを用意してライン上で作業員が車両の仕様を確かめた上でソフトを選択し且つそのソフトを制御装置（エンジンＥＣＵ）に入力する作業を行わなければならず、該制御装置に入力するためのソフトの品番管理が煩雑になるという問題がある。

本発明は斯かる実情に鑑みてなしたもので、車両の仕様に合う開弁温度のサーモスタットを採用しても、ファンクラッチを制御するソフトの入力作業に関して煩雑な品番管理を回避し得るようにすることを目的としている。

本発明は、車両のエンジンから冷却ファンへの動力伝達系に介装したファンクラッチを、前記エンジンの冷却水の温度に応じ目標ファン回転数マップから読み出される目標ファン回転数で前記冷却ファンが回転するように制御するファンクラッチ制御装置であって、開弁温度の異なる複数のサーモスタットに対応した複数の目標ファン回転数マップを備え、車両の使用地域における気候風土に合わせた仕様でのみ装備される機器の存在を信号入力に基づき検知して車両の仕様を自ら判定し且つその判定された仕様に対応した目標ファン回転数マップを選定し得るように構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、車両の使用地域における気候風土に合わせた仕様でのみ装備される機器の存在が信号入力に基づき検知された時に車両の仕様が自動的に判定され、その判定された仕様に対応した目標ファン回転数マップが選定されてファンクラッチの制御が実行されることになるので、複数の品番のソフトを用意してライン上で作業員が車両の仕様を確かめた上でソフトを選択する手間や、そのソフトを制御装置に入力する作業が不要となる一方、冷却ファンをサーモスタットの開弁温度に合わせて適切に制御することが可能となる。

また、本発明の装置をより具体的に実施するにあたっては、例えば、標準仕様の目標ファン回転数マップと寒冷地仕様の目標ファン回転数マップとを備え、吸気を昇温するインテークヒータの存在を信号入力に基づき検知した時に車両の仕様を寒冷地仕様と判定して寒冷地仕様の目標ファン回転数マップを選定する一方、インテークヒータの存在が検知されない時は車両の仕様を標準仕様と判定して標準仕様の目標ファン回転数マップを選定するように構成することが可能である。

本発明のファンクラッチ制御装置によれば、車両の仕様を自動的に判定してサーモスタットの開弁温度に合う適切な目標ファン回転数マップを選定することができるので、車両の仕様に合う開弁温度のサーモスタットを採用しても、ファンクラッチを制御するソフトの入力作業に関して煩雑な品番管理を回避することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。 図１の制御装置に備えた標準仕様の目標ファン回転数マップを示すグラフである。 図１の制御装置に備えた寒冷地仕様の目標ファン回転数マップを示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は本発明を実施するための具体的な形態の一例を示すもので、寒冷地仕様の車両の場合を例示しており、エンジン１から冷却ファン３への動力伝達系に電子制御のファンクラッチ２が介装され、該ファンクラッチ２が制御装置４（ファンクラッチ制御装置:ここではエンジンＥＣＵ）からの制御信号４ａに基づいて断続制御されるようにしてある。

前記制御装置４には、サーモケース５に装備されて冷却水の温度を検出する水温センサ６からの検出信号６ａが入力されるようになっており、該水温センサ６からの検出信号６ａに基づき冷却水の温度がサーモスタット７の開弁温度を下回っているうちはファンクラッチ２が切断状態に保持され、前記冷却水の温度がサーモスタット７の開弁温度に達したところでファンクラッチ２が接続されて冷却ファン３の回転駆動が開始されるようになっているが、この冷却ファン３の回転駆動は、ＰＷＭ制御（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation:パルス幅変調制御）により冷却水の温度に応じた目標ファン回転数で制御されるようになっている。

即ち、ファンクラッチ２が接続されている間だけ冷却ファン３にエンジン１側の動力が伝達されることになるので、ファンクラッチ２の断続制御により駆動比率を調整することで冷却ファン３の回転数を制御することが可能であり、より具体的には、ファン回転数センサ８の検出信号８ａに基づき冷却ファン３の回転数を監視して目標ファン回転数となるようにフィードバック制御がかけられるようにしてある。

前記目標ファン回転数は、水温センサ６により検出される冷却水の温度に応じて、制御装置４にプログラム入力された目標ファン回転数マップから読み出されるようになっているが、本形態例においては、図２に示す如き標準仕様の目標ファン回転数マップと、図３に示す如き寒冷地仕様の目標ファン回転数マップとが前記制御装置４に二つ備えられており、吸気を昇温するインテークヒータ９の存在を給電信号等の信号入力９ａに基づき検知した時に車両の仕様を寒冷地仕様と判定して寒冷地仕様の目標ファン回転数マップ（図３参照）を選定するようになっている。

即ち、本形態例では車両の仕様が寒冷地仕様の場合を例示しているので、開弁温度を通常（標準仕様のもの）より高めに設定したサーモスタット７が採用されており、ここで選択されることになる寒冷地仕様の目標ファン回転数マップでは、標準仕様の目標ファン回転数マップ（図２参照）よりも冷却水の温度が高くなってからファンクラッチ２が接続されるようになっているが（ファンクラッチ２が切断されていても冷却ファン３の回転数は連れ回りにより零にはならない）、該ファンクラッチ２が接続されてからは、冷却水の温度上昇に対し標準仕様の目標ファン回転数マップよりも急な勾配で目標ファン回転数を上げるようにしてある。

ここで、インテークヒータ９は、吸気としてエンジン１に取り込む外気の温度を昇温し得るよう寒冷地仕様の車両に対してのみ装備される特別な機器であり、このインテークヒータ９の存在を給電信号等の信号入力９ａにより検知できれば、寒冷地仕様の車両であると判定して支障はない。ただし、インテークヒータ９以外にも寒冷地仕様の車両特有の機器が存在している場合には、そのような機器の存在を信号入力に基づき検知することも可能である。

また、本形態例では車両の仕様が寒冷地仕様の場合を例示しているが、インテークヒータ９の存在が検知されない標準仕様の場合には、車両の仕様を制御装置４内で自動的に標準仕様と判定して標準仕様の目標ファン回転数マップを選定するようになっていることは勿論である。

尚、図１中における符号の１０はウォータポンプ、１１はラジエータを示し、暖機運転時のサーモスタット７が未だ開弁していない状態においては、実線の矢印Ａのように、エンジン１からの冷却水をラジエータ１１を経由させずに循環させ、冷却水が開弁温度まで上昇してサーモスタット７が開弁した状態においては、鎖線の矢印Ｂのように、エンジン１からの冷却水をラジエータ１１を経由させて空冷するようになっている。

また、図１中における符号の１２はターボチャージャ、１３はインタークーラ、１４は吸気管、１５は吸気マニホールドを示し、前記インテークヒータ９は前記インタークーラ１３と前記吸気マニホールド１５との間に装備されている。

而して、このようにすれば、寒冷地仕様でのみ装備されるインテークヒータ９の存在が信号入力９ａに基づき検知された時に車両の仕様が寒冷地仕様であると自動的に判定され、その寒冷地仕様に対応した目標ファン回転数マップが選定されてファンクラッチ２の制御が実行されることになるので、複数の品番のソフトを用意してライン上で作業員が車両の仕様を確かめた上でソフトを選択する手間や、そのソフトを制御装置４に入力する作業が不要となる一方、冷却ファン３をサーモスタット７の開弁温度に合わせて適切に制御することが可能となる。

従って、上記形態例によれば、車両の仕様を自動的に判定してサーモスタット７の開弁温度に合う適切な目標ファン回転数マップを選定することができるので、車両の仕様に合う開弁温度のサーモスタット７を採用しても、ファンクラッチ２を制御するソフトの入力作業に関して煩雑な品番管理を回避することができる。

尚、本発明のファンクラッチ制御装置は、上述の実施の形態のみに特に限定されるものではなく、車両の仕様は必ずしも標準仕様と寒冷地仕様の二種類に限定されるものではなく、酷暑地の仕様等を含むものであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。

１ エンジン
２ ファンクラッチ
３ 冷却ファン
４ 制御装置（ファンクラッチ制御装置）
７ サーモスタット
９ インテークヒータ

Claims (2)

1. 車両のエンジンから冷却ファンへの動力伝達系に介装したファンクラッチを、前記エンジンの冷却水の温度に応じ目標ファン回転数マップから読み出される目標ファン回転数で前記冷却ファンが回転するように制御するファンクラッチ制御装置であって、開弁温度の異なる複数のサーモスタットに対応した複数の目標ファン回転数マップを備え、車両の使用地域における気候風土に合わせた仕様でのみ装備される機器の存在を信号入力に基づき検知して車両の仕様を自ら判定し且つその判定された仕様に対応した目標ファン回転数マップを選定し得るように構成したことを特徴とするファンクラッチ制御装置。
2. 標準仕様の目標ファン回転数マップと寒冷地仕様の目標ファン回転数マップとを備え、吸気を昇温するインテークヒータの存在を信号入力に基づき検知した時に車両の仕様を寒冷地仕様と判定して寒冷地仕様の目標ファン回転数マップを選定する一方、インテークヒータの存在が検知されない時は車両の仕様を標準仕様と判定して標準仕様の目標ファン回転数マップを選定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のファンクラッチ制御装置。

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