JP7211396B2 - ファンカップリング装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファンカップリング装置の制御装置に関する。

ファンカップリング装置の制御装置には、ファンの実際の回転速度と目標回転速度の偏差に基づいて制御ゲインを設定してフィードバック制御を実行するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１９－００７４３０号

しかしながら、ファンカップリング装置の特性のばらつきや経年変化等により応答遅れが生じると、ファンの回転速度が増減を繰り返す、いわゆるハンチングが生じる可能性がある。

そこで本発明は、ファンの回転速度のハンチングを抑制したファンカップリング装置の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、回転駆動される駆動軸と、前記駆動軸に連結されたロータと、前記ロータを収容するとともに前記ロータに対して相対回転可能に支持されたハウジングと、前記ハウジングに固定されたファンと、前記ハウジング内で前記ロータとの間に形成され、作動流体を介して前記ロータの回転動力を前記ハウジングへ伝達するラビリンス室と、前記ラビリンス室内での前記作動流体の量を調整する調整機構と、を含むファンカップリング装置の制御装置において、前記ファンの実回転加速度に相当する加速度パラメータと、前記ファンの実回転速度から前記ファンの目標回転速度を減算した値である偏差に相当する偏差パラメータと、を取得する取得部と、前記偏差パラメータに基づくフィードバック制御により前記調整機構を制御する制御部と、前記偏差パラメータを横軸とし前記加速度パラメータを縦軸とした座標系で規定された予測領域と前記予測領域外の領域である非予測領域とのうち、前記偏差パラメータ及び加速度パラメータで表される前記ファンの動作点が前記予測領域に属した場合に、前記ファンの回転速度のハンチングが発生すると予測する予測部と、前記ハンチングが発生すると予測された場合に、前記ハンチングは発生しないと予測された場合よりも、前記フィードバック制御の積分ゲインを低下させる及び前記フィードバック制御の微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行するハンチング抑制処理を実行する抑制部と、ファンカップリング装置の制御装置によって達成できる。

前記予測領域は、前記座標系の少なくとも第１象限の一部と第３象限の一部とにあり、前記非予測領域は、前記座標系の少なくとも第２象限の一部と第４象限の一部とにあってもよい。

前記座標系の第１象限では、前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第１境界線は前記横軸から退避して前記横軸に沿っており、前記第１境界線よりも前記座標系の第４象限側が前記非予測領域であり前記第４象限と反対側が前記予測領域であってもよい。

前記座標系の第２象限での前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第２境界線は、前記横軸から退避して前記加速度パラメータがゼロに近づくほど前記偏差パラメータはゼロに近づき、前記第２境界線よりも前記座標系の第１象限側が前記予測領域であり前記座標系の第３象限側が前記非予測領域であってもよい。

前記座標系の第３象限では、前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第３境界線は前記横軸から退避して前記横軸に沿っており、前記第３境界線よりも前記座標系の第２象限側が前記非予測領域であり前記座標系の第２象限と反対側が前記予測領域であってもよい。

前記座標系の第４象限での前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第４境界線は、前記横軸から退避して前記加速度パラメータがゼロに近づくほど前記偏差パラメータはゼロに近づき、前記第４境界線よりも前記座標系の第３象限側が前記予測領域であり前記第１象限側が前記非予測領域であってもよい。

前記非予測領域は、前記座標系の第４象限での前記座標系の原点を中心とした所定範囲を含んでもよい。

前記非予測領域は、前記座標系の第２象限での前記座標系の原点を中心とした所定範囲を含んでもよい。

前記非予測領域は、前記座標系の原点を中心として所定範囲を含んでもよい。

前記予測領域は、前記座標系において原点に対して対称であってもよい。

前記予測領域は、前記座標系において原点に対して非対称であってもよい。

前記抑制部は、前記ハンチング抑制処理として、前記ファンの動作点が前記予測領域に属している間は、前記非予測領域に属している間よりも前記積分ゲインを低下させる及び前記微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行し、且つ前記ファンの動作点が前記予測領域を脱して前記非予測領域に属している間は、前記ハンチング抑制処理を停止してもよい。

前記抑制部は、前記ハンチングが発生すると予測された後には、前記ハンチング抑制処理として、前記ハンチングの発生が予測される前よりも前記積分ゲインを低下させる及び前記微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行してもよい。

本発明によれば、ファンの回転速度のハンチングを抑制したファンカップリング装置の制御装置を提供できる。

図１は、本実施例の車両の概略構成を示す図である。 図２は、ファンカップリング装置の断面図である。 図３は、ＥＣＵが実行するハンチング予測抑制制御の一例を示したフローチャートである。 図４は、縦軸をファンの角加速度とし横軸を角速度偏差とした座標系の一例を示した図である。 図５Ａ～図５Ｄは、予測領域の変形例を示した図である。 図６Ａ～図６Ｃは、予測領域の変形例を示した図である。 図７は、ＥＣＵが実行するハンチング予測抑制制御の変形例を示したフローチャートである。

［車両の概略構成］
図１は、本実施例の車両１の概略構成を示す図である。実施例の車両１は、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及び３４ｂに伝達するオートマチックトランスミッション２６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ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０とを備える。エンジン２２は、ガソリンエンジンであってもディーゼルエンジンであってもよい。また、車両１は、ハイブリッド車両であってもよい。

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、ファンカップリング装置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ファン４６とを備える。

ファンカップリング装置５０は、後述するその駆動軸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、後述する作動流体を用いてエンジン２２から入力された動力をファン４６に伝達する。

ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備える。ＥＣＵ７０は、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによりエンジン２２を制御する。また、ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８１や、エンジン２２のクランクシャフト２４の回転速度を検出するクランク角センサ２５や、ファン４６の回転速度を検出する回転速度センサ４５、アクセル開度を検出するアクセルペダルポジションセンサ８２、車速を検出する車速センサ８３、冷却水の出口温度を検出する水温センサ４１が電気的に接続されている。また、詳しくは後述するが、ＥＣＵ７０はファンカップリング装置５０を制御するとともに、所定の情報取得する取得部と、後述する調整機構６０を制御する制御部とを機能的に実現する。

［ファンカップリング装置の構成］
図２は、ファンカップリング装置５０の断面図である。ファンカップリング装置５０は、駆動軸５１、ロータ５２、ハウジング５４、仕切板５７、調整機構６０を含む。ハウジング５４内には、作動流体として例えば粘性の高いシリコンオイルが封入されている。以降、この作動流体を作動油と称する。

駆動軸５１とハウジング５４との間には、２つの軸受５３が設けられている。駆動軸５１の先端部には、略円板状のロータ５２が固定されている。駆動軸５１の基端部は、図１に示したプーリ５０ａが固定されている。駆動軸５１及びロータ５２は、図１に示したクランクシャフト２４の回転動力がベルト２３及びプーリ５０ａを介して伝達されて回転する。尚、図２には駆動軸５１の中心軸線ＡＸを示している。

ハウジング５４は、互いに固定されたカバー部５５と本体部５６を含む。カバー部５５は、駆動軸５１の先端側に位置し、本体部５６はカバー部５５よりも駆動軸５１の基端側に位置する。駆動軸５１は、軸受５３を介して、本体部５６に対して相対回転可能に保持されている。ハウジング５４の外周部には、図２には示していないファン４６が設けられている。尚、本体部５６の背面側には、ファン４６と一体に回転する本体部５６の回転速度を検出する回転速度センサ４５が設けられている。

ハウジング５４の内部は、仕切板５７により貯留室Ｃ１及び作動室Ｃ２に仕切られている。貯留室Ｃ１は、本体部５６側に設けられている。作動室Ｃ２は、カバー部５５側に設けられている。仕切板５７には、貯留室Ｃ１と作動室Ｃ２とを連通する連通口５７ａが設けられている。

ロータ５２は、作動室Ｃ２内に収納されている。ロータ５２には、複数の同心円状のリブ５２ａが設けられている。同様に、カバー部５５の内側には、複数の同心円状のリブ５５ａが設けられている。これらのリブ５２ａ及び５５ａが互いに噛み合うことにより、ラビリンス状の空間であるラビリンス室Ｃ３が形成される。

ロータ５２の背面側と本体部５６の内側との間には、ロータ５２の中心側と外周縁側とを繋ぐ供給路Ｐ１が画定される。また、ロータ５２の中心部を隔てて供給路Ｐ１の反対側には、ロータ５２の中心側と外周縁側とを繋ぐ回収路Ｐ２が画定される。ラビリンス室Ｃ３から排出された作動油は、回収路Ｐ２を介して貯留室Ｃ１に流れる。

調整機構６０は、ラビリンス室Ｃ３内での油量を調整する。調整機構６０は、電磁石６３、弁体６５、及びアーマチュア６７を含む。弁体６５は、弾性変形可能な金属製の板状の部材である。弁体６５の基端部は、ねじによって本体部５６に固定されている。アーマチュア６７は、弁体６５の電磁石６３側の面に固定されている。図示しないスプリングによりアーマチュア６７は仕切板５７側に付勢され、これにより弁体６５の先端部は連通口５７ａを閉じている。

電磁石６３は、ＥＣＵ７０によりその通電、非通電が制御される。電磁石６３が非通電の状態では、上述したように弁体６５の先端部は連通口５７ａを塞ぐ。電磁石６３が通電されると、アーマチュア６７は電磁石６３側に磁気的に吸引され、上述したスプリングの付勢力に抗して、弁体６５の先端部は連通口５７ａから離れるように弾性変形する。ここで電磁石６３の通電、非通電は、ＥＣＵ７０によるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御によって制御される。即ち、ＥＣＵ７０は、電磁石６３の駆動電圧のデューティ比を調整することにより、連通口５７ａの開度を調整できる。

電磁石６３は、環状に形成され、駆動軸５１に挿通された状態で設けられている。電磁石６３は、内燃機関が搭載される車両や内燃機関自体、その他の補器類へ固定される。駆動軸５１と電磁石６３との間には、軸受６４が配置されており、両者は相対的に回転することができるため、駆動軸５１は、電磁石６３が車両等へ固定された状態で回転することができる。

電磁石６３が通電されて弁体６５が連通口５７ａを開くと、作動油は貯留室Ｃ１から作動室Ｃ２に供給され、供給路Ｐ１を介してラビリンス室Ｃ３へと供給される。ラビリンス室Ｃ３内での作動油の粘性抵抗により、ロータ５２の回転トルクがハウジング５４に伝達されてハウジング５４及びファン４６が回転する。これによって、車速が同じでもラジエータ４２に引き込まれる冷却風の速度が増し、ラジエータ４２からの放熱量が多くなる。ラジエータ４２からの放熱量が多くなると、冷却水温が低下する側に向かう。尚、ラビリンス室Ｃ３から排出された作動油は、回収路Ｐ２を介して貯留室Ｃ１に回収される。連通口５７ａが開いている状態では、貯留室Ｃ１に回収された作動油は、再び作動室Ｃ２に供給される。

電磁石６３が非通電となって弁体６５が連通口５７ａを閉じると、ラビリンス室Ｃ３から排出された作動油は貯留室Ｃ１に回収され、作動室Ｃ２への作動油の供給は停止される。ラビリンス室Ｃ３から作動油が完全に排出されると、ロータ５２の回転トルクはハウジング５４に伝達されず、ロータ５２のみが回転する。即ち、ファン４６の回転が停止する。

また、ＥＣＵ７０は、後述する偏差に基づくフィードバック制御により駆動信号を生成して電磁石６３を制御する。これにより、ラビリンス室Ｃ３内での油量が調整され、ファン４６の回転速度を所望の回転速度に調整できる。

［ハンチング予測抑制制御］
次に、ＥＣＵ７０が実行するハンチング予測抑制制御について説明する。図３は、ＥＣＵ７０が実行するハンチング予測抑制制御の一例を示したフローチャートである。この制御は繰り返し実行される。ＥＣＵ７０は、回転速度センサ４５の検出値に基づいてファン４６の角加速度α［ｒａｄ／ｓ］を取得する（ステップＳ１）。具体的には、回転速度センサ４５により検出されたファン４６の実回転速度［ｒｐｍ］に基づいて実角速度［ｒａｄ］を算出し、実角速度を時間で微分することによりファン４６の角加速度αが算出される。角加速度αは、ファン４６の実回転加速度に相当する加速度パラメータの一例である。ステップＳ１の処理は取得部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ７０は、ファン４６の実角速度から目標角速度を減算した偏差である角速度偏差ｅを取得する（ステップＳ２）。具体的には、回転速度センサ４５により検出されたファン４６の実回転速度［ｒｐｍ］に基づいてファン４６の実角速度［ｒａｄ］を算出し、ファン４６の目標回転速度［ｒｐｍ］に基づいて目標角速度［ｒａｄ］を算出し、実角速度から目標角速度を減算して角速度偏差ｅが算出される。ファン４６の目標回転速度は、クランクシャフト２４の回転速度や、車速、冷却水の温度その他車両１の空調装置の設定温度等を考慮して定められる。角速度偏差ｅは、ファン４６の実回転速度から目標回転速度を減算した値である偏差に相当する偏差パラメータの一例である。ステップＳ２の処理は取得部が実行する処理の一例である。

次に、ＥＣＵ７０は、上記のファン４６の角加速度αと角速度偏差ｅにより示されるファン４６の動作点が、角加速度αを縦軸とし角速度偏差を横軸とした座標系上に示されるハンチング予測領域（以下、単に予測領域と称する）に属するか否かが判定される（ステップＳ３）。予測領域とは、ファン４６の動作点が予測領域に属する場合に、ファン４６の回転速度が増減を繰り返すハンチングが発生するものと予測できる領域である。予測領域については詳しくは後述する。

ステップＳ３でＮｏの場合には、ＥＣＵ７０は通常処理を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ３でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ７０はハンチング抑制処理を実行する（ステップＳ５）。通常処理の場合もハンチング抑制処理の場合も、ＥＣＵ７０は角速度偏差ｅに基づいたフィードバック制御により電磁石６３を制御する点に変わりはないが、設定される制御ゲインが異なっている。ステップＳ３～Ｓ５の処理は、制御部が実行する処理の一例である。

図４は、縦軸をファン４６の角加速度αとし横軸を角速度偏差ｅとした座標系の一例を示した図である。この座標系上には、ハンチングの発生が予測される予測領域Ｒａ及びＲｂと、ハンチングの発生は予測されない非予測領域Ｒｃとが示されている。予測領域Ｒａは第１及び第２象限のそれぞれの一部を占め、予測領域Ｒｂは第３及び第４象限のそれぞれの一部を占める。非予測領域Ｒｃは、予測領域Ｒａ及びＲｂ以外の領域であって、予測領域ＲａとＲｂとの間に位置して第１～第４象限のそれぞれの一部を占めている。詳細には、加速度パラメータ及び偏差パラメータが取り得る範囲内で、第２象限に占める予測領域Ｒａの割合は第１象限に占める予測領域Ｒａの割合よりも小さく、第４象限に占める予測領域Ｒｂの割合は第３象限に占める予測領域Ｒｂの割合よりも小さい。

軌跡Ｍ１は、ハンチングが発生しない正常時でのファン４６の動作点の軌跡を示しており、動作点が予測領域Ｒａ及びＲｂに属することなく非予測領域Ｒｃに属して原点にまで移動していることを示している。動作点が非予測領域Ｒｃに属している間は、上述した通常処理が実行される。通常処理では、ファンカップリング装置５０の緒元を考慮して設定された制御ゲインに基づいてフィードバック制御が実行される。軌跡Ｍ２は、ハンチングが発生した場合での動作点の軌跡を示しており、動作点が予測領域Ｒａを通過していることを示している。例えばファンカップリング装置５０のばらつきや経年変化等により応答遅れが生じた場合には、軌跡Ｍ２のようにハンチングが生じる。軌跡Ｍ３は、動作点が予測領域Ｒａ内に属している間に上述したハンチング抑制処理が実行される場合での動作点の軌跡を示している。

尚、図４に示した軌跡Ｍ１～Ｍ３の何れも、角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合、即ち、ファン４６の現在角速度が目標角速度よりも遅く、ファン４６の回転速度の上昇が要求される場合を示している。また、図４には示していないが、角速度偏差ｅがプラスからゼロに移行する場合、即ち、ファン４６の現在角速度が目標角速度よりも速く、ファン４６の回転速度の低下が要求される場合での動作点の軌跡は、軌跡Ｍ１～Ｍ３と原点に対して略対称となる。

［ハンチング抑制処理］
ハンチング抑制処理について説明する。図４に示したように、ファン４６の動作点が非予測領域Ｒｃに属している間は通常処理が実行され、動作点が予測領域Ｒａ及びＲｂの何れか一方に属している間はハンチング抑制処理が実行される。例えば通常処理においてＰＩ制御又はＰＩＤ制御が実施されていた場合には、ハンチング抑制処理では通常処理よりも積分ゲインを低下させる。ここで、積分ゲインを低下させることには、積分ゲインをゼロに設定して実質的にＰ制御又はＰＤ制御を実施することを含む。

また、通常処理においてＰ制御、ＰＩ制御、ＰＤ制御、又はＰＩＤ制御が実施されていた場合には、ハンチング抑制処理では通常処理よりも微分ゲインのみを増大させてもよい。この場合、通常処理において微分ゲインをゼロに設定して実質的にＰ制御又はＰＩ制御を実施し、ハンチング抑制処理では微分ゲインをゼロより大きい値に設定することによりＰＤ制御又はＰＩＤ制御を実現してもよい。

また、通常処理においてＰＩ制御又はＰＩＤ制御が実施されていた場合には、ハンチング抑制処理では通常処理よりも積分ゲインを低下させ、且つ微分ゲインを増大させてもよい。以上のように、ハンチング抑制処理では通常処理よりも積分ゲインを低下させる及び微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実施すればよい。

以上のように積分ゲインを低下させることにより、積分項による位相遅れに起因したハンチングを抑制できる。また、微分ゲインを増大させることにより、位相余裕を確保することができ、ハンチングを抑制できる。

図４には、第１象限での予測領域Ｒａと非予測領域Ｒｃとの境界線Ｌ１と、第２象限での予測領域Ｒａと非予測領域Ｒｃとの境界線Ｌ２と、第３象限での予測領域Ｒｂと非予測領域Ｒｃとの境界線Ｌ３と、第４象限での予測領域Ｒｂと非予測領域Ｒｃとの境界線Ｌ４とを示している。図４の例では、境界線Ｌ１及びＬ３は、直線状であって横軸に平行である。境界線Ｌ２及びＬ４は、それぞれ直線状であって角速度偏差ｅが０に近づくほど加速度もゼロに近づく。また、境界線Ｌ１と境界線Ｌ２は角速度偏差ｅが０の地点で互いに接続されており、この接続地点は原点から所定値だけ離れている。境界線Ｌ３と境界線Ｌ４も同様である。第１象限では、境界線Ｌ１よりも第４象限側が非予測領域Ｒｃであり、境界線Ｌ１よりも第４象限とは反対側が予測領域Ｒａである。第２象限では、境界線Ｌ２よりも第３象限側が非予測領域Ｒｃであり、境界線Ｌ２よりも第１象限側が予測領域Ｒａである。第３象限では、境界線Ｌ３よりも第２象限側が非予測領域Ｒｃであり、第２象限とは反対側が予測領域Ｒｂである。第４象限では、境界線Ｌ４よりも第１象限側が非予測領域Ｒｃであり、境界線Ｌ４よりも第３象限側が予測領域Ｒｂである。

図４に示すように、軌跡Ｍ３が第２象限において予測領域Ｒａに進入することにより、実際にハンチングが発生する前にハンチング抑制処理を実行できる。即ち、応答遅れによりハンチングが発生する場合に動作点が通過し得る位置に境界線Ｌ２が設定されている。このように実際にハンチングが発生する前であるが動作点の軌跡からハンチングが発生すると予測できる予測領域Ｒａ及びＲｂを規定し、動作点が予測領域Ｒａ及びＲｂの何れかに属している間はハンチング抑制処理を実行することにより、実際にハンチングが発生する前にその発生を抑制できる。

また、図４に示すように、非予測領域Ｒｃは原点周りの所定範囲を含み、換言すれば予測領域Ｒａ及びＲｂは原点周りの所定範囲から退避している。これにより、動作点が予測領域Ｒａに進入してハンチング抑制処理が実行された場合であっても、動作点が原点に近づいて予測領域Ｒａから脱すると、ハンチング抑制処理が停止されて通常処理が実行される。例えば、通常処理としてＰＩ制御又はＰＩＤ制御が実施され、ハンチング抑制処理としてＰ制御又はＰＤ制御が実行される場合には、原点近傍でＩ制御が復帰することにより定常偏差を吸収することができ、ファン４６の実角速度を目標角速度に制御することが容易となる。角速度偏差ｅがプラスからゼロに移行する場合も同様である。

また、動作点が予測領域Ｒａ及びＲｂの一方にのみ属している間のみ、通常処理が制限されてハンチング抑制処理が実行される。従って、一時的な原因により応答遅れが生じた場合にはハンチング抑制処理が実行され、その原因が解消されて正常に復帰した場合には通常処理が実行される。このように一時的に応答遅れが生じた場合にも対応できる。

また、例えば、角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、動作点が縦軸を通過する時点でのファン４６の角速度が小さく、動作点が予測領域Ｒａに属さずに非予測領域Ｒｃに属する場合には、オーバーシュートはするが大きなハンチングは生じないと予測される。このような場合には通常処理が実行され、ハンチング抑制処理が無駄に実行されることを防止できる。

予測領域Ｒａ及びＲｂや非予測領域Ｒｃの形状や大きさは図４に限
定されない。図４では境界線Ｌ１～Ｌ４は直線状であるが、これに限定されない。境界線Ｌ２は、例えば角速度偏差ｅがゼロに近づくほど、傾斜角度が徐々に緩やかになるように湾曲していてもよいし、傾斜角度が徐々に急になるように湾曲していてもよい。境界線Ｌ４も同様である。境界線Ｌ１及びＬ３は、横軸に平行であるがこれに限定されない。

［予測領域の変形例］
次に、予測領域Ｒａ及びＲｂの変形例について説明する。図５Ａ～図６Ｃは、予測領域Ｒａ及びＲｂの変形例を示した図である。図５Ａでは、境界線Ｌ２及びＬ４は縦軸上に設定されている。即ち、第２及び第４象限は全て非予測領域Ｒｃに設定されている。図５Ａの例は、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、動作点が第２象限にあるうちはハンチングの発生が予測しにくい場合等に適している。

図５Ｂでは、境界線Ｌ２は、縦軸に平行であって縦軸から退避した第１象限上に設定されている。境界線Ｌ４は、縦軸に平行であって縦軸から退避した第３象限上に設定されている。図５Ｂの例は、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、動作点が第１象限に移動して予測領域Ｒａに属する程度に応答遅れが大きい場合にのみハンチングが発生する場合等に適している。

図５Ｃでは、境界線Ｌ１及びＬ３は横軸上に設定されている。境界線Ｌ２は、縦軸に平行であって縦軸から退避して第１象限に設定されている。境界線Ｌ４は、縦軸に平行であって縦軸から退避して第３象限に設定されている。図５Ｃの例は、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、動作点が第１象限に移動して予測領域Ｒａに属する程度に応答遅れが大きい場合にのみハンチングが発生する場合や、動作点が第１象限の予測領域Ｒａを脱して第４象限に進入した時点で通常処理に復帰すれば十分な場合等に適している。

図５Ｄでは、境界線Ｌ１及びＬ３は横軸上に設定され、境界線Ｌ２及びＬ４は縦軸上に設定されている。即ち、第１象限の全てが予測領域Ｒａに設定され、第３象限の全てが予測領域Ｒｂに設定され、第２及び第４象限の全てが非予測領域Ｒｃに設定されている。図５Ｄの例は、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、動作点が第１象限に進入した場合にハンチングが発生する場合や、動作点が第１象限に進入した時点での角加速度αが小さい場合にもハンチングが発生しやすい場合、又は動作点が予測領域Ｒａから脱して第４象限に進入した時点で通常処理に復帰すれば十分な場合等に適している。

図６Ａでは、境界線Ｌ１及びＬ３は、横軸に平行であって横軸から退避しており、境界線Ｌ１は縦軸に交差して第２象限まで延び、境界線Ｌ２は縦軸に平行であって第２象限に設定されている。境界線Ｌ３は縦軸に交差して第４象限にまで延び、境界線Ｌ４は縦軸に平行であって第４象限に設定されている。図６Ａの例では、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、角速度偏差ｅが所定値（負の値）よりも大きい場合に角加速度αが所定値以上の場合には、ハンチングが発生しやすい場合等に適している。

図６Ｂでは、境界線Ｌ１及びＬ３は横軸上に設定され原点まで延びている。境界線Ｌ２及びＬ４は原点を通過し、角速度偏差ｅがゼロに近づくほど角加速度αもゼロに近づく。図６Ｂに示した境界線Ｌ２及びＬ４の傾斜角度は、図４に示した境界線Ｌ２及びＬ４の傾斜角度よりも急である。図６Ｂの例は、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合に、ファンカップリング装置５０の特性上、動作点が第１象限に進入した時点での角加速度αが小さい場合にもハンチングが発生しやすい場合であって、応答遅れが大きい場合には小さい場合よりも早くハンチング抑制処理を実行した方がよい場合等に適している。

図６Ｃでは、境界線Ｌ２及びＬ４の傾斜角度が異なっており、境界線Ｌ２の方が境界線Ｌ４よりも傾斜角度が緩やかである。即ち、図６Ｃでは、予測領域Ｒａ及びＲｂは原点に対して非対称である。例えば、角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合とプラスからゼロに移行する場合とで、ファンカップリング装置５０の特性上、応答遅れの程度に対するハンチングの発生のしやすさが異なっている場合等に適している。

［ハンチング予測抑制制御の変形例］
次に、ハンチング予測抑制制御の変形例について説明する。図７は、ＥＣＵ７０が実行するハンチング予測抑制制御の変形例を示したフローチャートである。ＥＣＵ７０は、上述したステップＳ１及びＳ２の実行後、ファン４６の動作点が過去にハンチング予測領域内に属したことがあるか否かを判定する（ステップＳ３ａ）。ステップＳ３ａでＮｏの場合には、ＥＣＵ７０は通常処理を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ３ａでＹｅｓの場合には、ＥＣＵ７０はハンチング抑制処理を実行する（ステップＳ５）。即ち、ファン４６の動作点が過去に一度でも予測領域内に属したことがある場合には、常にハンチング抑制処理が実行される。このように常にハンチング抑制処理が実行されるため、効果的にハンチングの発生を抑制できる。

尚、本変形例では、図４～図６Ｃに示したように予測領域Ｒａ及びＲｂと非予測領域Ｒｃを設定してもよいがこれに限定されない。例えば、図４や図６Ａ～図６Ｃに示した例での第２及び第４象限内のみで予測領域Ｒａ及びＲｂが設定され、第１及び第３象限ではすべて非予測領域Ｒｃに設定されていてもよい。この場合、例えば角速度偏差ｅがマイナスからゼロに移行する場合には、第１象限内に設定された予測領域Ｒａによりハンチングを早期に予測することができる。

上記実施例及び変形例では、ファン４６の実回転加速度に相当する加速度パラメータとして角加速度αを用いたが、これに限定されずファン４６の実回転加速度［ｒｐｍ／ｓ］そのものを用いてもよい。また、ファン４６の実回転速度からファン４６の目標回転速度を減算した値である偏差に相当する偏差パラメータとして、ファン４６の実角速度から目標角速度を減算した偏差を用いたが、これに限定されず、ファン４６の実回転速度［ｒｐｍ］から目標回転速度［ｒｐｍ］を減算した偏差を用いてもよい。

上記実施例及び変形例では、ファンカップリング装置５０及びＥＣＵ７０は、車両１に搭載された場合を示したが、車両以外に搭載されていてもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

４５ 回転速度センサ
５０ ファンカップリング装置
５１ 駆動軸
５２ ロータ
６０ 調整機構
６３ 電磁石
７０ ＥＣＵ（ファンカップリング装置の制御装置）
Ｃ３ ラビリンス室

Claims (13)

1. 回転駆動される駆動軸と、
   前記駆動軸に連結されたロータと、
   前記ロータを収容するとともに前記ロータに対して相対回転可能に支持されたハウジングと、
   前記ハウジングに固定されたファンと、
   前記ハウジング内で前記ロータとの間に形成され、作動流体を介して前記ロータの回転動力を前記ハウジングへ伝達するラビリンス室と、
   前記ラビリンス室内での前記作動流体の量を調整する調整機構と、を含むファンカップリング装置の制御装置において、
   前記ファンの実回転加速度に相当する加速度パラメータと、前記ファンの実回転速度から前記ファンの目標回転速度を減算した値である偏差に相当する偏差パラメータと、を取得する取得部と、
   前記偏差パラメータに基づくフィードバック制御により前記調整機構を制御する制御部と、
   前記偏差パラメータを横軸とし前記加速度パラメータを縦軸とした座標系で規定された予測領域と前記予測領域外の領域である非予測領域とのうち、前記偏差パラメータ及び加速度パラメータで表される前記ファンの動作点が前記予測領域に属した場合に、前記ファンの回転速度のハンチングが発生すると予測する予測部と、
   前記ハンチングが発生すると予測された場合に、前記ハンチングは発生しないと予測された場合よりも、前記フィードバック制御の積分ゲインを低下させる及び前記フィードバック制御の微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行するハンチング抑制処理を実行する抑制部と、ファンカップリング装置の制御装置。
2. 前記予測領域は、前記座標系の少なくとも第１象限の一部と第３象限の一部とにあり、
   前記非予測領域は、前記座標系の少なくとも第２象限の一部と第４象限の一部とにある、請求項１のファンカップリング装置の制御装置。
3. 前記座標系の第１象限では、前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第１境界線は前記横軸から退避して前記横軸に沿っており、前記第１境界線よりも前記座標系の第４象限側が前記非予測領域であり前記第４象限と反対側が前記予測領域である、請求項１又は２のファンカップリング装置の制御装置。
4. 前記座標系の第２象限での前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第２境界線は、前記横軸から退避して前記加速度パラメータがゼロに近づくほど前記偏差パラメータはゼロに近づき、前記第２境界線よりも前記座標系の第１象限側が前記予測領域であり前記座標系の第３象限側が前記非予測領域である、請求項１乃至３の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
5. 前記座標系の第３象限では、前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第３境界線は前記横軸から退避して前記横軸に沿っており、前記第３境界線よりも前記座標系の第２象限側が前記非予測領域であり前記座標系の第２象限と反対側が前記予測領域である、請求項１乃至４の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
6. 前記座標系の第４象限での前記予測領域と前記非予測領域の境界を示す第４境界線は、前記横軸から退避して前記加速度パラメータがゼロに近づくほど前記偏差パラメータはゼロに近づき、前記第４境界線よりも前記座標系の第３象限側が前記予測領域であり前記第１象限側が前記非予測領域である、請求項１乃至５の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
   
7. 前記非予測領域は、前記座標系の第４象限での前記座標系の原点を中心とした所定範囲を含む、請求項１乃至６の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
8. 前記非予測領域は、前記座標系の第２象限での前記座標系の原点を中心とした所定範囲を含む、請求項１乃至７の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
9. 前記非予測領域は、前記座標系の原点を中心として所定範囲を含む、請求項１乃至８の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
10. 前記予測領域は、前記座標系において原点に対して対称である、請求項１乃至９の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
11. 前記予測領域は、前記座標系において原点に対して非対称である、請求項１乃至９の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
12. 前記抑制部は、前記ハンチング抑制処理として、前記ファンの動作点が前記予測領域に属している間は、前記非予測領域に属している間よりも前記積分ゲインを低下させる及び前記微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行し、且つ前記ファンの動作点が前記予測領域を脱して前記非予測領域に属している間は、前記ハンチング抑制処理を停止する、請求項１乃至１１の何れかのファンカップリング装置の制御装置。
13. 前記抑制部は、前記ハンチングが発生すると予測された後には、前記ハンチング抑制処理として、前記ハンチングの発生が予測される前よりも前記積分ゲインを低下させる及び前記微分ゲインを増大させるうちの少なくとも一方を実行する、請求項１乃至１１の何れかのファンカップリング装置の制御装置。

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