(57)【要約】【課題】機関再始動時の連れ廻りによる騒音を抑制する。【解決手段】内燃機関１から冷却ファンに伝達する駆動力を作動油量に応じて変化させる粘性カップリング４と、粘性カップリング４に供給する作動油量を電気的に調整する作動油量調整手段６と、車両の運転状態を検知する運転状態検知手段８と、冷却ファンの目標回転数である目標ファン回転数を運転状態に応じて設定する目標ファン回転数設定手段８と、車両の運転状態に応じて作動油量を調整することにより、内燃機関１から伝達される駆動力を制御して目標ファン回転数となるように冷却ファン回転数を制御する冷却ファン回転数制御手段８と、を有する冷却ファンの制御装置において、運転状態検知手段８により内燃機関１が停止される可能性が高い運転状態であることを検知した場合には、目標ファン回転数設定手段８は粘性カップリング４内からの作動油の排出を促進するよう目標ファン回転数を低下させる。【選択図】図１
2010077922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から冷却ファンに伝達する駆動力を作動油量に応じて変化させる粘性カップリングと、
前記粘性カップリングに供給する作動油量を電気的に調整する作動油量調整手段と、
車両の運転状態を検知する運転状態検知手段と、
冷却ファンの目標回転数である目標ファン回転数を運転状態に応じて設定する目標ファン回転数設定手段と、
車両の運転状態に応じて前記作動油量を調整することにより、前記内燃機関から伝達される駆動力を制御して前記目標ファン回転数となるように冷却ファン回転数を制御する冷却ファン回転数制御手段と、
を有する冷却ファンの制御装置において、
前記運転状態検知手段により内燃機関が停止される可能性が高い運転状態であることを検知した場合には、前記目標ファン回転数設定手段は前記粘性カップリング内からの前記作動油の排出を促進するよう前記目標ファン回転数を低下させることを特徴とする冷却ファン制御装置。
【請求項２】
前記冷却ファン回転数制御手段は、機関始動時または始動から所定時間経過するまでは、前記作動油の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン制御装置。
【請求項３】
前記目標ファン回転数設定手段は、機関停止時に機関回転が止まるまでの間は、前記粘性カップリング内からの前記作動油の排出を促進するよう前記目標ファン回転数を低下させることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却ファン制御装置。
【請求項４】
エアコン負荷が所定値以上または機関冷却水温が所定値以上の場合に、前記粘性カップリング内からの前記作動油の排出を促進するよう前記目標ファン回転数を低下させる制御を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の冷却ファン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性カップリングを介して内燃機関に駆動される冷却ファンの制御に関し、特に、機関再始動時における冷却ファンの連れ廻りによる騒音を低減するための制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関の冷却装置として、粘性カップリングを介して内燃機関により駆動される冷却ファンが知られており、特許文献１には、エンジン冷却水温度、実際のファン回転速度、車速、エンジン回転速度、エアコンコンプレッサ内圧、またはエアコンパネルスイッチ等の少なくとも一つに基づいて目標ファン回転速度を設定し、ファン回転速度を電気的に調整する技術が開示されている。
【０００３】
また、ファンの回転に伴って音が発生するため、冷却要求に対して必要以上に高いファン回転速度で回転すると、騒音上問題となる。このような騒音を抑制するため、目標ファン回転数の変化量を制限し、または所定条件でファンＤＵＴＹを一時的に停止する技術が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２７５１１０号公報
【特許文献２】特開平５−２６２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ファン回転速度は粘性カップリングの速度比、つまりカップリング入側回転速度とカップリング出側回転速度との比、により決まる。この速度比は、主に作動室への作動油の供給量と作動室からの作動油の排出量とのバランスで決まるが、この他にもエンジン回転速度、作動油温等の種々の因子が影響する。
【０００５】
また、冷却ファンの回転速度が高いときには、作動油回収量が少なくなり、作動室内に多くの作動油が滞留しやすいという特性がある。このため、作動室内に多くの作動油が滞留した状態で機関停止し、そこから短時間後に再始動すると、作動油を供給していなくても作動室内には作動油があるために、冷却ファンが制御目標回転数よりも高速度で回転することとなる。すなわち、機関再始動時に、いわゆる連れ廻りによる騒音が悪化するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、このような機関再始動時の連れ廻りによる騒音を抑制し得る冷却ファン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷却ファン制御装置は、内燃機関から冷却ファンに伝達する駆動力を作動油量に応じて変化させる粘性カップリングと、粘性カップリングに供給する作動油量を電気的に調整する作動油量調整手段と、車両の運転状態を検知する運転状態検知手段と、冷却ファンの目標回転数である目標ファン回転数を運転状態に応じて設定する目標ファン回転数設定手段と、車両の運転状態に応じて作動油量を調整することにより、内燃機関から伝達される駆動力を制御して目標ファン回転数となるように冷却ファン回転数を制御する冷却ファン回転数制御手段と、を有する冷却ファンの制御装置において、運転状態検知手段により内燃機関が停止される可能性が高い運転状態であることを検知した場合には、目標ファン回転数設定手段は粘性カップリング内からの作動油の排出を促進するよう目標ファン回転数を低下させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粘性カップリング内に作動油が溜まった状態で機関再始動することを回避できるので、連れ廻りによる騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のシステムの構成を示す図である。１はエンジン、２はエンジン１の駆動力を車輪に伝達する自動変速機、３は変速機コントローラ（ＡＴＣＵ）、４は粘性カップリングを介してエンジン１により駆動される電制ファンカップリング、５は電制ファンカップリング４の実際の回転数（実ファン回転数）を検出するファン回転センサ、６は作動油量調整手段として電制ファンカップリング４のカップリング内作動油の流れを制御するための電磁コイル、７はエンジンルーム内に設けられ、電磁コイル６に作動・停止指令を送るアンダーフード・スイッチング・モジュール（ＵＳＭ）、８は目標ファン回転数設定手段、冷却ファン回転数制御手段及び禁止手段としてのエンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）、９はエアコンコンプレッサ、１０はエアコンコントローラ、１１はエアコンコンプレッサ９の内圧を検出するＰｄ圧センサ、１２はエバポレータ温度を検出するエバポレータ温度センサ、１３は粘性カップリング内の作動油温を検出する油温センサ、１４はエンジンルーム内の温度を検出するエンジンルーム内温度センサである。
【００１１】
ＥＣＭ８は、図示しないアクセル開度センサ、車速センサ、冷却水温センサ、クランク角センサ等の検出信号に基づいて種々の制御を行う。この他に、ファン回転センサ５及びＰｄ圧センサ１１からの検出信号等も読み込まれ、電磁コイル６の制御ＤＵＴＹの演算を行い、ＣＡＮ通信によりＵＳＭ７に送信する。
【００１２】
また、エバポレータ直後温度やエアコンスイッチの状態等が、エアコンコントローラ１０からＣＡＮ通信により送られ、これに基づいてエアコンコンプレッサ９のクラッチのＯＮ／ＯＦＦ制御や、後述する電制ファンカップリング４とエアコンの協調制御を行う。
【００１３】
図２は、電制ファンカップリング４の粘性カップリングの一例を示す断面図であり、（Ａ）と（Ｂ）は、それぞれ後述する油溜まり室２６とトルク伝達室２７とが遮断された状態と連通した状態を示している。
【００１４】
エンジン１の駆動によって回転する駆動シャフト２１に、メインベアリング３１を介してボディ３４が回転自在に支持されている。ボディ３４はカバー２２とケース２３とで構成されており、その内部はセパレートプレート２５によって油溜まり室２６とトルク伝達室２７とに区画されている。
【００１５】
駆動シャフト２１の先端にはディスク２４が固定支持されており、このディスク２４は、トルク伝達室２７内に、トルク伝達室２７の内周面との間にトルク伝達間隙を形成するように収納されている。ケース２３にはトルク伝達室２７と油溜まり室２６とを連通する油回収路（図示せず）が設けられている。
【００１６】
セパレートプレート２５には、油溜まり室２６とトルク伝達室２７とを連通する油供給孔２５ａが設けられている。この油供給孔２５ａは、板バネ状の弁部材２８により開閉され、開いた状態では、油溜まり室２６内の作動油がトルク伝達室２７へ供給される。トルク伝達室２７内の作動油は、トルク伝達室２７から排出された後、油回収路を通って油溜まり室２６に回収される。
【００１７】
弁部材２８は、その一部がネジ等によりケース２３に固定されており、駆動シャフト２１に近い位置には、磁性体からなるアーマチュア２９が取り付けられている。
【００１８】
駆動シャフト２１には、コイルベアリング３２を介して電磁コイル６が支持されており、電磁コイル６の駆動シャフト２１先端側部分には、リング状のループエレメント３０がアーマチュア２９と対向するように取り付けられている。
【００１９】
電磁コイル６は、磁気コイルを有しており、ＵＳＭ７からのＤＵＴＹ信号に応じて磁気コイルに通電することで磁力を発生する。
【００２０】
ここで、電制ファンカップリング４のトルク伝達について説明する。
【００２１】
電磁コイル６が磁力を発生する状態では、ループエレメント３０を介して伝達される磁力によって、アーマチュア２９が板バネの作用に反してループエレメント３０側に引きつけられる。このため、図２（Ｂ）に示すように、弁部材２８がセパレートプレート２５から離れて油供給孔２５ａが開き、油溜まり室２６内の作動油がトルク伝達室２７に供給される。このトルク伝達室２７に供給された作動油によって、駆動シャフト２１と一体に回転するディスク２４の駆動トルクがケース２３に伝達され、ケース２３に取り付けられた冷却ファンの回転速度が増す。油溜まり室２６からトルク伝達室２７への作動油の供給量は、電磁コイル６へのＤＵＴＹ信号により定まる。
【００２２】
一方、電磁コイル６が磁力を発生しない状態では、弁部材２８は板バネの作用によりセパレートプレート２５に押しつけられ、図２（Ａ）に示すように油供給孔２５ａを閉鎖する。この状態では、油溜まり室２６からトルク伝達室２７への作動油の供給は停止され、トルク伝達室２７に作動油がある場合には、この作動油は油溜まり室２６へ回収される。このため、駆動シャフト２１からディスク２４を介したケース２３へのトルク伝達率が低下し、冷却ファンの回転速度が低下する。
【００２３】
次に、このような電制ファンカップリング４の制御について説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態でＥＣＭ８が実行するファン制御のフローチャートである。本演算ルーチンは、例えば２０ｍｓ毎に繰り返し実行する。
【００２５】
ステップＳ１０では、制御状態を次のように判定する。
【００２６】
エンジン停止時（＃ＩＧＮＳＷ＝０）、エンジン始動時（＃ＳＴＳＷ＝１）または始動後に予め設定した所定時間ＳＴＴＭ＃が経過している場合にはモード１（ＥＣＰＬＧＭＤ＝１）とする。ここで、所定時間ＳＴＴＭ＃は、例えば１０ｓｅｃ程度に設定する。なお、エンジン停止時とは、イグニッションスイッチをＯＦＦにしてからエンジンが停止するまでのことをいい、エンジン始動時とは、イグニッションスイッチをＯＮにしてクランキングを開始してから、完爆状態となってアイドル回転になるまでのことをいう。
【００２７】
加速時または減速時である場合には、モード２（ＥＣＰＬＧＭＤ＝２）とする。ここでいう加速時とは、例えば４０ｍｓ間のアクセル開度ＡＰＯの変化量が予め設定した変化量＃ＤＡＰＯ４０Ａより大きい場合をいい、減速時とは、例えば４０［ｍｓ]間のアクセル開度ＡＰＯの変化量が予め設定した変化量＃ＤＡＰＯ４０Ｄより小さい場合をいう。なお、＃ＤＡＰＯ４０Ａ、＃ＤＡＰＯ４０Ｄは、加減速状態であることを明確に判別できる値であればよく、例えば４[ｄｅｇ]程度に設定する。
【００２８】
エアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣ[ｒｐｍ]の前回値と基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢ[ｒｐｍ]の前回値との差が、予め設定した所定値＃ＤＬＴＦＡＮ１以上のとき、またはエンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷ[ｒｐｍ]の前回値と基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢ[ｒｐｍ]の前回値との差が、予め設定した所定値＃ＤＬＴＦＡＮ２以上の場合には、モード３（ＥＣＰＬＧＭＤ＝３）とする。
【００２９】
なお、エアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣとは、エアコン作動時におけるファン回転数の目標値であり、エアコンコンデンサの冷却要求等に応じて定まる。エンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷとは、機関運転中に冷却水温を所望の値に調整するために必要となるファン回転数である。そして、基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢは、エアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣおよびエンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷよりも小さい値を設定する。
【００３０】
また、＃ＤＬＴＦＡＮ１、＃ＤＬＴＦＡＮ２は、例えばアイドル状態で４００[ｒｐｍ]とする。
【００３１】
自動変速機２の変速レンジがパーキングレンジ（Ｐレンジ）となってから、予め設定した所定時間＃ＰＴＩＭＥ経過するまで、すなわち、エンジン停止をする可能性の高い状態を、モード４（ＥＣＰＬＧＭＤ＝４）とする。なお、手動変速機の場合には、例えばニュートラルレンジか否かを検知する手段を設け、ニュートラルレンジとなってから所定時間＃ＰＴＩＭＥ経過するまでを、エンジン停止する可能性の高い状態とすればよい。
【００３２】
エンジンストール時、またはフェイルセーフ制御中は、モード５（ＥＣＰＬＧＭＤ＝５）とする。
【００３３】
上記モード１からモード５のいずれにも該当しない場合には、モード６（ＥＣＰＬＧＭＤ＝６）とする。なお、モード６の状態を通常制御状態とする。
【００３４】
ステップＳ２０では、基本目標ファン回転数ＴＦＦＡＮＳＰＢ[ｒｐｍ]を算出する。具体的には、クランク角センサで検出したエンジン回転数ＮＥ[ｒｐｍ]を用いて、基本目標ファン回転数テーブルを検索する。基本目標ファン回転数テーブルは、例えば図４に示すように、横軸をエンジン回転数ＮＥ、縦軸を基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢとし、基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢが、低回転域ではエンジン回転数ＮＥによらず一定値、中高回転域ではエンジン回転数ＮＥの上昇に応じて比例的に大きくなるよう設定する。
【００３５】
なお、低回転域で一定とするのは、ファンカップリングの特性上、作動油を供給しなくてもトルク伝達室２７内の空気によってトルクが伝達され、これより低いファン回転数にすることができないためである。
【００３６】
ステップＳ３０では、エンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷ[ｒｐｍ]を算出する。具体的には、エンジン冷却水温度ＴＷ[℃]及び車速ＶＳＰ[ｋｍ／ｈ]からエンジン冷却要求目標ファン回転数マップを検索することで算出する。エンジン冷却要求目標ファン回転数マップは、例えば図５に示すように横軸を車速ＶＳＰ、縦軸をエンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷとし、エンジン冷却水温度ＴＷが高いほどエンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷが大きくなるよう設定する。なお、エンジン冷却水温度ＴＷが低い場合には、エンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷは上に凸な曲線となり、エンジン冷却水温度ＴＷが高い場合には、低車速域では車速ＶＳＰに比例して大きくなり、中高速域では車速によらずほぼ一定値となる。
【００３７】
ステップＳ４０では、エアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定する。ＯＦＦの場合はステップＳ５０に進み、ＯＮの場合はステップＳ６０に進む。
【００３８】
ステップＳ５０では、式（１）によりエアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣ[ｒｐｍ]を算出する。
【００３９】
ＴＦＡＮＳＰＡＣ＝ＴＦＡＮＳＰＢ      ・・・（１）
【００４０】
ステップＳ６０では、コンプレッサ内圧ＰＤ[ｋＰＡ]と車速ＶＳＰ[ｋｍ／ｈ]からエアコン冷却要求目標ファン回転数マップを検索することにより、エアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣ[ｒｐｍ]を求める。エアコン冷却要求目標ファン回転数マップは、例えば図６のように、横軸を車速ＶＳＰ、縦軸をエアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣとし、コンプレッサ内圧ＰＤが高いほど、エアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣが高くなるよう設定する。なお、コンプレッサ内圧ＰＤが同一の場合には、エアコン冷却要求目標ファン回転数は、上に凸な曲線となっている。
【００４１】
ステップＳ７０では、エンジン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＴＷとエアコン冷却要求目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＡＣの高い方を選択し、これを静的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＳ[ｒｐｍ]とする。
【００４２】
ステップＳ８０では、次のように動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤ[ｒｐｍ]を算出する。なお、動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤは、加速時等のように一時的にファン回転数を変化させる場合の目標値である。
【００４３】
まず、制御状態を判定する。そして、制御状態はモード１（ＥＣＰＬＧＭＤ＝１）、モード２（ＥＣＰＬＧＭＤ＝２）、または、モード４（ＥＣＰＬＧＭＤ＝４）かつモード３（ＥＣＰＬＧＭＤ＝３）以外、のいずれかの場合には、基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢを動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤとする。上記３つの制御状態以外の場合には、静的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＳを動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤとする。
【００４４】
これにより、エアコン負荷が高いためエアコン冷却要求目標ファン回転数が高い状態や、エンジン水温が高いためエンジン冷却要求目標ファン回転数が高い状態を除き、エンジン停止時またはエンジンが停止されると予測される状態では、動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤとして低い回転数を設定することとなる。したがって、トルク伝達室２７からの作動油回収量が多くなる。
【００４５】
ステップＳ９０では、エンジン回転数ＮＥとプーリ比＃ＰＲＡＴＩＯから、式（２）によりカップリング入力回転数ＩＮＰＲＥＶＦＮ[ｒｐｍ]を算出する。なお、プーリ比＃ＰＲＡＴＩＯは、エンジン１のクランクシャフトから駆動シャフト２１へ駆動力を伝達するためのベルトが掛けまわされる、クランクシャフト側プーリと駆動シャフト２１側プーリの径の比である。
【００４６】
ＩＮＰＲＥＶＦＮ＝ＮＥ×＃ＰＲＡＴＩＯ      ・・・（２）
【００４７】
ステップＳ１００では、動的目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＤとカップリング入力回転数ＩＮＰＲＥＶＦＮから、式（３）により基本目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ０[−]を算出する。
【００４８】
ＴＦＡＮＲ０＝ＩＮＰＲＥＶＦＮ／ＴＦＡＮＳＰＤ      ・・・（３）
【００４９】
なお、基本目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ０は、ゼロより大かつ１未満とする。
【００５０】
ステップＳ１１０では、カップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮ[℃]を読み込む。このカップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮは、センサにより直接検出してもよいし、エンジンルーム内温度ＴＥＲＯＯＭ[℃]をカップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮとみなしてもよい。
【００５１】
ステップＳ１２０では、カップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮで上限制限速度比テーブルを検索することにより、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲ[−]を算出する。上限制限速度比テーブルは、図７に示すように横軸をカップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮ、縦軸を上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲとする。そして、ＴＥ１〜ＴＥ２[℃]はカップリング内作動油温ＴＯＩＬＦＡＮの上昇に伴って上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲが０．７５まで上昇し、ＴＥ２〜ＴＥ３[℃]では同様に上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲが０．７５から０．８５まで上昇し、ＴＥ３[℃]以上では上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲが０．８５で一定となるよう設定する。なお、１０[℃]以下は上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲを０．７５で一定としてもよい。
【００５２】
上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲを上記のように設定する理由及びその効果については、後述する。
【００５３】
ステップＳ１３０では、フィードバック制御停止フラグ＃ＦＢＳＴＯＰ、基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥ、下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲを次の（i）〜（iii）のように設定する。なお、ここでいうフィードバック制御は、ファン回転数を目標値に一致させるために行う、電磁コイル６への通電制御である。
【００５４】
（i）式（４）及び式（５）を満たす場合には、フィードバック制御停止フラグ＃ＦＢＳＴＯＰを１、基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥを１、下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲをゼロとする。下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲをゼロにするということは、作動油の供給量をゼロにすることである。この場合でも、トルク伝達室２７内にある空気によって僅かにトルク伝達は行われるので、ファン回転数はゼロにはならない。
【００５５】
ＴＦＡＮＳＰＢ＜ＩＮＰＲＥＶＦＮ×＃ＬＬＴＦＡＮＲ      ・・・（４）
ＴＦＡＮＳＰＤ＝ＴＦＡＮＳＰＢ                          ・・・（５）
＃ＬＬＴＦＡＮＲ：基本下限制限速度比
【００５６】
なお、式（４）、式（５）を満たすのは、エンジン停止時またはエンジンを停止すると予測される制御状態である。
【００５７】
（ii）式（４）を満たし、かつ式（５）を満たさない場合には、フィードバック制御停止フラグ＃ＦＢＳＴＯＰを１、基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥをゼロ、下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲを０．２５と設定する。
【００５８】
（iii）式（６）を満たす場合には、フィードバック制御停止フラグ＃ＦＢＳＴＯＰを１、基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥをゼロ、下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲを０．２５と設定する。
【００５９】
ＴＦＡＮＳＰＢ≧ＩＮＰＲＥＶＦＮ×＃ＬＬＴＦＡＮＲ      ・・・（６）
【００６０】
なお、式（４）および式（６）の基本下限制限速度比＃ＬＬＴＦＡＮＲは、０．２５程度の値にする。このように設定する理由及びその効果については後述する。
【００６１】
ステップＳ１４０では、目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ[−]を次の（i）〜（iii）のように設定する。
【００６２】
（i）式（７）を満たす場合には、下限制限速度比ＬＬＴＦＡＮＲを目標ファン速度比ＴＦＡＮＲとする。
【００６３】
ＴＦＡＮＲ０＜ＬＬＴＦＡＮＲ                      ・・・（７）
【００６４】
（ii）式（８）を満たす場合には、基本目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ０を目標ファン速度比ＴＦＡＮＲとする。
【００６５】
ＬＬＴＦＡＮＲ≦ＴＦＡＮＲ０≦ＨＬＴＦＡＮＲ      ・・・（８）
【００６６】
（iii）式（９）を満たす場合には、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲを目標ファン速度比ＴＦＡＮＲとする。
【００６７】
ＨＬＴＦＡＮＲ＜ＴＦＡＮＲ０                      ・・・（９）
【００６８】
ステップＳ１５０では、目標ファン速度比ＴＦＡＮＲとカップリング入力回転数ＩＮＰＲＥＶＦＮから式（１０）により第１目標ファン回転数ＴＧＦＡＮＳＰ１[ｒｐｍ]を算出する。
【００６９】
ＴＧＦＡＮＳＰ１＝ＴＦＡＮＲ×ＩＮＰＲＥＶＦＮ    ・・・（１０）
【００７０】
ステップＳ１６０では、基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥの判定を行う。基本ファン回転制御フラグ＃ＦＦＢＡＳＥが１の場合はステップＳ１７０に進み、ゼロの場合はステップＳ１８０に進む。
【００７１】
ステップＳ１７０では、基本目標ファン回転数ＴＦＡＮＳＰＢを目標ファン回転数ＴＧＦＡＮＳＰとする。
【００７２】
ステップＳ１８０では、第１目標ファン回転数ＴＧＦＡＮＳＰ１を目標ファン回転数ＴＧＦＡＮＳＰとする。
【００７３】
ステップＳ１９０では、次のようにエンジン１の目標アイドル回転数を制御する。
【００７４】
制御状態がモード３（ＥＣＰＬＧＭＤ＝３）、かつアイドル状態、かつ上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲが基本目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ０より小さい場合には、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲが基本目標ファン速度比ＴＦＡＮＲ０以上になるまで、目標アイドル回転数を上昇させる。上記以外の場合には、目標アイドル回転数を変更しない。
【００７５】
なお、アイドル回転数の制御は、目標アイドル回転数に応じて図示しないアイドルスピードコントロールバルブ、またはスロットルバルブの開度を制御することによって行う。
【００７６】
ステップＳ２００では、実際のファン回転数（実ファン回転数ＲＦＡＮＳＰ［ｒｐｍ］）を読み込む。具体的には、カップリング内に取り付けてある回転センサの検出信号を読み込む。
【００７７】
ステップＳ２１０では、式（１１）によりファン回転編ＥＲＲ［ｒｐｍ］を算出する。
【００７８】
ＥＲＲ＝ＴＧＦＡＮＳＰ−ＲＦＡＮＳＰ              ・・・（１１）
【００７９】
ステップＳ２２０では、ＰゲインＫＰＧＡＩＮ［％／ｒｐｍ］と、ＩゲインＫＩＧＡＩＮ［％／ｒｐｍ］を算出する。具体的には、エンジン回転数ＮＥを用いて、図８、図９に示すようなテーブルを検索することにより算出する。
【００８０】
図８はＰゲインＫＰＧＡＩＮ算出用のテーブルであり、縦軸がＰゲインＫＰＧＡＩＮ、横軸がエンジン回転数ＮＥである。エンジン回転数ＮＥが高回転になるのにしたがってＰゲインＫＰＧＡＩＮが小さくなっている。
【００８１】
図９はＩゲインＫＩＧＡＩＮ算出用のテーブルであり、縦軸がＩゲインＫＩＧＡＩＮ、横軸がエンジン回転数ＮＥである。ＩゲインＫＩＧＡＩＮは、低回転域では相対的に高い一定値、高回転域では相対的に低い一定値であり、中回転域では、エンジン回転数ＮＥの上昇に応じて相対的に高い値から相対的に低い値まで低下している。
【００８２】
ステップＳ２３０では、電磁コイル６の制御ＤＵＴＹを次のように算出する。まずＩ分のＤＵＴＹであるＩＤＵＴＹを式（１２）により算出する。
【００８３】
ＩＤＵＴＹ＝ＥＲＲ×ＫＩＧＡＩＮ                  ・・・（１２）
【００８４】
なお、ＩＤＵＴＹについては、Ｌｏ側Ｉ分溜め込み量＃ＬＩＬＩＭＩＴより大きく、Ｈｉ側Ｉ分溜め込み量＃ＨＩＬＩＭＩＴより小さい、という制限を設ける。
【００８５】
次に、式（１３）により制御ＤＵＴＹを算出する。
【００８６】
ＤＵＴＹ＝ＥＲＲ×ＫＰＧＡＩＮ＋ＩＤＵＴＹ（前回値）＋ＩＤＵＴＹ
・・・（１３）
【００８７】
ステップＳ２４０では、ステップＳ２３０で算出した制御ＤＵＴＹに基づいて電磁コイル６をＰＷＭ制御することにより、カップリング内の作動油供給量を制御してファン回転数を制御する。
【００８８】
ここで、基本下限制限速度比＃ＬＬＴＦＡＮＲについて説明する。
【００８９】
図１０は、駆動シャフト２１の回転数を一定とし他場合の、速度比（＝ファン回転数／駆動シャフト２１の回転数）と制御ＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【００９０】
ファンカップリングには、速度比が小さい領域（図１０中の領域（ａ））では、速度比が小さくなるほど、油溜まり室２６からトルク伝達室２７への作動油の供給量よりも、トルク伝達室２７から油溜まり室２６への回収量の方が多くなるという特性がある。すなわち、トルク伝達室２７に供給された作動油は、トルク伝達室２７に留まることなく回収される。一方、ファンカップリングの構造上、供給量が少なくても、作動油がトルク伝達室２７を通過することでわずかな伝達トルクが発生するという特性がある。
【００９１】
このため、図１０に示すように、領域（ａ）では、ファン回転数を目標値に収束させるためのフィードバック制御のフィードバック中心が安定せず、ファン回転数が安定しない。
【００９２】
そこで、ファン回転数の制御性を確保するために、基本下限制限速度比＃ＬＬＴＦＡＮＲを、領域（ａ）の上限である速度比０．２５とする。
【００９３】
次に、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲについて説明する。
【００９４】
図１０の領域（ｂ）では、フィードバック中心が安定し、制御ＤＵＴＹの変化に対して速度比がほぼ比例的に変化している。これは、作動油の供給量と回収量がほぼ同等になっているためである。しかし、領域（ｂ）よりも速度比が大きい領域では、作動油の回収量が大幅に減少する。このため、制御ＤＵＴＹを低下させてからトルク伝達室２７内の作動油量が減少するまでの応答性が低下する。この応答性の低下と速度比との関係についての実験結果を図１１に示す。
【００９５】
図１１は、エンジン回転数及び駆動シャフト２１の回転数は一定の状態で、制御ＤＵＴＹを変化させた場合のファン回転数の変化の様子を速度比ごとに示したものである。なお、計測した速度比は、０．８０、０．８５、０．９０、０．９５の４種類であり、６０ｓｅｃ経過時に制御ＤＵＴＹをゼロにしている。
【００９６】
速度比０．８０〜０．９０では、速度比が小さいほど速やかにファン回転数が低下している。これに対して、速度比０．９５では、制御ＤＵＴＹをゼロにした後、ＴＩ１０を経過してもファン回転数が低下しない。すなわち、ＤＵＴＹ制御中に速度比が０．９０を超えると、その後に速度比を低下させようとＤＵＴＹ制御をしても、ファン回転数が低下するまでには長い時間を要することとなり、実質的に制御不能な状態となる。
【００９７】
このことから、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲは０．９０以下であればよいが、０．９０としてＤＵＴＹ制御を行っても、オーバーシュートによって速度比０．９０を超える場合が想定される。そこで、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲを０．８５に設定する。
【００９８】
ところで、作動油の供給量と回収量のバランスは、作動油の粘度によって変化する。例えば、車両走行時にエンジン１の発熱等によりエンジンルーム内の温度が上昇すると、作動油は温度上昇して粘度が低下する。粘度が低下するとディスク２４に対するケース２３のスリップ量が大きくなり、伝達トルクが低下する。一方、冷機始動時のように作動油の粘度が低いと、スリップ量が小さくなり、伝達トルクが大きくなる。このような作動油の粘度の違いが速度比制御に与える影響を、図１２に示す。
【００９９】
図１２は、図１０と同様の図を、相対的に低粘度の場合（実線Ａ）と相対的に高粘度の場合（実線Ｂ）について示した図である。なお、実線Ａは図１０に示した特性である。
【０１００】
図１２に示すように、相対的に高粘度の場合は、相対的に低粘度の場合の特性を縦軸方向に圧縮したような特性となり、実質的に制御不能な状態となる速度比が小さくなっている。これは、作動油の粘度が高いために、より小さい速度比から供給量が回収量より少なくなるためである。そこで、図７の上限制限速度比テーブルに示したように、作動油温に応じて上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲを設定することとする。
【０１０１】
上述したように、基本下限制限速度比＃ＬＬＴＦＡＮＲは０．２５、上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲは０．８５とし、さらに上限制限速度比ＨＬＴＦＡＮＲは作動油温に応じて変化させることとする。これにより、作動油の粘度変化の影響によってファン回転数の制御性が悪化することを回避できる。
【０１０２】
次に、図３のフローチャートに従って速度比を制御する場合の、制御領域について図１３を参照して説明する。
【０１０３】
図１３の縦軸はファン回転数、横軸は駆動シャフト２１の回転数（インプット回転数）である。図中の破線Ａはエンジン冷却要求目標ファン回転数、点Ｂはアイドル回転かつエアコンスイッチＯＮの場合の要求ファン回転数、実線Ｃは燃費性能から要求されるファン回転数を示している。燃費性能から要求されるファン回転数とは、作動油の供給を停止した状態でのファン回転数である。すなわち、トルク伝達室２７内に空気のみがある状態でのファン回転数である。
【０１０４】
速度比０．８５を示す実線が、高回転側で傾きが小さくなっているのは、回転数が高まるほどスリップ量が大きくなり、駆動シャフト２１の回転上昇に対するファン回転数の上昇が小さくなるからである。
【０１０５】
上述したように、基本的には速度比を０．２５〜０．８５の範囲で制御するので、図１３中に斜線を付した領域で制御することとなる。なお、速度比が０．２５より大きくても、実線Ｃより小さい領域は制御範囲には入らない。これは、作動油の供給を停止しても、構造上、ファン回転数は実線Ｃより低くならないからである。
【０１０６】
ところで、アイドル回転かつエアコンスイッチＯＮの場合の要求ファン回転数は、点Ｂで示すように、速度比０．８５とした場合のファン回転数より大きくなる。この場合には、図３のステップＳ１９０の処理、すなわち、点Ｂが速度比０．８５以下になるようにアイドル回転数を高める。
【０１０７】
次に、図３に示したフローチャートに従ってファン回転数を制御した場合の、エンジン再始動時のファン回転数とエンジン回転数の関係について説明する。なお、前回エンジン停止時には、トルク伝達室２７内に多量の作動油が残った状態であったものとする。
【０１０８】
図１４は、エンジン再始動時のファン回転数とエンジン回転数の関係を示す図であり、縦軸が回転数、横軸が時間を表わしている。実線Ａはエンジン回転数、実線Ｂは本実施形態の制御を実行した場合のファン回転数、破線Ｃは本実施形態の制御を実行しない場合（従来制御）のファン回転数を示している。
【０１０９】
エンジン回転数は、ｔ１でエンジンを再始動するとクランキングにより上昇し始め、その後、完爆状態になってさらに上昇し、ｔ３をピークとしてアイドル回転数まで低下する。
【０１１０】
ファン回転数は、従来制御の場合にはエンジン回転数と同様に一旦大きく上昇し、その後低下する。これは、トルク伝達室２７に残っていた作動油によってトルクが伝達されたためである。
【０１１１】
これに対して、本実施形態の制御を実行すると、従来制御に比べてファン回転数の上昇速度は遅く、また、破線Ｃのように一旦大きく上昇することなく、ｔ２以降はほぼ一定値となる。これは、エンジン停止前に目標ファン回転数を低下させることで作動油の回収量を多くし、再始動時におけるトルク伝達室２７内の作動油量を従来制御に比べて少なくしたうえで、エンジン始動から所定時間経過するまでは、目標ファン速度比ＴＦＡＮＲを通常運転時に比べて低く設定しているからである。
【０１１２】
このように、エンジン再始動時における連れ廻りによるファン回転数の上昇を抑制できるので、騒音レベルを下げることができる。
【０１１３】
以上により本実施形態では、次のような効果を得ることができる。
【０１１４】
（１）エンジン１が停止される可能性が高い運転状態では、トルク伝達室２７からの作動油の排出を促進するよう目標ファン回転数を低下させるので、エンジン停止から短時間後の再始動時に、トルク伝達室２７内に作動油が滞留した状態となることを回避でき、これにより連れ廻りによる騒音を抑制することができる。
【０１１５】
（２）エンジン始動時または始動から所定時間ＳＴＴＭ経過するまでは、作動油の供給を停止するので、エンジン始動時のトルク伝達室２７内の作動油量を低減し、連れ廻りによる騒音を抑制することができる。
【０１１６】
（３）エンジン停止時にエンジン回転数がゼロになるまでの間も、トルク伝達室２７内からの作動油の排出を促進するよう目標ファン回転数を低下させるので、より効果的にトルク伝達室２７から作動油を回収することができる。
【０１１７】
（４）エアコン負荷が所定値以上または機関冷却水温が所定値以上の場合には、上記目標ファン回転数を低下させる制御を禁止するので、冷却性能を確保することができる。
【０１１８】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施形態を適用するシステムの構成図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はファンカップリングの断面図である。
【図３】本実施形態の冷却ファン回転数制御のフローチャートである。
【図４】基本目標ファン回転数テーブルである。
【図５】エンジン冷却要求目標ファン回転数マップである。
【図６】エアコン冷却要求目標ファン回転数マップである。
【図７】上限制限速度比テーブルである。
【図８】Ｐゲインテーブルである。
【図９】Ｉゲインテーブルである。
【図１０】速度比と制御ＤＵＴＹとの関係を示す図である。
【図１１】ファン回転数の制御ＤＵＴＹに対する応答性について示す図である。
【図１２】速度比と制御ＤＵＴＹとの関係を作動油の粘度別に示した図である。
【図１３】ファン回転数の制御領域を示す図である。
【図１４】エンジン再始動時のファン回転数及びエンジン回転数のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
１    エンジン
２    自動変速機
３    変速機コントローラ（ＡＴＣＵ）
４    電制ファンカップリング
５    ファン回転センサ
６    電磁コイル
７    アンダーフード・スイッチング・モジュール（ＵＳＭ）
８    エンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）
９    エアコンコンプレッサ
１０  エアコンコントローラ
１１  Ｐｄ圧センサ
１２  エバポレータ温度センサ
１３  油温センサ
１４  エンジンルーム内温度センサ
２１  駆動シャフト
２２  カバー
２３  ケース
２４  ディスク
２５  セパレートプレート
２６  油溜まり室
２７  トルク伝達室
２８  弁部材
２９  アーマチュア
３０  ループエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010077922.tif 000008
【図７】
2010077922.tif 000009
【図８】
2010077922.tif 000010
【図９】
2010077922.tif 000011
【図１０】
2010077922.tif 000012
【図１１】
2010077922.tif 000013
【図１２】
2010077922.tif 000014
【図１３】
2010077922.tif 000015
【図１４】
2010077922.tif 000016