(57)【要約】      （修正有）【課題】特別な部品を用いることなく、ラジエータファンの故障を速やかに検知できる制御装置を実現する。【解決手段】空調装置の冷媒を冷却するコンデンサとラジエータとを近接させて配置し、その前方又は後方にラジエータファンを配置する前部構造を有する車両に用いられる制御装置が、ラジエータファンの作動信号を検出するファン作動検出部と、空調装置のエバポレータの温度を検出する温度センサとを備え、前記ラジエータファンの作動信号が検出されているにも関わらず空調装置のエバポレータの温度が低下しない場合に前記ラジエータファンが故障しているものと判定することを特徴とする。【選択図】図４
2015028317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置の冷媒を冷却するコンデンサとラジエータとを近接させて配置し、その前方又は後方にラジエータファンを配置する前部構造を有する車両に用いられ、
ラジエータファンの作動信号を検出するファン作動検出部と、空調装置のエバポレータの温度を検出する温度センサとを備え、前記ラジエータファンの作動信号が検出されているにも関わらず空調装置のエバポレータの温度が低下しない場合に前記ラジエータファンが故障しているものと判定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
ラジエータファンが故障していることを運転者に警報するための警報装置とともに用いられ、前記ラジエータファンが故障しているものと判定した場合に前記警報装置に警報を発するための信号を発する請求項１記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を搭載した車両に用いられ、ラジエータファンが故障していることを診断するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関を搭載した車両においては、前端部にラジエータを配し、その前方又は後方にラジエータファンを配置する前部構造が広く採用されている。
【０００３】
このような構成を有する車両において、ラジエータファンが故障した場合、エンジン冷却水が十分冷却されずオーバーヒートが発生する可能性が高まる。そこで、ラジエータファンの故障を検知するための種々の構成が考えられてきている。
【０００４】
このような構成の一例として、ラジエータファンの回転を直接検出するものや、ラジエータの温度を検知しラジエータファンを高い速度で回転させた際のラジエータの温度上昇速度が所定以上である場合にラジエータファンが故障しているものと判定するものが挙げられる（例えば、特許文献１及び２を参照）。
【０００５】
しかし、前記特許文献１記載の構成を採用した場合、ラジエータファンに回転を検知するためのセンサを別途取り付ける必要があり、部品点数の増加やコストの上昇につながるという不具合が存在する。
【０００６】
また、前記特許文献２記載の構成を採用した場合、ラジエータの温度を検知する水温センサは通常シリンダヘッド近傍に設けられることが多く、ラジエータで冷却されたエンジン冷却水が水温センサに達するまで多くの時間を要するので、ラジエータファンの故障に伴うエンジン水温の上昇の検知が遅くなるという不具合が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平１−３３６４５号公報
【特許文献２】特開平７−２５９５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点に着目し、特別な部品を用いることなく、ラジエータファンの故障を速やかに検知できる制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る制御装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る制御装置は、空調装置の冷媒を冷却するコンデンサとラジエータとを近接させて配置し、その前方又は後方にラジエータファンを配置する前部構造を有する車両に用いられ、ラジエータファンの作動信号を検出するファン作動検出部と、空調装置のエバポレータの温度を検出する温度センサとを備え、前記ラジエータファンの作動信号が検出されているにも関わらず空調装置のエバポレータの温度が低下しない場合に前記ラジエータファンが故障しているものと判定する。
【００１０】
このようなものであれば、ラジエータを経由するエンジン冷却水の循環経路と比較して空調装置の冷媒の循環経路は短く、ラジエータファンが故障した場合にはエンジン水温の上昇よりも空調装置のエバポレータの温度が速く上昇するので、このエバポレータの温度が低下しない場合にラジエータファンが故障しているものと判定することにより、ラジエータファンの故障を速やかに検知することができる。さらに、内燃機関が冷却状態でも判定が可能なため、内燃機関のオーバーヒートを回避しやすくなる。また、空調装置にはエバポレータの温度を検知するためのセンサが通常設けられているので、特別な部品を用いることなくラジエータファンの故障を速やかに検知することができる。
【００１１】
なお、本発明において、「ラジエータファンの作動信号を検出する」とは、ラジエータファンを作動させるための電源スイッチが通電状態であることを検出又は記憶していることを含む概念である。また、「エバポレータの温度」とは、エバポレータを通過する冷媒の温度や、エバポレータを通過した空気の温度や、エバポレータの筐体温度等を含む概念である。
【００１２】
ラジエータファンが故障している場合に運転者に緊急な処置を促すようにするための構成の一例として、ラジエータファンが故障していることを運転者に警報するための警報装置とともに用いられ、前記ラジエータファンが故障しているものと判定した場合に前記警報装置に警報を発するための信号を発するものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、特別な部品を用いることなく、ラジエータファンの故障を速やかに検知できる制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の構成を示す概略図。
【図２】同実施形態におけるエアコンディショナの構成を示す概略図。
【図３】同実施形態におけるマグネットクラッチ及びファンモータ、デフォッガへの通電回路及び制御装置を示す回路図。
【図４】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の制御装置がエアコンディショナのエバポレータファンについて実行する制御及びエバポレータを通過する空気の温度を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。内燃機関は、例えば火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１６】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１７】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１８】
図２に、車両の室内の空調を行う空調装置であるエアコンディショナ５の構成を示す。エアコンディショナ５は、冷媒を圧縮するコンプレッサ５１と、圧縮された冷媒を放熱させて液化させるコンデンサ５２と、コンデンサ５２を強制的に空冷するためのコンデンサファン５３と、液化しなかった気体の冷媒を液化した冷媒から分離するレシーバ５４と、液化した冷媒を噴出させるエキスパンションバルブ５５と、噴出して気化した冷媒を受け入れ室内の空気と熱交換させるエバポレータ５６と、高温化した内燃機関の冷却水を受け入れ室内の空気と熱交換させるヒータコア５９と、室内の空気を吸引しエバポレータ５６に向けて吐出してその空気を再び室内に送り込むブロワファン５７と、ブロワファン５７から吐出されエバポレータ５６を通り抜けた空気をどの程度ヒータコア５９に吹き当てるかを調節するエアミックスダンパ５０とを要素とする。コンプレッサ５１、コンデンサ５２、レシーバ５４、エキスパンションバルブ５５及びエバポレータ５６は、ループする冷媒流路により接続してある。
【００１９】
コンプレッサ５１は、内燃機関のクランクシャフトから駆動力の伝達を受けて回転する。クランクシャフトとコンプレッサ５１との間には、両者の接続を断接切換可能なマグネットクラッチ５８が介在する。
【００２０】
コンデンサ５２は、車両のエンジンルームにおける走行風が当たる部位に配置しており、コンデンサファン５３を回転させているか否かにかかわらず、車両の走行中にエンジンルームに吹き込む走行風により冷却される。コンデンサ５２の背後には、内燃機関の冷却水を放熱させるラジエータ７が控えている。すなわち本実施形態では、コンデンサ５２とラジエータ７とを前後に重ね合わせて配置している。ラジエータ７もまた、走行風により冷却される。なお、内燃機関からラジエータ７に冷却水を導入し内燃機関に冷却水を還流させるための冷却水通路は、図２ではループする冷媒流路よりも短く描いているが、実際にはループする冷媒流路よりも長い。
【００２１】
コンデンサファン５３は、ラジエータ７を強制的に空冷するためのラジエータファンを兼ねている。コンデンサファン５３は、ラジエータ７の背後に位置しており、前方から空気を吸引して後方に吐出することで、コンデンサ５２及びラジエータ７をともに冷却する。
【００２２】
ブロワファン５７から吐出された空気は、エバポレータ５６を通過する際に、冷媒から冷熱を得（冷媒に熱を奪われ）て低温化する。同時に、当該空気に含まれていた水蒸気が凝縮してエバポレータ５６に付着し、湿度が低下する。エバポレータ５６は、夏期に室内の温度を低下させる冷房のためだけでなく、冬季に室内の湿度を低下させて車両の窓ガラスの曇りを低減する役割をも担う。
【００２３】
エアミックスダンパ５０は、エバポレータ５６を通過した空気のうち、ヒータコア５９を通過して室内に向かう空気の量と、ヒータコア５９を迂回して室内に向かう空気の量との割合を調節する。このエアミックスダンパ５０により、室内に吹き出す風の温度を調整することが可能である。
【００２４】
図３に、マグネットクラッチ５８、コンデンサファン５３を駆動するファンモータ５３１、ブロワファン５７を駆動するファンモータ５７１に通電する電気回路６を示す。電源となるのは、車載のバッテリ６１、及び／または、内燃機関のクランクシャフトから駆動力の伝達を受けて回転し発電するオルタネータ６２である。
【００２５】
回路６上のリレースイッチ６３がＯＮになると、マグネットクラッチ５８に通電されてこれが締結し、コンプレッサ５１が回転して冷媒を圧縮する作動状態となる。リレースイッチ６４がＯＮになると、ファンモータ５３１に通電されてコンデンサファン５３が回転する作動状態となる。リレースイッチ６５がＯＮになると、ファンモータ５７１に通電されてブロワファン５７が回転する作動状態となる。因みに、リレー６３、６４、６５は、パワートランジスタやＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子に置き換えられてもよい。
【００２６】
本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２７】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、エアコンディショナ５のエバポレータ５６から吹き出される空気の温度（以下、エバポレータ通過風温度と称する）を検出する温度センサから出力されるエバポレータ温信号ｆ、外気の温度を検出する温度センサから出力される外気温信号ｇ等が入力される。
【００２８】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、リレースイッチ６３に対してＯＮ（通電）信号ｌ、リレースイッチ６４に対してＯＮ信号ｍ、リレースイッチ６５に対してＯＮ信号ｎ、コンデンサファン５３が故障していることを運転者に警報するための図示しない警告ランプに対してＯＮ信号ｏ等を出力する。
【００２９】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ＥＣＵ０は、各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏを出力インタフェースを介して印加する。
【００３０】
また、本実施形態では、エバポレータ通過風温度が所定の範囲内となるようにコンデンサファン５３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようにしている。より具体的には、エバポレータ通過風温度が所定の上限温度ＴHまで上昇した際にコンデンサファン５３を作動させる、換言すれば回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにするとともに、エバポレータ通過風温度が所定の下限温度ＴLまで下降した際にコンデンサファン５３の作動を中止させる、換言すれば回路６上のリレースイッチ６３をＯＦＦにする制御を行うようにしている。
【００３１】
しかして本実施形態では、ＥＣＵ０は、ラジエータファンすなわちコンデンサファン５３を作動させるようにしているにも関わらず、換言すれば回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにしているにも関わらず、前記エバポレータ温信号ｆが示すエバポレータ通過風温度が低下しない場合に、前記コンデンサファン５３が故障しているものと判定し、コンデンサファン５３が故障しているものと判定された場合には、警報装置に警報を発するための信号を発する制御を行うためのファン故障判定制御プログラムを内蔵している。本実施形態では、プロセッサがこのファン故障判定制御プログラムを実行することにより、ＥＣＵ０はファン作動検出部として機能する。本実施形態では、警報装置に警報を発するための信号を発する制御として、警告ランプにＯＮ信号ｏを出力する、すなわち警告ランプに通電する制御を行う。このファン故障判定制御プログラムは、コンプレッサが運転状態であり、送風ファンがＯＮであり、車速が所定車速以下であるという条件が満たされている状態で、前記回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにする度に実行される。
【００３２】
以下、プロセッサがこのファン故障判定制御プログラムを実行することにより行われる制御の手順を、フローチャートである図４を参照しつつ以下に示す。
【００３３】
回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにした際には（ステップＳ１）、エバポレータ５６から吹き出されるエバポレータ通過風温度Ｔ1を検知し（ステップＳ２）、所定期間経過後、例えば３秒後に（ステップＳ３）、再度エバポレータ５６から吹き出されるエバポレータ通過風温度Ｔ2を検知する（ステップＳ４）。そして、先に検知した前記エバポレータ通過風温度Ｔ1と比較して後に検知した前記エバポレータ通過風温度Ｔ2が低下していない場合には（ステップＳ５）、前記コンデンサファン５３が故障しているものと判定し（ステップＳ６）、警告ランプに通電する（ステップＳ７）。
【００３４】
すなわち、図５の時刻Ｔ以前のように、回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにするとエバポレータ５６から吹き出される空気の温度が低下する場合は、前記コンデンサファン５３が故障しているものと判定されないので、警告ランプに通電する制御は行われない。これに対して、同図の時刻ｔ1以後のように、回路６上のリレースイッチ６３をＯＮにしてもエバポレータ５６から吹き出される空気の温度が低下しない場合は、前記コンデンサファン５３が故障しているものと判定されるので、警告ランプに通電する制御が行われる。
【００３５】
以上に述べたように、本実施形態によれば、ラジエータ７を経由するエンジン冷却水の循環経路と比較してエアコンディショナ５の冷媒の循環経路は短く、コンデンサファン５３が故障した場合にはエンジン冷却水の温度よりもエバポレータ５６から吹き出される空気の温度の方が速く上昇するので、この温度が低下しない場合にコンデンサファン５３が故障しているものと判定することにより、コンデンサファン５３の故障を速やかに検知することができる。さらに、内燃機関が冷却状態でも判定が可能なため、内燃機関のオーバーヒートを回避しやすくなる。また、エバポレータ５６から吹き出される空気の温度の検知には、この空気の温度を検出すべく温度センサがもともと備えられているのでこの温度センサをそのまま利用することができ、特別な部品を用いることなくラジエータファンの故障を速やかに検知することができる。
【００３６】
加えて本実施形態では、コンデンサファン５３が故障していることを運転者に警報するための警報装置である警告ランプを備えており、前記コンデンサファン５３が故障しているものと判定した場合に前記警告ランプに通電するようにしているので、コンデンサファン５３が故障している場合には警告ランプが点灯する。従って、運転者に緊急な処置を促すことができる。
【００３７】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、警報装置として警告ランプを用いているが、ブザーを用いてもよく、また、液晶等により形成した画面にラジエータファンが故障していることを視認可能に表示するようにしてもよい。さらに、警報装置と合わせて、内燃機関の冷却水温が高温になるほど運転を制限し、冷却水の温度上昇を抑制するなどのフェイルセーフ制御と組み合わせてもよい。
【００３９】
また、ラジエータと空調装置のコンデンサとの配置は、走行風を利用してこれらを同時に冷却可能であるとともにラジエータファンを利用してもこれらを同時に冷却可能であれば、上述した実施形態に係る配置に限らず、任意に設定してよい。
【００４０】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００４１】
０…制御装置（ＥＣＵ）
５…空調装置
５２…コンデンサ
５３…ラジエータファン（コンデンサファン）
５６…エバポレータ
７…ラジエータ
【図１】
2015028317.tif 000003
【図２】
2015028317.tif 000004
【図３】
2015028317.tif 000005
【図４】
2015028317.tif 000006
【図５】
2015028317.tif 000007