JPH04132818A - エンジンの電動ファン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの電動ファン制御装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 一般に、水冷式エンジンを備えた自動車には、エンジン
冷却水を冷却するラジェータと、ラジェータに送風する
電動ファンとが設けられる。そして、冷却水温度等に応
じて電動ファンのオン・オフあるいは送風量を制御する
ために（以下、このような制御を送風制御という）、電
動ファン制御装置が設けられる。

かかる電動ファン制御装置は、基本的には水温センサに
よって検出される冷却水温度に基づいて送風制御を行な
うようになっており、具体的には、冷却水温度が設定値
より高いか否かによって電動ファンをオン・オフするよ
うにした電動ファン制御装置、複数の電動ファンが設け
られた場合において冷却水温度が第１設定値を超えたと
きには１つの電動ファンをオンし、第２設定値を超えた
ときには両電動ファンをオンするようにした電動ファン
制御装置、あるいは冷却水温度に応じて電動ファンの回
転数を変えるようにした電動ファン制御装置（特開昭６
０−７５７１５号公報参照）などが知られている。なお
、水温センサは、通常ウォータジャケットの冷却水排出
口に接続される冷却水排出通路に臨んで設けられる。ま
た、冷却水温度のほか、冷却水温度の時間に対する変化
率、エンジン負荷等をも考慮して送風制御を行なうよう
にした電動ファン制御装置も知られている。

「発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように少なくとも水温センサの検出
値に基づいて送風制御を行なう電動ファン制御装置を備
えた自動車では、エンジン停止後、エンジンが十分に冷
却されていない間にエンジンを再始動させると（以下、
これを温間再始動という）、エンジン始動直後に、電動
ファンが突然回転しはじめ、短時間で停止するといった
一過性の現象が生じ（以下、これを始動直後回転現象と
いう）、これによって騒音が発生し、運転者に不快感を
与えるといった問題がある。

また、例えば夏季における渋滞路走行時等、エンジンの
オーバーヒートが生じやすい状況下においては（オーバ
ーヒート懸念時）、冷却水温度に基づいて送風制御を行
なうようにした上記従来の電動ファン制御装置では、オ
ーバーヒートに対する対応が遅れがちになるといった問
題がある。

本発明は、上記従来の問題点を解消するためになされた
ものであって、温間再始動時における電動ファンの始動
直後回転現象の発生を防止することができ、かつオーバ
ーヒート懸念時において、オーバーヒートの発生を防止
することができる、エンジンの電動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］ 本願発明者らは、温間再始動時における電動ファンの始
動直後回転現象が次のような原因によって発生するもの
と考えた。

すなわち、エンジンが停止されるとウォータポンプも停
止され、冷却系統内の冷却水の循環が止まる。そして、
この後しばらくは、エンジンがその熱容量により高温状
態に保持されるので、ウォータジャケット内に滞留して
いる冷却水が高温となる。しかしながら、ウォータジャ
ケット外（主としてラジェータ内）の冷却水は急速に冷
却されるので、冷却系統全体としての冷却水の平均温度
は速やかに低下する。ここでエンジンが再始動されると
（温間再始動）、ウォータポンプが駆動され、ウォータ
ジャケット内に滞留していた高温の冷却水が冷却水排出
通路に排出され、このため水温センサで検出される冷却
水温度が非常に高くなり、電動ファンがオンされる。し
かしながら、ウォータジャケット内に滞留していた冷却
水は比較的短時間で水温センサまわりを通過してしまう
ので、まもなく水温センサで検出される冷却水温度が正
常に復帰し、冷却水全体の平均温度がことさら高温でな
い限り電動ファンがオフされる。このようにして始動直
後回転現象が発生する。

第１の発明は、かかる考察結果に基づき、前記の目的を
達成するため、ラジェータに送風する電動ファンを制御
するエンジンの電動ファン制御装置において、少なくと
も冷却水温度に基づいて予め設定される判定基準に従っ
て電動ファンの送風制御を行なう一方、エンジン始動後
一定期間は、上記送風制御を停止するようにしたことを
特徴とするエンジンの電動ファン制御装置を提供する。

また、本願発明者らは、オーバーヒート懸念時には、冷
却水温度の時間的平均が高くなったり、冷却水温度が非
常に高くなる頻度が高まるなどといった現象が生じるが
、これらは冷却水温度の履歴に反映されるので、逆に冷
却水温度の履歴からオーバーヒートが生じやすい状況の
有無を把握することができると考えた。

第２の発明は、かかる考察結果に基づき、前記の目的を
達成するため、ラジェータに送風する電動ファンを制御
するエンジンの電動ファン制御装置において、少なくと
も冷却水温度に基づいて予め設定される判定基準に従っ
て電動ファンの送風制御を行なう一方、冷却水温度の履
歴に応じて上記判定基準を変更するようにしたことを特
徴とするエンジンの電動ファン制御装置を提供する。

第３の発明は、第２の発明のエンジンの電動ファン制御
装置において、エンジン始動後一定期間は、判定基準を
電動ファン不作動側に固定するようにした判定基準変更
手段を備えたことを特徴とするエンジンの電動ファン制
御装置を提供する。

［発明の作用・効果コ 第１の発明によれば、温間再始動時には、エンジン始動
直後一定期間だけ、冷却水温度に基づく電動ファンの送
風制御が停止され、この間にウォータジャケット内に滞
留していた高温の冷却水が水温センサまわりを通過して
しまう。したがって、電動ファンの送風制御が再開され
たときには、冷却系統全体の冷却水のほぼ平均温度が検
出されるので、始動直後回転現象の発生したがってこれ
に起因する騒音の発生が防止される。また、冷却水の不
必要な冷却が防止されるので、エンジンの暖機が促進さ
れ、燃料の気化・霧化が促進される。

第２の発明によれば、冷却水温度の履歴が把握され、こ
の履歴からオーバーヒートが生じやすい状況の有無が検
出される。そして、判定基準か変更できるようになって
いるので、オーバーヒートが生じやすい状況が発生した
ときは、判定基準を、電動ファン作動側、例えばより低
い基準温度で電動ファンがオン・オフされる側に変更す
ることによって、かかる状況に早期に対応することかで
き、オーバーヒートの発生を防止することができる。

第３の発明によれば、まずもって第２の発明と同様の作
用・効果が得られる。さらに、温間再始動時には一定期
間だけ、判定基準が電動ファン不作動側、例えばより高
い基準温度で電動ファンがオン・オフされる側に固定さ
れるので、ウォータジャケット内に滞留していた高温の
冷却水による電動ファンの始動直後回転現象の発生した
がってこれに起因する騒音の発生が防止される。また、
冷却水の不必要な冷却が防止され、燃料の気化・霧化が
促進される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、自動車１のエンジンルーム２のほ
ぼ中央部には、冷却系統Ｃを備えた水冷式エンジン３が
配置されている。そして、エンジンルーム２の前端部に
は、冷却系統Ｃの一部をなすラジェータ４が配置され、
このラジェータ４の後側に、ラジェータ４に強制的に送
風を行なう電動ファン５が配置されている。

第１図に示すように、冷却系統Ｃにおいては、エンジン
３内に形成されたウォータジャケット６内の冷却水が、
冷却水排出通路７を通してラジェータ４に送られ、ラジ
ェータ４内で冷却された冷却水が冷却水戻り通路８を通
してウォータジャケラ／ トロ内に戻されるといった冷却水の循環が行なわれ、こ
のような冷却水の循環を行なわせるために、冷却水戻り
通路８にはウォータポンプ９が設けられている。

そして、冷却水排出通路７には、抵抗式測温体１１ａか
らなる水温センサ１１が設けられている。

さらに、冷却水温度が低いときには、エンジン３の過冷
却を防止するために冷却水排出通路７内の冷却水をバイ
パス冷却水通路１２を通して冷却水戻り通路８に流入さ
せるサーモスタット１３が設けられている。

また、各種電気機器に電力を供給するためにバッテリ１
５が設けられている。このバッテリ１５の電力は、イグ
ニッションスイッチ１６が介設された第１導線１７を介
して各種電気機器Ｉ８に供給され、パワートランジスタ
１９が介設された第２導線２１を介して電動ファン５に
供給され、かつ第３導線２２を介してコントロールユニ
ット２３に供給されるようになっている。

そして、コントロールユニット２３は、第４導線２４を
介して水温センサ１１の抵抗式測温体ｌｌａに接続され
、抵抗式測温体１１ａの電気抵抗を検出することによっ
て、冷却水排出通路７内の冷却水温度を検出するように
なっている。また、コントロールユニット２３は、第５
導線２５を介してパワートランジスタ１９のベースに接
続され、ベースに電圧を印加するか否かによってパワー
トランジスタ１９のコレクタ・エミッタ間すなわち第２
導線２１を電気的に導通または遮断し、電動ファン５を
オン・オフするようになっている。さらに、コントロー
ルユニット２３は、第６導線２６を介してイグニッノヨ
ンスイッチ１６のアース側端子（マイナス側端子）に接
続され、このイクニッノヨンスイッチ１６のアース側端
子の電圧を検出することによって、イグニッンヨンスイ
ッチ１６のオン・オフを検出するようになっている。

コントロールユニット２３は、請求項１〜請求項３に記
載された電動ファン制御装置に相当し、冷却水温度とイ
グニッションスイッチのオン・オフとを入力情報として
、電動ファン５の送風制御を行なうようになっているが
、以下、第３図に示すフローチャートに従って、コント
ロールユニット２３による送風制御の制御方法を説明す
る。

この送風制御は、概略的には、まずステップ＃ｌ〜ステ
ップ＃３で、冷却水温度Ｔｗとイグニッションスイッチ
１６のオン・オフとを読み込み、これらに基づいて、エ
ンジン始動直後（１０秒以内）であるか否かと、エンジ
ン３がオーバーヒートしやすい状況にあるか否かとを判
定し、■エンジン始動直後（１０秒以内）であれば、本
願「発明が解決しようとする課題」で説明したような電
動ファン５の始動直後回転現象の発生を防止するために
、ステップ＃４〜ステップ＃８の電動ファン不作動側ル
ーチン、すなわち電動ファン５をオン・オフすべき基準
温度（判定基準）が高い方のルーチンを実行し、 ■エンジン始動直後でない場合（１０秒経過後）におい
て、オーバーヒート懸念時でないときには、燃費性能を
高めるために前記の電動ファン不作動側ルーチン（ステ
ップ＃４〜ステップ＃８）を実行し、 ■一方、オーバーヒート懸念時には、オーバーヒートの
発生を防止するために、ステップ＃９〜ステップ＃１３
の電動ファン作動側ルーチン、すなわち電動ファン５を
オン・オフすべき基準温度（判定基準）が低い方のルー
チンを実行するような構成となっている。

ステップ＃ｌでは、冷却水温度Ｔｗと、イグニッション
スイッチ１６のオン・オフとが読み込まれる。

ステップ＃２では、エンジン始動後１０秒以内であるか
否かが判定される。この判定は、イグニッションスイッ
チ１６がオフからオンに変化した後、すなわちイグニッ
ションスイッチ１６のアース側端子の電圧が０からプラ
スに変化した後の経過時間をカウントし、これｈ月０秒
以内であるか否かを比較することによって行なわれる。

そして、このステップ＃２で、エンジン始動後１０秒以
内であると判定されれば（ＹＥＳ）、本願「発明が解決
しようとする課題」で説明したような始動直後回転現象
の発生を防止するために、後で説明する電動ファン不作
動側ルーチン（ステップ＃４〜ステップ＃８）が実行さ
れる。

一方、ステップ＃２で、エンジン始動後１０秒を超えて
いると判定されれば（ＮＯ）、ステップ＃３で、過去３
０分以内に冷却水温度Ｔｗが予め設定されるオーバーヒ
ート判定基準温度Ｔｗｓを超えたことがあるか否かが判
定される（第４図参照）。

本実施例では、過去３０分以内にＴｗ＞Ｔｗ５となった
ことがあれば、オーバーヒート懸念時であるとみなされ
る。具体的には、最後にＴｗ＞Ｔｗｓとなった時点から
の経過時間がカウントされ、この経過時間が３０分以内
であるか否かによって、過去３０分以内にＴｗ＞Ｔｗ５
となったことがあるか否かが判定される。上記カウント
は、Ｔｗ＞Ｔｗｓとなるたびにリセットされ新たなカウ
ントが開始されるが、ステップ＃２でエンジン始動後１
０秒以内であると判定された場合には、その回に読み込
まれた冷却水温度ＴｗがＴＷ５を超えていてもカウント
のリセットは行なわれない。すなわち、温間再始動時に
おいて、ウォータジャケット６内に滞留していた高温の
冷却水の温度が、オーバーヒートが生じやすい状況の有
無の判定資料とされるのを防止するためである。

ここにおいて、コントロールユニット２３は基本釣には
エンジン停止時においても制御を続行しているので、ス
テップ＃３では、エンジン３の停止・運転にかかわりな
く、過去３０分以内にＴｗ＞Ｔｗｓとなったことがある
か否かが判定される。

したがって、−旦エンジン３を停止させた場合でも、エ
ンジン停止前の冷却水温度の履歴すなわちオーバーヒー
トに関する情報がエンジン再始動後に引き継がれる。

ステップ＃３て、過去３０分以内にＴｗ＞Ｔｗｓとなっ
たことがあると判定されれば（ＹＥＳ）、すなわちオー
バーヒート懸念時であれば、オーバーヒートの発生を防
止するため、後で説明する電動ファン作動側ルーチン（
ステップ＃９〜ステップ＃１３）が実行される。

一方、ステップ＃３で、過去３０分以内にＴｐ＞Ｔｗｓ
となったことがないと判定されれば（Ｎｏ）、オーバー
ヒート懸念時ではないので、冷却水温度を比較的高く保
って燃費性能の向上を図るために、電動ファン不作動側
ルーチン（ステップ＃４〜ステップ＃８）が実行される
。

以下、電動ファン不作動側ルーチン（ステップ＃４〜ス
テップ＃８）を説明する。

ステップ＃４ては冷却水温度ＴＶが電動ファン作動温度
Ｔｗ、より高いか否かが比較され、ステップ＃５では冷
却水温度Ｔｗが電動ファン停止温度ＴＷ２より低いか否
かが比較され、これらの比較結果に基づいて、Ｔｗ＞Ｔ
ｗ、であるか、Ｔ　ｗ＜　Ｔ　Ｗ２であるか、それとも
ＴＷ２≦Ｔｗ≦Ｔ★１であるかが判定される。なお、Ｔ
ｗｔ、Ｔｗ３．Ｔｗｓの大小関係は第４図のとおりであ
る。

Ｔｗ＞Ｔｗｔであれば（ステップ＃４でＹＥＳ）、無条
件にステップ＃７が実行され、電動ファン５がオンされ
る（オン状態の継続を含む）。

Ｔｗ＜Ｔｗｔであれば（ステップ＃４でＮＯかつステッ
プ＃５でＹＥＳ）、無条件にステップ＃８が実行され、
電動ファン５がオフされる（オフ状態の継続を含む）。

Ｔｔ２≦Ｔｗ≦Ｔｗ、であれば（ステップ＃４でＮ。

かつステップ＃５でＮＯ）、さらにステップ＃６で、電
動ファン５がオンされているか否かが判定され、電動フ
ァン５がオン状態にあれば（ＹＥＳ）ステップ＃７が実
行されオン状態が継続され、電動ファン５がオフ状態に
あれば（Ｎｏ）ステップ＃８が実行されオフ状態が継続
される。したがって、冷却水温度Ｔｗが低温状態から上
昇するときには、Ｔｗ＞Ｔｗ、となった時点で電動ファ
ン５がオンされ、この後冷却水温度Ｔｗが下がったとき
には、Ｔｗ＜Ｔｗｔとなった時点で電動ファン５がオフ
されといったヒステリシスが生じ、これによってハンチ
ングが防止される。

このような電動ファン不作動側ルーチンが実行されると
、冷却水温度Ｔｖが概ねＴｗ、〜Ｔｗ＋に保持され、し
たがって冷却水温度Ｔｗが比較的高温に保たれるので、
燃費性能が高められる。また、温間始動時においては、
始動直後回転現象の発生が防止される。なお、ステップ
＃７またはステップ＃８が実行された後は、ステップ＃
１に復帰する。

以下、電動ファン作動側ルーチン（ステップ＃９〜ステ
ップ＃１３）を説明する。

この電動ファン作動側ルーチンは、前記した電動ファン
不作動側ルーチンと同一の制御ロジックとなっており、
ステップ＃９〜ステップ＃１３が、夫々、ステップ＃４
〜ステップ＃８に対応しているので、各ステップの個々
の説明は省略し、以下では相異点のみを説明する。

第４図に示すように、電動ファン作動ルーチンにおいて
は、電動ファン作動温度ＴＷ３と電動ファン停止温度Ｔ
Ｖ、とが、夫々、電動ファン不作動側ルーチンの場合（
Ｔ　ｗ＋　、　Ｔ　Ｗ２）より低い値に設定されている
。

この結果、電動ファン作動側ルーチンが実行されると、
冷却水温度Ｔｗが概ねＴＶ４〜ＴＷ３に保持され、した
がって冷却水温度ＴＶが比較的低温に保たれるので、オ
ーバーヒート懸念時において、オーバーヒートの発生を
防止することができる。

なお、本実施例では、電動ファン作動側ルーチンを実行
することにより、始動直後回転現象の発生を防止するよ
うにしているが、エンジン始動時に一定期間（１０秒間
）だけ電動ファン５を強制的にオフさせ、始動直後回転
現象の発生を防止するようにしてもよい。このようにす
れば、エネルギロスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる電動ファン制御装置を備えた
自動車の、エンジン及び冷却系統のシステム構成図であ
る。 第２図は、本発明にかかる電動ファン制御装置を備えた
自動車のエンジンルームの斜視図である。 第３図は、コントロールユニットによる送風制御の制御
方法を示すフローチャートである。 第４図は、送風制御における、オーバーヒート判定基準
温度と、電動ファン作動温度と、電動ファン停止温度の
関係を示す図である。 Ｃ・・・冷却系統、ｌ・・・自動車、２・・・エンジン
ルーム、３・・・エンジン、４・・・ラジェータ、５・
・・電動ファン、６・・・ウォータジャケット、７・・
・冷却水排出通路、８・・・冷却水戻り通路、１１・・
・水温センサ、１９・・・パワートランジスタ、２３・
コントロールユニット。 第２図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ラジエータに送風する電動ファンを制御するエン
   ジンの電動ファン制御装置において、少なくとも冷却水
   温度に基づいて予め設定される判定基準に従って電動フ
   ァンの送風制御を行なう一方、エンジン始動後一定期間
   は、上記送風制御を停止するようにしたことを特徴とす
   るエンジンの電動ファン制御装置。
2. （２）ラジエータに送風する電動ファンを制御するエン
   ジンの電動ファン制御装置において、少なくとも冷却水
   温度に基づいて予め設定される判定基準に従って電動フ
   ァンの送風制御を行なう一方、冷却水温度の履歴に応じ
   て上記判定基準を変更するようにしたことを特徴とする
   エンジンの電動ファン制御装置。
3. （３）請求項２に記載されたエンジンの電動ファン制御
   装置において、 エンジン始動後一定期間は、判定基準を電動ファン不作
   動側に固定するようにした判定基準変更手段を備えたこ
   とを特徴とするエンジンの電動ファン制御装置。