外部控制型風扇耦合裝置的控制方法

文檔序號：5797052閱讀：327來源：國知局

專利名稱：外部控制型風扇耦合裝置的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，詳
細地說，涉及如下的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法在汽車等車輛中，為了控制內燃機冷卻用風扇的轉速而根據油門
開度信號等各種信號來控制設置于內燃機的風扇驅動用輸出軸側與上述風扇之間的外部控制型風扇耦合裝置。
背景技術：
以往公開了由電磁鐵與流體耦合器的組合、電磁離合器與磁式耦合器的組合、或者電動致動器與流體耦合器的組合構成的外部控制型風扇耦合裝置以及如下的控制方法根據油門開度信號、內燃機冷卻水溫信號、內燃機轉速信號等傳感器輸出信號，對該外部控制型風扇耦合裝置使用PID控制(利用比例、積分、微分的反饋控制方式)、自適應控制等控制方式來控制風扇的轉速(例如參照專利文獻1~7)。
專利文獻l:日本特開2003—239741/>才艮
專利文獻2:曰本凈爭開2004—340373乂^才艮
專利文獻3:日本特開2002-195303公凈艮
專利文獻4:日本特開2003 —1560727>才艮
專利文獻5:曰本凈爭開2006—162062/>才艮
專利文獻6:曰本4爭開2006—162063/^才艮
專利文獻7:曰本對爭開2006—1124667^才艮

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題但是，上述任一個專利文獻中都沒有公開根據傳感器輸出信號的種類將用于控制風扇轉速的運算處理的頻率設定為不同數值的內容，在上述專利文獻中，對所有傳感器輸出信號同時并且用同一頻率進行運算處理。
因此，在將運算處理的頻率設定為0.5Hz左右較低的數值的
突然加速時的油門開度(節(jié)氣門開度)的急劇變化(增大)的情況。在運算處理結果中反映不出油門開度的急劇增大的情況下，風扇耦合裝置從動側的轉速追隨伴隨著油門開度急劇增大的、風扇耦合裝置驅動側的轉速的急劇增大，也急劇增大，從而風扇的轉速急劇增大。因此，導致由風扇耦合裝置從動側奪取馬力引起的加速性能的降低以及產生來自風扇的較大的噪聲。并且，當根據突然起動或突然加速后的油門的高開度狀態(tài)而風扇的高速旋轉狀態(tài)持續(xù)時，不僅來自所述風扇的較大噪聲持續(xù)，還會產生馬力的較大損失，導致燃燒消耗率降低。
另一方面，在將運算處理的頻率設定為10Hz左右較高的數值的情況下，ECU(電子控制單元)必須以高頻(短周期)對來自各種傳感器的所有輸出信號執(zhí)行運算處理，從而需要以高速進行運算處理的CPU、大容量的存儲器等。另外，由于ECU的運算負擔的增大，可能會出現(xiàn)如下狀況由ECU進行的用于其它控制的運算處理產生延遲，或者來自CPU的發(fā)熱增大。
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于通過使用于
速檢測用信號和突然加速檢測用信號以外的信號的情況下不同，來實現(xiàn)降低車輛起動時或加速時的風扇噪聲、減小馬力損失、提高車輛加速性以及減輕ECU的運算負擔。用于解決問題的方案本發(fā)明的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法為了控制設置于外部控制型風扇耦合裝置從動側的風扇的轉速，通過在運算處理部中對突然加速檢測用信號和上述突然加速檢測用信號以外的信號進行運算處理來生成控制信號，根據該控制信號控制從上述外部控制型風扇耦合裝置的驅動側向從動側的轉矩傳遞，該外部控制型風扇耦合裝置的控制方法的特征在于，上述運算處理部以如下頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號的運算處理，該頻率高于上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理的頻率。
根據本發(fā)明，以短周期執(zhí)行突然加速檢測用信號的運算處理，因此能夠檢測車輛的突然起動或突然加速并瞬間反映到運算處理結果中，相對于伴隨著突然起動或突然加速的外部控制型風扇耦合裝置驅動側的轉速的急劇增大，通過進行控制來抑制從動側的轉速能夠抑制風扇的轉速的急劇增大。因此，能夠降低車輛起動時或加速時的風扇噪聲、減小馬力損失以及實現(xiàn)
車輛的良好加速。另外，根據本發(fā)明，以長周期執(zhí)行突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理，因此不需要以高速進行運
算處理的CPU、大容量的存儲器等，由于減輕ECU的運算負擔，由ECU進行的用于其它控制的運算處理能夠順利地進行、并且能夠抑制來自CPU的發(fā)熱。
在此，優(yōu)先以大約1 5Hz的頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號的運算處理。原因如下在不足大約lHz的情況下，對車輛突然起動時以及突然加速時的響應性較低而得不到所希望的效果，另外，即使高于大約5Hz,在效果上也沒有差別，而ECU 的運算負擔、存儲器容量變大并且來自ECU的發(fā)熱也增大，并且，還存在閥構件的落座聲等的產生間隔變短而來自外部控制型風扇耦合裝置的噪聲變大的情況。另外，優(yōu)先以大約0.05 0.2Hz的頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理。原因如下在不足大約0.05Hz 的情況下，無法正確把握散熱器冷卻液(發(fā)動機冷卻水)、空調制冷劑壓力等并將其反映到控制中，從而帶來過熱、過冷、空調的溫度響應性降低等問題，另外，即使高于大約0.2Hz,在效果上也沒有差別，而ECU的運算負擔、存儲器容量的減少效果降低并且來自ECU的發(fā)熱減少效果降低。
另外，上述突然加速檢測用信號以外的信號包括發(fā)動機轉速信號和風扇轉速信號，上述運算處理部在上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理中，也可以以如下頻率執(zhí)行上述發(fā)動機轉速信號以及上述風扇轉速信號的運算處理，該頻率高于上述發(fā)動機轉速信號和上述風扇轉速信號以外的信號的運算處理的頻率。如果這樣，能夠進行與發(fā)動機的狀況、風扇的狀況相應的更細微的控制，控制性能進一步提高，結果是能夠抑制風扇噪聲以及大幅提高燃燒消耗率。
此外，突然加速檢測用信號是指用于檢測突然加速(也包括突然起動)的信號，在使用油門踏板進行加速的車輛中，能夠使用油門開度信號(即，節(jié)氣門開度信號)作為突然加速檢測用信
另外，在本發(fā)明的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法中，將上述外部控制型風扇耦合裝置設為具備轉矩傳遞間隙部，其i殳置于上述驅動側與上述乂人動側之間，流入流出油；閥構件，其設置在與該轉矩傳遞間隙部連通的油循環(huán)通路上，開閉該油循環(huán)通^各；以及電》茲《失，其控制該閥構件的開閥閉閥動作，其中，能夠設為通過利用上述控制信號控制對上述電磁鐵的通電來增減上述轉矩傳遞間隙部中上述驅動側和上述從動側的油有效接觸面積，從而控制從上述驅動側向上述從動側的轉矩傳遞。
或者，將上述外部控制型風扇耦合裝置設為具備設置于上述驅動側的電》茲離合器以及設置于上述從動側的》茲耦合器，其中，能夠設為通過利用上述控制信號控制對上述電磁離合器的通電來切換上述電磁離合器與上述磁耦合器之間的連動/非連動狀態(tài)，,人而4空制乂人上述驅動側向上述/人動側的轉矩傳遞。
或者，將上述外部控制型風扇耦合裝置設為具備轉矩傳遞間隙部，其設置于上述驅動側與上述從動側之間，流入流出油；閥構件，其"i殳置在與該轉矩傳遞間隙部連通的油循環(huán)通J各上，控制該油循環(huán)通路的開閉；以及電動致動器，其控制該閥構件的開閥閉閥動作，能夠設為通過利用上述控制信號控制對上述電動致動器的通電來增減上述轉矩傳遞間隙部中上述驅動側和上述從動側的油有效接觸面積，從而控制從上述驅動側向上述/人動側的轉矩傳遞。
發(fā)明的效果
根據本發(fā)明，以短周期執(zhí)行突然加速檢測用信號的運算處理，因此在檢測出車輛的突然起動或突然加速時，能夠瞬間進行控制使從外部控制型風扇耦合裝置的驅動側向從動側的轉矩傳遞為最小。因此，能夠降低車輛起動時或加速時的風扇噪聲、減小馬力損失以及實現(xiàn)車輛的良好加速。另外，根據本發(fā)明，以長周期執(zhí)行突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理，因此能夠減輕ECU的運算負擔，使存儲器小容量化，抑制來自CPU 的發(fā)熱。

圖l是用于實施本發(fā)明的一個實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法的系統(tǒng)結構圖。圖2是用于實施該控制方法的其它系統(tǒng)結構圖。圖3是用于實施該控制方法的另一個系統(tǒng)結構圖。圖4是用于實施本發(fā)明的其它實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法的要部系統(tǒng)結構圖。附圖標記"i兌明
1:內燃機(發(fā)動機)；3:外部控制型風扇耦合裝置；3a: 從動側；3b:驅動側；4:風扇；5:轉矩傳遞間隙部；6:油循環(huán)通路；7:閥構件；8:電磁鐵；11: ECU(運算處理部)；12: 電磁離合器；13:磁耦合器；14:電動致動器。
具體實施例方式
下面，根據

本發(fā)明的實施方式。下面的各實施方式是使用油門踏板進行加速的車輛的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，因此設為使用油門開度信號作為突然加速檢測用信號。
圖l示出用于實施本發(fā)明的一個實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法的系統(tǒng)結構圖，圖2示出用于實施該控制方法的其它系統(tǒng)結構圖，圖3示出用于實施該控制方法的另一個系統(tǒng)結構圖。
首先，說明圖l所涉及的實施方式。在圖l中，l表示車輛的內燃機(發(fā)動才幾)，2表示流通發(fā)動才幾冷卻液的散熱器。在發(fā)動機1的風扇驅動用輸出軸側la配置外部控制型風扇耦合裝置3 ，在外部控制型風扇耦合裝置3的輸出側(從動側)3 a配置風扇4 ，該風扇4用于通過從散熱器2側吸引空氣來向散熱器2送風，從而對散熱器2內的發(fā)動機冷卻液進行氣冷。
外部控制型風扇耦合裝置3如上述日本特開2003-239741 公報、日本特開2004-340373公報等中公開的那樣，使用電磁鐵與流體耦合器的組合，雖然在圖l中沒有進行詳細圖示，但是在
驅動側3b也就是發(fā)動才幾輸出軸側1 a與從動側3a(風扇4側)之間具備流入流出油的轉矩傳遞間隙部5 。轉矩傳遞間隙部5與油循環(huán)通路6連通，在油循環(huán)通路6上配置有開閉該油循環(huán)通路6的由磁性材料構成的閥構件7。通過電磁鐵8來控制閥構件7的開閥閉閥動作。當電,茲4失M皮勵》茲時，閥構件7^皮吸引而開閥，油循環(huán) 通路6打開，當電磁鐵8被消磁時，閥構件7閉閥，油循環(huán)通路6 關閉。電池10通過繼電器9連接到電磁鐵8的線圈。由作為運算處理部的ECU(電子控制單元)11來控制繼電器9接通/斷開，在接通狀態(tài)時將電池10的電源提供給電磁鐵8的線圈，在斷開狀態(tài)時切斷對電i茲鐵8的電源供給。
雖然未圖示，但是ECU ll具備CPU、 ROM、 RAM、 1/0等，除了實施本實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置3的控制方法以外，還進行車輛的各種電子控制、例如空調控制、牽引力控制、防抱制動控制等。
在裝載有發(fā)動機l的車輛上配置各種傳感器(未圖示)，它們用于檢測包括發(fā)動機l的運轉狀態(tài)、空調(Air conditioner)的運轉狀態(tài)等的車輛的各種狀態(tài)，從這些傳感器輸出的作為狀態(tài)檢測信號的傳感器輸出信號被輸入到ECU 11的1/0。在本實施方式中，對ECU 11的I/0輸入分別表示油門開度(即節(jié)氣門開度)、發(fā) 動機轉速、車速、發(fā)動機油溫、動力轉向(Power steering)油溫、變速器(Transmission)油溫、空調開啟/關閉狀態(tài)、空調制冷劑壓力、風扇轉速以及散熱器冷卻液溫度(散熱器2內的發(fā)動機冷卻液的溫度)的傳感器輸出信號。此外，油門開度與油門踏板(未圖示)的踏入量對應。另外，節(jié)氣門開度是配置在發(fā)動機l的吸氣系統(tǒng)中的節(jié)流閥(未圖示)的開度，節(jié)流閥與油門踏板連動地進行開閉動作，因此節(jié)氣門開度與油門開度——對應，油門開度可換言之稱為節(jié)氣門開度。另一方面，從I/0對繼電器9輸出繼電器控制信號。
ECU ll以如下頻率執(zhí)行油門開度信號的運算處理，該頻率高于油門開度信號以外的傳感器輸出信號的運算處理的頻率，通過這些運算處理來確定設為目標的風扇4的轉速。并且，將與該轉速相應的繼電器控制信號輸出到繼電器9 。
具體地說，ECU ll具有高速運算處理部和低速運算處理部，在高速運算處理部中，以大約l 5Hz(例如3Hz)的高頻(短周期)來執(zhí)行以油門開度信號為參數的、用于確定風扇4的轉速的運算處理，另一方面，在低速運算處理部中，以大約 0.05~0.2Hz(例如0 1 Hz)的低頻(長周期)來執(zhí)行以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的、用于確定風扇4的轉速的運算處理。
在此，將以油門開度信號為參數的運算處理的頻率設定為大約l 5Hz的原因如下在不足大約lHz的情況下，對車輛突然起動時以及突然加速時的響應性較低而無法得到所希望的效果，另外，即使高于大約5Hz，在效果上也沒有差別，而ECUll 的運算負擔、存儲器容量變大，同時來自ECU ll的發(fā)熱也增大，并且還存在閥構件7的落座聲等的產生間隔變短而來自外部控制型風扇耦合裝置的噪聲變大的情況。
另外，將以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的運算處理的頻率設定為大約0.05 0.2Hz的原因如下在不足大約0.05Hz的情況下，響應過慢而無法正確地控制散熱器冷卻液 (發(fā)動機冷卻水)、空調制冷劑壓力，另外，即使高于大約0.2Hz, 在效果上也沒有差別，而ECU11的運算負擔、存儲器容量的減少效果降低，并且來自ECU ll的發(fā)熱減少效果降低。
另外，在圖l的實施方式中，對所有油門開度信號以外的傳感器輸出信號一律以0.1H z執(zhí)行運算處理，但是作為此以外的運算處理方法，也可以在油門開度信號以外的傳感器輸出信號之間以不同的頻率執(zhí)行運算處理，例如，也可以以0.2Hz的頻率對發(fā)動機轉速以及風扇轉速進行運算處理、以0.1Hz的頻率對其它傳感器輸出信號也就是發(fā)動機油溫、動力轉向油溫等進行運算處理。
ECU ll的高速運算處理部和低速運算處理部分別生成與所確定的風扇4的轉速相應的繼電器控制信號并輸出到繼電器 9。此外，在本實施方式中，設為從高速運算處理部以3Hz輸出繼電器控制信號、從低速運算處理部以0.1Hz并且在與來自高速運算處理部的繼電器控制信號不重疊的定時輸出繼電器控制信號。但是，也可以設為僅在與上一個周期的信號不同時輸出來自高速運算處理部的繼電器控制信號。這是由于還能夠延長繼電器9的壽命。根據繼電器控制信號控制繼電器9的接通/斷開。
在繼電器9根據繼電器控制信號而變成接通狀態(tài)時，從電池10向電磁鐵8的線圈提供電流，電磁鐵8被勵磁。閥構件7被勵磁的電石茲《失8吸引而進行開閥動作，打開油循環(huán)通^各6。當油循環(huán)通^各6打開時，油乂人J諸油室19流入轉矩傳遞間隙部5,轉矩傳遞間隙部5中驅動側與從動側之間的油有效_接觸面積增大，從驅動側3b向從動側3a的傳遞轉矩增大，從而風扇4的轉速增大。
另一方面，在繼電器9根據繼電器控制信號而變成斷開狀態(tài)時，切斷從電池10向電》茲鐵8的線圏的通電，電》茲體8被消磁。閥構件7解除來自被消磁的電磁鐵8的吸引力，利用閥構件7所具有的彈簧彈性恢復力進行閉閥動作，關閉油循環(huán)通路6。當油循
環(huán)通3各6關閉時，通過油回收用通^各(未圖示)將油^v轉矩傳遞間隙部5回收到儲油室19,轉矩傳遞間隙部5中驅動側與從動側之間的油有效^妻觸面積減小，/人驅動側3b向/人動側3a的傳遞轉矩減少，從而風扇4的轉速減小。
在圖l所涉及的實施方式中，ECU ll通過用較高的頻率對油門開度信號進行運算處理能夠檢測車輛突然起動時或突然加速時的油門開度的急劇增大，因此在檢測出油門開度急劇增大時，輸出使繼電器9為斷開狀態(tài)的繼電器控制信號來關閉閥構件 7，減少從驅動側3b向/人動側3a的傳遞轉矩，乂人而抑制風扇4的轉速的急劇上升。
接著，說明圖2所涉及的實施方式。在圖2所涉及的實施方式中，對與圖l所涉及的實施方式的各結構要素對應的結構要素使用與圖l的情況相同的附圖標記。在圖2中，l表示車輛的內燃機(發(fā)動機)，2表示流通發(fā)動機冷卻液的散熱器。在發(fā)動機l的風扇驅動用的輸出軸側la配置外部控制型風扇耦合裝置3，在外部控制型風扇耦合裝置3的輸出側(從動側3 a)配置風扇4,該風扇4用于通過從散熱器2側吸引空氣來向散熱器2送風，從而對散熱器2內的發(fā)動機冷卻液(散熱器冷卻液)進行氣冷。
外部控制型風扇耦合裝置3如上述日本特開2002-195303 公報、日本特開2003-156072公報等中公開的那樣，使用電磁離合器與磁式耦合器的組合。
圖2中沒有進行詳細圖示，但是外部控制型風扇耦合裝置3 具備設置于發(fā)動機1的輸出軸側la也就是驅動側3b的電磁離合器12 、以及設置于從動側3 a (風扇4側)的》茲耦合器13 (參照日本特開2002—1953037^才艮的圖2)。
磁耦合器13具備安裝有環(huán)狀導體(或者磁滯材料)15的圓板 16以及將多個段配置成環(huán)狀的永磁鐵17,圓板16被設置在電磁離合器12側，永磁鐵17被設置在連接有風扇4的輸出圓板13b上，導體15與永磁鐵17通過微小的間隙而相互相對配置。并且，如后所述，磁耦合器13構成為能夠利用由產生在導體15中的渦電流引起的磁性吸引力來從電磁離合器12側向風扇4側傳遞轉矩。電池10通過繼電器9連接于電磁離合器12的線圈。繼電器9 被連接在作為運算處理部的ECU ll上。
雖然未圖示，但是ECU ll具備CPU、 ROM、 RAM、 1/0等，除了實施本實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置3的控制方法以外，還進行車輛的各種電子控制、例如空調控制、牽引力控制、防抱制動控制等。
與本實施方式關聯(lián)起來，從用于檢測包括發(fā)動才幾l的運轉狀態(tài)等的車輛的各種狀態(tài)的各種傳感器(未圖示)對ECU 11的 1/0輸入分別表示油門開度(即，節(jié)氣門開度)、發(fā)動機轉速、車速、發(fā)動才幾油溫、動力轉向油溫、變速器油溫、空調開啟/關閉狀態(tài)、空調制冷劑壓力、風扇轉速以及散熱器冷卻液溫度的傳感器輸出信號。另一方面，從I/0對繼電器9輸出繼電器控制信
ECU ll與圖l圖示的ECU ll相同，以如下頻率執(zhí)行油門開度信號的運算處理，將與通過這些運算處理而確定的風扇4的轉速相應的繼電器控制信號輸出到繼電器9，其中，上述頻率高于油門開度信號以外的傳感器輸出信號的運算處理的頻率。
具體地說，ECU ll與圖l圖示的ECU ll相同，具有高速運算處理部和低速運算處理部，在高速運算處理部中以大約 1 5Hz(例如3Hz)的高頻(短周期)執(zhí)行以油門開度信號為參數的、用于確定風扇4的轉速的運算處理，另一方面，在低速運算處理部中，以大約0.05 0.2Hz(例如0.1Hz)的低頻(長周期)執(zhí)行以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的、用于確定風扇4的轉速的運算處理。
在此，將以油門開度信號為參數的運算處理的頻率設定為大約l 5Hz的原因以及將以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的運算處理的頻率設定為大約0.05 0.2Hz的原因與在基于圖l的實施方式中說明的原因相同。
另外，與基于圖l的實施方式相同，也可以將油門開度信號以外的傳感器輸出信號的運算處理設為在傳感器輸出信號間以不同的頻率執(zhí)行運算處理。
ECU ll的高速運算處理部和低速運算處理部分別生成與所確定的風扇4的轉速相應的繼電器控制信號并輸出到繼電器 9。此外，在本實施方式中，設為從高速運算處理部以3Hz輸出繼電器控制信號、從低速運算處理部以0.1H z并且在與來自高速運算處理部的繼電器控制信號不重疊的定時輸出繼電器控制信號。但是，也可以僅在與上一個周期的信號不同時輸出來自高速運算處理部的繼電器控制信號。這是由于還能夠延長繼電器9 的壽命。根據繼電器控制信號控制繼電器9的接通/斷開。
繼電器9在接通狀態(tài)時將電池10的電源提供給電磁離合器 12的線圈，在斷開狀態(tài)時切斷對電磁離合器12的電源供給。當使電磁離合器12為接通狀態(tài)時，由電磁離合器12所具備的離合器轉子內的勵磁線圏吸附保持在圓板16上的電樞，離合器轉子與圓板16 —體地進行旋轉。并且，由于該圓々反16的旋轉，環(huán)狀的導體15在由環(huán)狀的永磁鐵17產生的》茲場內進行旋轉，從而在導體15中產生渦電流，利用由該渦電流引起的》茲性吸引力吸引永磁鐵17,將圓^反16的旋轉傳送到磁耦合器13的輸出圓板13b，輸出圓板13b進4亍;J走轉從而風扇4進行旋轉。即，當電f茲離合器 12為接通狀態(tài)時，設置于驅動側3b的電磁離合器12與設置于從動側3a的磁耦合器13互為連接狀態(tài)(連動狀態(tài))，發(fā)動機l的輸出轉矩順序通過電磁離合器12以及磁耦合器13而傳遞到風扇4，風扇4的轉速增大。另一方面，當電磁離合器12為斷開狀態(tài)時，設置于驅動側3b的電磁離合器12與設置于從動側3a的磁耦合器13互為非連接狀態(tài)(非連動狀態(tài))，發(fā)動機l的輸出轉矩不會通過電
磁離合器12以及磁耦合器13傳遞到風扇4，風扇4的轉速減小。
在圖2所涉及的實施方式中，ECU 11通過以4交高頻率對油門開度信號進行運算處理能夠檢測車輛突然起動時或突然加速時的油門開度的急劇增大，因此在檢測出油門開度急劇增大時，輸出使繼電器9為斷開狀態(tài)的繼電器控制信號來使電磁離合器 12為斷開狀態(tài)。因此，發(fā)動機l的輸出轉矩不會通過電磁離合器 12以及磁耦合器13傳遞到風扇4，輸出圓板13b僅利用將輸出圓板13b轉動自如地安裝在發(fā)動機l的輸出軸上的軸承裝置的軸承摩擦帶來的傳遞轉矩進行旋轉，因此從驅動側3b向從動側3a的傳遞轉矩減少，抑制風扇4的轉速的急劇上升。
進一步說明圖3所涉及的實施方式。在圖3所涉及的實施方式中，對與圖l所涉及的實施方式的各結構要素對應的結構要素使用與圖l的情況相同的附圖標記。在圖3中，l表示車輛的內燃機(發(fā)動機)，2表示流通發(fā)動機冷卻液的散熱器。在發(fā)動機l的風扇驅動用的輸出軸側1 a配置外部控制型風扇耦合裝置3,在夕卜部控制型風扇耦合裝置3的輸出側(從動側)3a配置風扇4,該風扇4用于通過從散熱器2側吸引空氣來向散熱器2送風，從而對散熱器2內的發(fā)動機冷卻液(散熱器冷卻液)進行氣冷。
該外部控制型風扇耦合裝置3如上述日本特開 2006—162062乂>才艮、曰本凈爭開2006—162063乂^才艮等中/>開的那才羊，是電動致動器與流體耦合器的組合所涉及的外部控制型風扇耦合裝置。
如圖3所示，外部控制型風扇耦合裝置3在驅動側3 b也就是發(fā)動機輸出軸側1 a與從動側3a(風扇4側)之間具備油流入流出的轉矩傳遞間隙部5。轉矩傳遞間隙部5與油循環(huán)通^各6連通，在油循環(huán)通路6上配置開閉該油循環(huán)通路6的閥構件7。由旋轉式的電動致動器14來控制閥構件7的開閥閉閥動作。當電動致動器14 進行動作時，閥構件7通過搖動而開閥，油循環(huán)通路6打開，當電動致動器144f止動作時，閥構件7通過向逆方向搖動而閉閥，油循環(huán)通路6關閉。此外，在圖3中，為了表示油循環(huán)通路6，從形成油循環(huán)通路6的分隔板20上分離閥構件7地進行了圖示，但是實際上閥構件7與分隔板2 0接觸地在分隔板2 0上滑動。電動致動器14被連接在電源供給變壓器18上，交流電源10通過繼電器9 連接于電源供給變壓器18。此外，電源供給變壓器18是具有一次線圏、二次線圏的類型(參照日本特開2006-162062公報的圖 1),其中，上述一次線圏被固定在發(fā)動機模塊等上，不進行旋轉，上述二次線圈被固定在輸出側3a上，進行旋轉。由作為運算處理部的ECU(電子控制單元)11控制繼電器9的接通/斷開，在接通狀態(tài)時將交流電源10的電源(交流電壓)提供給電源供給變壓器18，其結果是在該電源供給變壓器18中產生的電流被提供給電動致動器14。另外，繼電器9在斷開狀態(tài)時切斷對電源供給變壓器18的電源供給，其結果是停止對電動致動器14的電流供給。
雖然未圖示，但是ECU ll具備CPU、 ROM、 RAM、 1/0等，除了實施本實施方式所涉及的外部控制型風扇耦合裝置3的控制方法以外，還進行車輛的各種電子控制、例如空調控制、牽引力控制、防抱制動控制等。
與本實施方式關聯(lián)起來，從用于4全測包括發(fā)動木U的運轉狀態(tài)等的車輛的各種狀態(tài)的各種傳感器(未圖示)對ECU ll的 1/0輸入分別表示油門開度(即，節(jié)氣門開度)、發(fā)動機轉速、車速、發(fā)動才幾油溫、動力轉向油溫、變速器油溫、空調開啟/關閉狀態(tài)、空調制冷劑壓力、風扇轉速以及散熱器冷卻液溫度的傳感器輸出信號。另一方面，從I/0對繼電器9輸出繼電器控制信號。
ECU ll與圖l圖示的ECU ll相同，以如下頻率執(zhí)行油門開度信號的運算處理，將與通過這些運算處理而確定的風扇4的轉速相應的繼電器控制信號輸出到繼電器9，其中，上述頻率高于油門開度信號以外的傳感器輸出信號的運算處理的頻率。
具體地說，ECU ll與圖l圖示的ECU ll相同，具有高速運算處理部和低速運算處理部，在高速運算處理部中以大約 1 5Hz(例如3Hz)的高頻(短周期)執(zhí)行以油門開度信號為參數的、用于確定風扇4的轉速的運算處理，另一方面，在低速運算處理部中以大約0.05 0.2Hz(例如0.1Hz)的低頻(長周期)執(zhí)行以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的、用于確定風扇4 的轉速的運算處理。
在此，將以油門開度信號為參數的運算處理的頻率設定為大約l 5Hz的原因以及將以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的運算處理的頻率設定為大約0.05 0.2Hz的原因與在基于圖l的實施方式中說明的原因相同。
另外，與基于圖l的實施方式相同，關于以油門開度信號以外的傳感器輸出信號為參數的運算處理，也可以在傳感器輸出信號之間以不同的頻率執(zhí)行運算處理。
ECU 11的高速運算處理部和低速運算處理部分別生成與所確定的風扇4的轉速相應的繼電器控制信號并輸出到繼電器 9。此外，在本實施方式中，設為從高速運算處理部以3Hz輸出繼電器控制信號、從低速運算處理部以0.1 Hz并且在與來自高速運算處理部的繼電器控制信號不重疊的定時輸出繼電器控制信號。但是，也可以僅在與上一個周期的信號不同時輸出來自高速運算處理部的繼電器控制信號。這是由于還能夠延長繼電器9 的壽命。根據繼電器控制信號控制繼電器9的接通/斷開。在繼電器9根據繼電器控制信號而變成接通狀態(tài)時，將來
自交流電源10的電源提供給電源供給變壓器18，結果是對電動致動器14提供電流，電動致動器14進行動作。閥構件7根據進行動作的電動致動器14而搖動進行開閥動作，打開油循環(huán)通路6。當油循環(huán)通^各6打開時，油/人^賭油室19流入轉矩傳遞間隙部5, 轉矩傳遞間隙部5中驅動側和/人動側的油有效4妄觸面積增大，乂人驅動側3b向從動側3a的傳遞轉矩增大，從而風扇4的轉速增大。
另一方面，在繼電器9根據繼電器控制信號而變成斷開狀態(tài)時，切斷從交流電源10向電源供給變壓器18的通電，結果是電動致動器14停止動作。當電動致動器14停止動作時，閥構件7 利用內置于電動致動器14中的回復彈簧的彈簧彈性恢復力向反方向搖動來進行閉閥動作，關閉油循環(huán)通i 各6。當油循環(huán)通路6 關閉時，通過油回收用通路(未圖示)將油從轉矩傳遞間隙部5回收到儲油室19,轉矩傳遞間隙部5中驅動側和從動側的油有效接觸面積減小，/人驅動側3b向乂人動側3a的傳遞轉矩減少，乂人而風扇4的轉速減小。
此外，在圖3所涉及的實施方式中，也可以如下這樣構成將電源供給變壓器18設為如日本特開2006-162063公報所示那樣的使用永磁鐵和電磁線圈的類型，根據在ECU ll中生成的控制信號來接通/斷開設置在電源供給變壓器18上的開關，從而接通/斷開對電動致動器14輸送的電流。
在圖3所涉及的實施方式中，ECU 11通過以4交高頻率對油門開度信號進行運算處理能夠檢測車輛突然起動時或突然加速時的油門開度的急劇增大，因此在檢測出油門開度急劇增大時，輸出使繼電器9為斷開狀態(tài)的繼電器控制信號來關閉閥構件7，減少從驅動側3b向從動側3a的傳遞轉矩，從而抑制風扇4的轉速的急劇上升。如以上所說明的那樣，根據上述各實施方式，以短周期執(zhí) 行油門開度信號的運算處理，因此能夠在車輛突然起動時或突然加速時將油門開度的急劇增大瞬間反映到運算處理中，相對
于伴隨著油門開度的急劇增大的外部控制型風扇耦合裝置3的驅動側3b的轉數的急劇增加，通過進行控制抑制從動側3a的轉數，能夠抑制風扇4的轉速的急劇增大。因此，能夠實現(xiàn)降低車輛起動時或加速時的風扇噪聲、減小馬力損失以及提高加速性。另外，根據上述各實施方式，以長周期執(zhí)行油門開度信號以外的傳感器輸出信號的運算處理，因此不需要以高速進行運算處理的CPU、大容量的存儲器等，由于ECU ll的運算負擔的減輕和存儲器的小容量化，利用ECU ll進行的用于其它控制的運算處理能夠順利地進行、并且抑制來自CPU的發(fā)熱。
此外，在上述各實施方式中，設為從各種傳感器對ECU 11 的I/0輸入分別表示油門開度、發(fā)動機轉速、車速、發(fā)動機油溫、動力轉向油溫、變速器油溫、空調開啟/關閉狀態(tài)、空調制冷劑壓力、風扇轉速以及散熱器冷卻液溫度的傳感器輸出信號，但是傳感器輸出信號只要是控制風扇4的轉速所需的信號即可，并不限于上述信號。但是，需要包括油門開度信號(換言之，節(jié)氣門開度信號)等突然加速檢測用信號以及突然加速檢測用信號以外的信號，為了良好控制風扇4的轉速，作為突然加速檢測用信號以外的信號，希望至少包括發(fā)動機轉速和風扇轉速。
另外，在上述各實施方式中，作為ECUll，使用也進行外部控制型風扇耦合裝置3的控制以外的各種電子控制的通用 ECU,但是，當然也可以使用外部控制型風扇耦合裝置3專用的 ECU。
接著，根據圖4說明在油門開度信號以外的信號之間對處理頻率設置差的實施方式。在圖4的實施方式中，ECU ll以比油門開度信號以外的傳感器輸出信號的頻率高的頻率(高頻)對油門開度信號進行運算處理，并且在油門開度信號以外的傳感器輸出信號中，對發(fā)動機轉速信號以及風扇轉速信號以比其以
外的信號頻率高的頻率(高頻)進行運算處理。此外，在圖4中，省略繼電器9以后的部分， <旦是該部分可以采取圖1~3示出的各方式。
詳細地-沈，ECU 11具有例如以3Hz進4于運算處理的高速運算處理部、例如以0.5 lHz內的規(guī)定頻率進行運算處理的中速運算處理部以及例如以0.1Hz進行運算處理的低速運算處理部。
并且，在低速運算處理部中進行以表示車速、發(fā)動機油溫、動力轉向油溫、變速器油溫、空調開啟/關閉狀態(tài)、空調制冷劑壓力以及散熱器冷卻液溫度的各信號為參數的運算處理，決定目標風扇速度(最佳風扇轉速)，將表示該目標風扇速度的信號輸入到中速運算處理部。另外，低速運算處理部將與目標風扇速度相應的控制信號輸出到繼電器9 。
在中速運算處理部中進行以表示發(fā)動機轉速、風扇轉速以及目標風扇速度的各信號為參數的運算處理，生成用于改變風扇轉速(即，改變從外部控制型風扇耦合裝置3的驅動側向從動側的轉矩傳遞)的控制信號并輸出到繼電器9 。作為該運算處理的方法，例如存在上述日本特開2006—1124667>報所記載的方法。該方法如下根據由目標風扇速度(最佳風扇轉速)、風扇轉速(實際測量風扇轉速)、發(fā)動機轉速構成的增益矩陣來決定 PID控制的各增益，基于該增益進行PID運算，輸出控制信號。
另一方面，在高速運算處理部中進行以油門開度信號為參數的運算處理，在檢測出油門開度急劇增大時，將用于使風扇轉速最小(即，使從外部控制型風扇耦合裝置3的驅動側向從動側的轉矩傳遞為最小)的控制信號輸出到繼電器9 ，該控制信號例如是在如圖l或圖3那樣使用流體耦合器的情況下用于關閉閥構件7的控制信號、在如圖2那樣使用磁式耦合器的情況下用于切斷電磁離合器12的控制信號。
ECU ll的高速運算處理部、中速運算處理部以及低速運算處理部分別對繼電器9輸出繼電器控制信號，在本實施方式中，設為在互不重疊的定時輸出來自高速運算處理部的繼電器控制信號、來自中速運算處理部的繼電器控制信號以及來自低速運算處理部的繼電器控制信號。此外，也可以設為僅在與上一個周期的信號不同時輸出來自高速運算處理部以及中速運算處理部的繼電器控制信號。這是由于還能夠延長繼電器9的壽命。
這樣，也可以設為對油門開度信號以外的傳感器輸出信號中的發(fā)動機轉速以及風扇轉速以比其以外的信號頻率高的頻率進行運算處理。如果這樣，則在進行上述日本特開2006-112466 公報所記載的那樣的PID控制的情況下為最佳，能夠進行與發(fā) 動機的狀況、風扇的狀況等相應的更細微的控制，控制性能進一步提高，結果是能夠抑制風扇噪聲以及大幅提高燃燒;肖耗率。
此外，^v確^呆車輛突然起動時/突然加速時的響應性的同時抑制ECU ll的運算負擔、存儲器容量的增大、抑制來自ECUll 的發(fā)熱增大以及抑制風扇噪聲的觀點出發(fā)，希望以大約l 5Hz 進行油門開度信號的運算處理，為了實現(xiàn)在正確把握散熱器冷卻液、空調制冷劑壓力等并將其反映到控制中的同時減輕ECU ll的運算負擔、使存儲器小容量化以及減少來自ECU ll的發(fā) 熱，希望以大約0.05 0.2Hz進行油門開度信號以外的傳感器輸出信號中發(fā)動機轉速信號和風扇轉速信號以外的信號的運算處理。
此外，在圖1 3所示的實施方式中，設為來自高速運算處理部的繼電器控制信號與來自低速運算處理部的繼電器控制信號的輸出定時不重疊，但是也可以構成為也存在它們的輸出定時重疊的情況，在重疊的情況下，也可以設為利用使來自高速運算處理部的繼電器控制信號優(yōu)先等規(guī)定的規(guī)則進行調整。在
圖4所示的實施方式中也相同，可以構成為也存在來自高速運算
號的輸出定時重疊的情況，在重疊的情況下，也可以設為利用按高速運算處理部、中速運算處理部、低速運算處理部的順序進行優(yōu)先等規(guī)定的規(guī)則進行調整。
另外，在圖1~3所示的實施方式中，也可以構成為在ECU 11 中設置繼電器輸出生成部，在高速運算處理部以及低速運算處理部中分別確定作為目標的風扇4的轉速(目標風扇速度)，將目標風扇速度輸入到繼電器輸出生成部，在繼電器輸出生成部中根據這些目標風扇速度生成繼電器控制信號并輸出到繼電器9。在圖4所示的實施方式中也相同，可以構成為在ECU ll中設置繼電器輸出生成部，在高速運算處理部、中速運算處理部以及低速運算處理部中分別確定作為目標的風扇4的轉速(目標風扇速度)，將目標風扇速度輸入到繼電器輸出生成部，在繼電器輸出生成部中根據這些目標風扇速度生成繼電器控制信號并輸出到繼電器9。
的傳感器輸出信號。這是由于例如在分別設置發(fā)動機控制用 ECU和風扇4的控制用ECU 、由發(fā)動機控制用ECU接受傳感器輸出信號并輸出控制噴射器的噴射時間等的噴射器控制信號、風扇4的控制用E C U接受該噴射器控制信號作為突然加速檢測用信號來進行運算處理的情況下，噴射器控制信號不能稱之為傳感器輸出信號。另外，如上述例子那樣，突然加速檢測用信號不限于油門開度信號，例如也可以是噴射器控制信號、來自使引導車所引導的多輛后續(xù)車排成縱列來自動追蹤行駛的自動追蹤行駛系統(tǒng)中的引導車的突然加速信號、節(jié)氣門開度操作量信號、或者來自統(tǒng)括自動追蹤行駛系統(tǒng)的整體或行駛區(qū)間的管理中心的突然加速信號等其它的信號。即，只要使用能夠檢測突然加速的信號中適當的信號作為突然加速檢測用信號即可。
權利要求
1.一種外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，為了控制設置于外部控制型風扇耦合裝置從動側的風扇的轉速，通過在運算處理部中對突然加速檢測用信號和上述突然加速檢測用信號以外的信號進行運算處理來生成控制信號，根據該控制信號控制從上述外部控制型風扇耦合裝置的驅動側向從動側的轉矩傳遞，該外部控制型風扇耦合裝置的控制方法的特征在于，上述運算處理部以如下頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號的運算處理，該頻率高于上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理的頻率。
2. 根據權利要求1所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述突然加速檢測用信號以外的信號包括發(fā)動機轉速信號和風扇轉速信號，上述運算處理部在上述突然加速檢測用信號以外的信號的扇轉速信號的運算處理，該頻率高于上述發(fā)動機轉速信號和上述風扇轉速信號以外的信號的運算處理的頻率。
3. 根據權利要求l所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述運算處理部以大約1 5Hz的頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號的運算處理。
4. 根據權利要求1所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述運算處理部以大約0.05 0.2Hz的頻率扭J亍上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理。
5. 根據權利要求1所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述運算處理部以大約1 5Hz的頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號的運算處理并且以大約0.05 0.2Hz的頻率執(zhí)行上述突然加速檢測用信號以外的信號的運算處理。
6. 根據權利要求1 5中的任一項所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述突然加速檢測用信號是油門開度信號。
7. 根據權利要求1 5中的任一項所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述外部控制型風扇耦合裝置具備轉矩傳遞間隙部，其設置于上述驅動側與上述從動側之間，流入流出油；閥構件，其設置在與該轉矩傳遞間隙部連通的油循環(huán)通if各上，開閉該油循環(huán)通路；以及電磁鐵，其控制該閥構件的開閥閉閥動作，其中，通過利用上述控制信號控制對上述電磁鐵的通電來增減上述轉矩傳遞間隙部中上述驅動側與上述乂人動側的油有效接觸面積，從而控制從上述驅動側向上述/人動側的轉矩傳遞。
8. 根據權利要求1 5中的任一項所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述外部控制型風扇耦合裝置具備設置于上述驅動側的電磁離合器以及設置于上述從動側的磁耦合器，其中，通過利用上述控制信號控制對上述電磁離合器的通電來切換上述電磁離合器與上述磁耦合器之間的連動/非連動狀態(tài)，從而控制從上述驅動側向上述從動側的轉矩傳遞。
9. 根據權利要求1 5中的任一項所述的外部控制型風扇耦合裝置的控制方法，其特征在于，上述外部控制型風扇耦合裝置具備轉矩傳遞間隙部，其設置于上述驅動側與上述從動側之間，流入流出油；閥構件，其設置在與該轉矩傳遞間隙部連通的油循環(huán)通^各上，控制該油循環(huán)通路的開閉；以及電動致動器，其控制該閥構件的開閥閉閥動作，其中，通過利用上述控制信號控制對上述電動致動器的通電來增減上述轉矩傳遞間隙部中上述驅動側與上述從動側的油有效接觸面積，乂人而控制從上述驅動側向上述從動側的轉矩傳遞。
全文摘要
在外部控制型風扇耦合裝置(3)的控制方法中，用如下頻率執(zhí)行以突然加速檢測用信號為參數、用于確定風扇(4)的轉速的運算處理，該頻率高于以突然加速檢測用信號以外的信號為參數、用于確定風扇(4)的轉速的運算處理的頻率。
文檔編號F16D35/02GK101529111SQ200780039688
公開日2009年9月9日申請日期2007年10月18日優(yōu)先權日2006年10月26日
發(fā)明者滝川一儀申請人:臼井國際產業(yè)株式會社

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