〔1〕.もっと効率的に回す


 

1.目的

BNR32のラジエーターにある補助電動ファンの作動条件を見直し、冷却装置の機能を向上させる。

 

2.結果

電動ファンの作動条件を最適化することにより、冷却装置をより効率的に機能させることができるようになった。地球温暖化による気温上昇も、何のそのである。

 

3.電動ファンの問題点

電動ファンが作動する時の条件を調べてみた。R32の電動ファン搭載車の内、GT−Rを除いたモデルでは、冷却水温(ラジエーター出口温度)が90℃以上の時に電動ファンが回転するようになっている。ところが、何故かGT−Rだけは水温90℃以上で尚且つエアコンがONでないと電動ファンは回転しない。そうなると、GT−Rの電動ファンはエアコンの冷房能力を維持するのが主な目的であって、エンジンの冷却には必ずしも有効に機能していないことになる。何故、GT−Rだけがそのような仕様になっているのか、実に不可解である。


GT−Rを除いた電動ファン搭載車には出力80Wのファンモーターが採用されているが、GT−Rには、より強力な160Wのファンモーターが採用されている。高出力で発熱量の大きいRB26エンジンなら当然のようにも思えるが、エアコンがONの時でないと電動ファンが回転しないなら、せっかくの高出力モーターも宝の持ち腐れになりかねない。


 

4.駆動回路の改良

補助電動ファンの駆動回路を調べてみた。下の図、左側は改良前の回路である。点線枠内はGT−Rだけのもので、これがエアコンの動作に関係する部分である。ECCSとエアコンシステムが連動し、水温スイッチと共にファンモーターのリレーを制御していることが分かる。

右側の図は改良後の回路である。エアコンの動作に関係する部分をカットしてあり、冷却水温が90℃以上になりさえすれば電動ファンは回転する。ただし、それだけでは面白くないので、今回はサーモスイッチをひとつ追加し、エンジンルーム内の気温が70℃以上になった時にも電動ファンが回転するようにした。電動ファンをより有効に活用するための改良である。

 

5.気温検知用サーモスイッチを組み込む

エンジンルーム内の気温検知用サーモスイッチの設置場所は、エンジンルームの内側ではなく、前面隔壁の外側(ヘッドランプ裏側付近)に決めた。この位置は、停車時にはエンジンルーム内の気温と同等になるが、走行時は外気が吹き込んで急速に温度は下がる。その結果、エンジンルーム内の温度を検知するのと同時に、車両が停車中なのか走行中なのか、判別にもなる。走行することで外気が十分に取り入れられている時は電動ファンを回転させてもあまり意味はないので、その場合はファンモーターを停止させた方が無駄な電力消費を抑えられる。エンジンルーム内の気温を直接検知するのではなく、隔壁前方の気温を検知することで、より効率的な制御ができるのである。


バイメタル式のサーモスイッチ(坂口電熱製/630円)である。常時開タイプで、設定温度の70℃を超えると接点が閉じる。



適当な2極のコネクターを接続する。防水仕様ではないので、熱収縮チューブを長目に被せて防水処理を施す。



シュラウド横の、水温検知用サーモスイッチのワイヤハーネスを一旦切断し、気温検知用サーモスイッチのコネクターを並列に接続する。ECCSへ繋がる配線(黒色)を切断し、サーモスイッチ側にアース線を接続する。アース端子は、近辺の適当なボルトに共締めする。サーモスイッチ本体はボディ鉄板の隙間から隔壁の外側へと出し、ヘッドランプ裏側付近に固定する。


 

6.作動条件の最適化

これらの改良を施すことによって、電動ファンの作動条件は下の表のように改まる。記録的な酷暑の日であっても、これならきっと乗り切れるに違いない。

  エンジン冷却水温 エンジンルーム気温 エアコン(ON/OFF) 備考(AND/OR)
作動条件 改良前 90℃以上 ――― ON ANDで有効
改良後 90℃以上 70℃以上 ――― ORで有効

 

7.動作確認と調整

8月の良く晴れた日に走行テストを実施した。強烈な日差しで気温は30℃を優に超え、今回の走行テストには打って付けの条件だった。各サーモスイッチのコネクターを抜き差しし、水温検知用サーモスイッチだけの制御、また気温検知用サーモスイッチだけの制御に固定し、電動ファンの動作状況を確認した。渋滞のない市街地を走行した場合、いずれの場合も電動ファンは回転しなかった。停車してエンジンをアイドリングさせたまま放置すると、どちらの場合でも3〜10分程度経過して電動ファンは回り始めた。水温による制御だけの場合には、数分周期で電動ファンは回転/停止を繰り返すが、気温による制御だけの場合は、しばらく放置しても電動ファンは停止することなく回り続けた。そして、どちらも走り始めると数分で電動ファンは停止した。走行テストは、おおむね狙った通りの結果となった。

このように水温が上がり易い夏場では、気温を検知することで水温が上昇する前に、その条件が発生した時点で先行して電動ファンが回転し始める。これはフィードバック制御ではなく、より応答の速いフィードフォワード制御である。そして、高負荷の運転などで水温が上昇した場合は、季節やエアコンのON/OFFに関係なく適切に電動ファンが作動する。

季節の移り変わりにより、気温検知による動作温度が適切かどうか分からないが、不都合があればサーモスイッチを動作温度の違う物に交換すれば良い。今回使用したサーモスイッチは動作温度固定タイプだが、5℃間隔に商品設定があり、動作温度の設定変更は容易にできる。

 


2004/08/26

電動ファンの目次に戻る

トップページに戻る