JP2008126798A - Engine cooling system for vehicle - Google Patents

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Motohiko Kojima
元彦 幸島
Minoru Hanabashi
実 花橋
Mari Nagata
真理 永田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the drive power of an engine cooling system for a vehicle driving a cooling fan and a water pump for cooling a radiator by a motor. <P>SOLUTION: The pump motor 6 of the water pump 5 for circulating a cooling liquid is used as the driving source of the cooling fan 4. An electromagnetic clutch 21 is provided between the pump motor 6 and the cooling fan 4, and the clutch 21 is brought into a connected state when a temperature of the cooling liquid discharged from an engine 1 is a prescribed temperature or higher, and it is brought into a shut-off state when the temperature of the cooling liquid is lower than the prescribed temperature. Furthermore, when the temperature of the cooling liquid is lower than the prescribed temperature and a vehicle speed is a prescribed speed or higher, the clutch 21 is brought into the connected state, and the turning force of the cooling fan 4 receiving traveling air is transmitted to the pump motor 6, thereby reducing its load. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの冷却液をラジエータによって冷却する構成の車両用エンジン冷却システムに係り、特に、ラジエータを冷却するための冷却ファンを冷却液循環用のウォータポンプのモータによって駆動するようにしたものに関する。   The present invention relates to a vehicle engine cooling system configured to cool engine coolant with a radiator, and more particularly, a cooling fan for cooling a radiator is driven by a motor of a water pump for circulating coolant. About.

車両のエンジンの冷却システムにおいては、エンジンを冷却することによって温度上昇した冷却液をウォータポンプによってラジエータに送り、ここで走行風や冷却ファンからの送風によって冷却した後、再びエンジンに戻す、というように冷却液を循環させることを基本としている。
エンジンの冷却は、過熱を防止するためであるが、冷却しすぎても、エンジンの熱損失が増大したり、軸受やピストンリングといった摺動部分での摩擦増加による機械的損失が増大したりするため、適正な冷却を最小限のエネルギで行うことが望ましい。
In a vehicle engine cooling system, coolant that has risen in temperature due to cooling of the engine is sent to a radiator by a water pump, where it is cooled by air from a running wind or a cooling fan, and then returned to the engine again. It is basically based on circulating coolant.
Engine cooling is to prevent overheating. However, excessive cooling increases engine heat loss and mechanical loss due to increased friction in sliding parts such as bearings and piston rings. It is therefore desirable to perform proper cooling with minimal energy.

エンジン冷却に関する従来例によれば、エンジンによってウォータポンプと冷却ファンを駆動する方法(以下、従来例1)では、冷却液の自然対流や車両の走行によって得られる空気流によってラジエータでの冷却が可能な場合も冷却ファンが駆動されるため、無駄に冷却ファンを駆動する動力を消費する第1の欠点がある。また、高速運転時には、ウォータポンプもエンジン回転数に伴って高回転数になり必要以上の冷却液を循環させるため無駄なエネルギを消費するという第2の欠点がある。   According to the conventional example related to engine cooling, in the method of driving the water pump and the cooling fan by the engine (hereinafter referred to as Conventional Example 1), cooling by the radiator is possible by the natural convection of the coolant and the air flow obtained by running the vehicle. In this case, since the cooling fan is driven, there is a first drawback in that power for driving the cooling fan is wasted. Further, during high-speed operation, the water pump also has a second drawback in that unnecessary energy is consumed because the coolant speed becomes higher with the engine speed and more coolant than necessary is circulated.

この改良例としては、非特許文献1に記述されているように、冷却ファンをモータによって駆動し、エンジンの冷却状態に応じて、冷却ファンの運転を制御するようにした方法(以下、従来例2)があり、一般的に実施されている。この方法によれば、上記第1の欠点を無くすことはできるが、上記第2の欠点は残ることになる。さらには、ウォータポンプと冷却ファンとを個々のモータで駆動し、エンジンの冷却状況に応じて個々の回転数を制御する方法(以下、従来例3)も実施されている。これによれば、上記第1、第2の欠点ともなくすことができる。   As an improved example, as described in Non-Patent Document 1, a cooling fan is driven by a motor, and the operation of the cooling fan is controlled in accordance with the cooling state of the engine (hereinafter, a conventional example). 2) and is generally implemented. According to this method, the first defect can be eliminated, but the second defect remains. Furthermore, a method (hereinafter, Conventional Example 3) is also implemented in which the water pump and the cooling fan are driven by individual motors, and the individual rotational speeds are controlled in accordance with the cooling state of the engine. According to this, the first and second drawbacks can be eliminated.

冷却ファンの駆動方法に関する他の例としては、上記の方法以外に、例えば特許文献1にあっては、冷却ファンを暖房用の蓄熱器の温水を循環させる温水用ウォータポンプと直結したモータで駆動することが考えられている。具体的には、冷却ファンを回転させる時は、温水用ウォータポンプのインペラも回転するが、インペラとしては逆回転になるようにし温水を循環させない。温水を循環する時は、モータを上記の場合とは逆に回転させ、温水用ウォータポンプは温水を循環させるが、動力伝達選択手段を用いて冷却ファンは回転させないようにする。これによれば、温水循環時には、冷却ファンが回転しないため空冷ファンの騒音と駆動動力を低減できるとされている。しかしながら、本構成では、エンジンの温度が高くなって冷却ファンを駆動する時、温水用ウォータポンプはポンプ運転とは逆方向の回転となるため冷却液を循環する動力は生じないが、インペラが温水の中で回転することによるエネルギ損失が発生するとともに、従来例2と同様の欠点がある。
特開2002−97956号公報 自動車技術ハンドブック 4設計(パワートレイン)編、社団法人自動車技術会、2005年 p.65−66)
As another example of the driving method of the cooling fan, in addition to the above method, for example, in Patent Document 1, the cooling fan is driven by a motor directly connected to a warm water water pump that circulates the warm water of a heating regenerator. It is considered to be. Specifically, when the cooling fan is rotated, the impeller of the hot water water pump also rotates, but the impeller is rotated in the reverse direction so that the hot water is not circulated. When circulating the hot water, the motor is rotated in the opposite direction to that described above, and the hot water water pump circulates the hot water, but the cooling fan is not rotated using the power transmission selection means. According to this, it is said that the noise and driving power of the air cooling fan can be reduced because the cooling fan does not rotate during hot water circulation. However, in this configuration, when the temperature of the engine becomes high and the cooling fan is driven, the hot water water pump rotates in the direction opposite to that of the pump operation, so no power is generated to circulate the cooling liquid. In addition to energy loss due to rotation in the interior, there are the same disadvantages as in Conventional Example 2.
JP 2002-97956 A Automotive Technology Handbook 4 Design (Powertrain), Japan Society for Automotive Technology, 2005 p. 65-66)

エンジンの冷却は、前述したように、エンジンを液冷した冷却液をウォータポンプで循環させラジエータで空気冷却することにより行っている。エンジンを直接冷却している冷却液に関しては、エンジンの作動中は、ほぼ常時循環させる必要がある。従ってエンジン作動中は、ほぼ全時間ウォータポンプを作動させることになる。一方、ラジエータにおいては、車両の走行時には、その車両の走行によりラジエータに風があたる。以下、この風を走行風とよぶ。ラジエータを通過する走行風の風速は、車速の20〜30%程度の速さになるため、中高速走行時には、冷却ファンを回転しなくとも、走行風だけで冷却液を十分に冷却できる場合が多い。このため、冷却ファンを運転する必要がある時間は、車両の走行条件や大気温度にもよるが、エンジンの全作動時間の概略10%程度と短い。   As described above, the cooling of the engine is performed by circulating a cooling liquid that has cooled the engine with a water pump and cooling the air with a radiator. The coolant directly cooling the engine needs to be circulated almost always during the operation of the engine. Therefore, the water pump is operated almost all time while the engine is operating. On the other hand, in the radiator, when the vehicle travels, wind is applied to the radiator by the traveling of the vehicle. Hereinafter, this wind is referred to as a traveling wind. Since the wind speed of the traveling wind that passes through the radiator is about 20 to 30% of the vehicle speed, there is a case where the coolant can be sufficiently cooled only by the traveling wind even when the cooling fan is not rotated at the time of middle / high speed traveling. Many. For this reason, the time required to operate the cooling fan is as short as about 10% of the total operating time of the engine, although it depends on the running conditions of the vehicle and the atmospheric temperature.

このようにラジエータは、車両の走行中の多くの期間は、走行風だけで十分に冷却される。この車両の走行中には、冷却ファンも、また走行風から回転力を得る。しかし、従来例1、2、3および特許文献1の特に従来例2、3および特許文献1においては、走行風により冷却ファンは回転力を得るためその駆動動力は軽減されるが、その効果は、冷却ファン駆動時に限られる。上記のように冷却ファンの必要な作動時間が短いことを考慮すると、実質的な走行風の効果は小さい。   As described above, the radiator is sufficiently cooled only by the traveling wind for many periods during traveling of the vehicle. While the vehicle is traveling, the cooling fan also obtains rotational force from the traveling wind. However, in the conventional examples 1, 2, and 3 and Patent Document 1, particularly in the conventional examples 2 and 3 and Patent Document 1, the driving power is reduced because the cooling fan obtains the rotational force by the traveling wind, but the effect is Only when the cooling fan is driven. Considering that the required operating time of the cooling fan is short as described above, the effect of the actual traveling wind is small.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ラジエータの冷却ファンとウォータポンプをモータ駆動する構成において、走行風により冷却液を十分に冷却できることから冷却ファンの駆動を止めた場合においても、走行風により得られる冷却ファンの回転力をウォータポンプの駆動に利用してウォータポンプの動力を補助することによって、冷却に要する動力を低減できる車両用エンジン冷却システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to stop the driving of the cooling fan because the cooling liquid can be sufficiently cooled by the running air in the configuration in which the cooling fan of the radiator and the water pump are motor-driven. Even in such a case, to provide a vehicle engine cooling system that can reduce the power required for cooling by assisting the power of the water pump by using the rotational force of the cooling fan obtained by the traveling wind to drive the water pump. is there.

(本発明の前提構成)
車両用エンジン冷却システムは、エンジンの冷却液を循環させるためのウォータポンプ、冷却液を冷却するラジエータ、ラジエータを冷却する冷却ファンを備えている。
本発明では、ウォータポンプの駆動源をモータ(ポンプモータ)とし、このポンプモータの回転を利用して冷却ファンを回転駆動することを前提としている。そして、冷却ファンをポンプモータに対して断続するクラッチを設け、このクラッチを制御手段によって断続制御する。
(Prerequisite configuration of the present invention)
The vehicle engine cooling system includes a water pump for circulating engine coolant, a radiator for cooling the coolant, and a cooling fan for cooling the radiator.
In the present invention, it is assumed that the drive source of the water pump is a motor (pump motor), and the cooling fan is rotationally driven using the rotation of the pump motor. Then, a clutch for intermittently connecting the cooling fan to the pump motor is provided, and this clutch is intermittently controlled by the control means.

(本発明の第1の手段)
上記目的を達成するために、本発明の第1の手段(請求項1)では、冷却液の温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出温度により、冷却液をラジエータで冷却する際、冷却ファンを回転駆動してラジエータを強制冷却する必要性があるか否かを判断できるようにしている。
(First means of the present invention)
In order to achieve the above object, the first means of the present invention (Claim 1) is provided with temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling liquid, and the cooling liquid is cooled by the radiator according to the detected temperature of the temperature detecting means. In this case, it is possible to determine whether or not it is necessary to forcibly cool the radiator by rotating the cooling fan.

更に、本発明では、冷却ファンが外風圧(走行風圧を含む。)を受けて回転するとき、当該冷却ファンにポンプモータに対するアシスト能力があるか否かを検出するアシスト能力検出手段を設けている。ここで、アシスト能力とは、冷却ファンが外風圧を受けて強制的に回転される場合、冷却ファンの回転数がポンプモータによって回転されるときの速度を上回るようになると、冷却ファンの回転をポンプモータに伝えることで冷却ファンがポンプモータの負荷を軽減できるようになるが、このように冷却ファンが回転力をポンプモータに伝え得る能力をいう。   Furthermore, in the present invention, when the cooling fan is rotated by receiving external wind pressure (including traveling wind pressure), an assist capability detecting means is provided for detecting whether or not the cooling fan has an assist capability for the pump motor. . Here, the assist capability means that when the cooling fan is forcibly rotated under the external wind pressure, the rotation speed of the cooling fan exceeds the speed when the cooling fan is rotated by the pump motor. By transmitting it to the pump motor, the cooling fan can reduce the load on the pump motor. In this way, it means the ability of the cooling fan to transmit the rotational force to the pump motor.

そして、制御手段は、温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき、又は、温度検出手段の検出温度が所定温度未満で且つアシスト能力検出手段がアシスト能力ありを検出したときには、クラッチを接続動作させてポンプモータと冷却ファンとを接続し、温度検出手段の検出温度が所定温度未満で且つアシスト能力検出手段がアシスト能力なしを検出したときには、クラッチを遮断動作させてポンプモータと冷却ファンとを遮断する。   The control means engages the clutch when the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than the predetermined temperature, or when the detected temperature of the temperature detecting means is less than the predetermined temperature and the assist capability detecting means detects that the assist capability is present. The pump motor and the cooling fan are connected, and when the detected temperature of the temperature detecting means is less than a predetermined temperature and the assist capability detecting means detects no assist capability, the clutch is disengaged to connect the pump motor and the cooling fan. Cut off.

このように、第1の手段によれば、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要があるとき(温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき)、クラッチを接続状態にしてポンプモータにより冷却ファンが回転駆動されるようにする。そして、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要がないときには、原則としてクラッチを遮断してポンプモータが冷却ファンを回転駆動することのないようにするので、ポンプモータを無駄に作動させることがない。   As described above, according to the first means, when the radiator needs to be cooled by the cooling fan (when the temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than the predetermined temperature), the clutch is engaged and the cooling fan is operated by the pump motor. It is driven to rotate. When the radiator is not required to be cooled by the cooling fan, the clutch is disconnected as a general rule so that the pump motor does not drive the cooling fan, so that the pump motor is not operated wastefully.

しかも、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要がなくなっても、冷却ファンにアシスト能力がある場合には、クラッチは接続状態になされるので、外風圧によって強制的に回転される冷却ファンの回転をポンプモータに伝達してポンプモータの負荷を軽減させることができる。勿論、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要があるときには、クラッチは接続状態にあるので、このときに冷却ファンがアシスト能力ありの状態になれば、外風圧によって強制的に回転される冷却ファンによってポンプモータを駆動でき、その負荷を軽減することができる。   Moreover, even if it is no longer necessary to cool the radiator with the cooling fan, if the cooling fan has the assist capability, the clutch is in the connected state, so the rotation of the cooling fan that is forced to rotate by the external wind pressure is pumped. The load on the pump motor can be reduced by transmitting to the motor. Of course, when the radiator needs to be cooled by the cooling fan, the clutch is in the connected state. If the cooling fan is in an assisting state at this time, the pump is driven by the cooling fan that is forcibly rotated by the external wind pressure. The motor can be driven and the load can be reduced.

この第1の手段において、アシスト能力検出手段は、車両の速度を検出する車速センサと、車速センサの検出速度が所定速度以上のとき、アシスト能力ありと判定し、車速センサの検出速度が所定速度未満のとき、アシスト能力なしと判定する判定手段とから構成することができる(請求項2)。   In the first means, the assist capability detecting means determines that the assist capability is present when the vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle and the detection speed of the vehicle speed sensor is equal to or higher than the predetermined speed, and the detection speed of the vehicle speed sensor is the predetermined speed. If it is less than the value, it can be constituted by a determination means for determining that there is no assist capability (claim 2).

また、アシスト能力検出手段は、ポンプモータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、車両の速度を検出する車速センサと、車速センサの検出速度を冷却ファンの回転数に演算して、その回転数がモータ回転数検出手段により検出されたポンプモータの回転数を越えたとき、アシスト能力ありと判定し、冷却ファンの回転数がポンプモータの回転数以下のとき、アシスト能力なしと判定する判定手段とから構成しても良い(請求項3)。   The assist capability detection means calculates motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the pump motor, a vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle, and calculates the detection speed of the vehicle speed sensor as the rotation speed of the cooling fan. When the rotation speed exceeds the rotation speed of the pump motor detected by the motor rotation speed detection means, it is determined that the assist capability is present. When the rotation speed of the cooling fan is equal to or less than the rotation speed of the pump motor, it is determined that there is no assist capability. It may be constituted by a determination means (claim 3).

更に、アシスト能力検出手段は、冷却ファンの回転数を検出するファン回転数検出手段と、ポンプモータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、車両の速度を検出する車速センサと、ファン回転数検出手段により検出された冷却ファンの回転数がモータ回転数検出手段により検出されたポンプモータの回転数を越えたとき、アシスト能力ありと判定し、車速センサが所定速度以下を検出したとき、アシスト能力なしと判定する判定手段とから構成することもできる(請求項4)。   Further, the assist capability detection means includes a fan rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the cooling fan, a motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the pump motor, a vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle, and a fan rotation. When the rotation speed of the cooling fan detected by the number detection means exceeds the rotation speed of the pump motor detected by the motor rotation speed detection means, it is determined that there is an assist capability, and when the vehicle speed sensor detects a predetermined speed or less, It can also be configured by a determination means for determining that there is no assist capability (claim 4).

(本発明の第2の手段)
上記目的を達成するために、本発明の第2の手段(請求項5)では、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要があるとき(温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき)、クラッチを接続状態にしてポンプモータにより冷却ファンを回転駆動し、ラジエータを冷却ファンによって冷却する必要がなくなれば、クラッチを遮断状態にしてポンプモータによって冷却ファンを回転駆動させないようにする。そして、ポンプモータと冷却ファンとの間に一方向クラッチを設け、クラッチの断続状態とは関係なく、冷却ファンが外風圧を受けてポンプモータより速く回転しようとするとき(アシスト能力あり)、一方向クラッチによって冷却ファンの回転がポンプモータに伝達されるようにする。
(Second means of the present invention)
In order to achieve the above object, in the second means of the present invention (Claim 5), when the radiator needs to be cooled by a cooling fan (when the temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature), the clutch is When the cooling fan is rotated by the pump motor in the connected state and the radiator need not be cooled by the cooling fan, the clutch is disconnected and the cooling fan is not rotated by the pump motor. A one-way clutch is provided between the pump motor and the cooling fan. When the cooling fan tries to rotate faster than the pump motor under the external wind pressure regardless of the intermittent state of the clutch (with assist capability), The rotation of the cooling fan is transmitted to the pump motor by the direction clutch.

この第2の手段によれば、ラジエータを冷却ファンにより冷却する必要がないときには、クラッチが遮断されて冷却ファンがポンプモータにより回転駆動されることのないようにすると共に、一方向クラッチの作用により、冷却ファンが外風圧により回転されてアシスト能力を持つようになると、自動的に冷却ファンの回転がポンプモータに伝達されてポンプモータの負荷を軽減するようになる。   According to this second means, when it is not necessary to cool the radiator by the cooling fan, the clutch is disengaged so that the cooling fan is not driven to rotate by the pump motor, and by the action of the one-way clutch. When the cooling fan is rotated by the external wind pressure and has an assist capability, the rotation of the cooling fan is automatically transmitted to the pump motor to reduce the load on the pump motor.

(第1および第2の手段への付加構成)
本発明では、上述の第1の手段、第2の手段に対して、次の構成を付加することができる。
(Additional configuration to the first and second means)
In the present invention, the following configuration can be added to the above-described first means and second means.

ポンプモータの回転数を、温度検出手段の検出温度の高低に応じて高低変化させるようにしても良く(請求項6)、冷却液のエンジンの入口側での温度と出口側での温度との差の大小に応じて高低変化させるようにしても良い(請求項7)。このようにポンプモータの回転数を変化させると、ラジエータで冷却液をより強く冷却する必要がある場合に冷却ファンの回転数をより高くすることができる。   The number of rotations of the pump motor may be varied depending on the detected temperature of the temperature detecting means (Claim 6), and the temperature of the coolant at the inlet side and the temperature at the outlet side of the engine The height may be changed according to the magnitude of the difference (claim 7). When the rotational speed of the pump motor is changed in this way, the rotational speed of the cooling fan can be increased when the coolant needs to be cooled more strongly by the radiator.

また、ポンプモータからウォータポンプへの回転伝達は、磁気カップリングにより行うように構成することができる(請求項8)。この構成によれば、ポンプモータとウォータポンプとの間を、メカニカルシールを用いることなく遮蔽できるため、ポンプモータからウォータポンプへの動力伝達部分での冷却液の漏洩をなくし、シールによる摩擦損失を低減させることができる。   Further, rotation transmission from the pump motor to the water pump can be performed by magnetic coupling (claim 8). According to this configuration, since the pump motor and the water pump can be shielded without using a mechanical seal, leakage of the coolant in the power transmission portion from the pump motor to the water pump is eliminated, and friction loss due to the seal is reduced. Can be reduced.

また、ポンプモータの通電を、エンジン始動より遅らせるようにしても良い(請求項9)。このようにすれば、スタータモータに大電流が流れるエンジン始動時を避けてポンプモータに通電するので、車両のバッテリの負荷を軽減できる。   The energization of the pump motor may be delayed from the engine start. In this way, since the pump motor is energized while avoiding the engine start when a large current flows through the starter motor, the load on the vehicle battery can be reduced.

更に、冷却ファンとは別に、ラジエータまたはラジエータ以外の被冷却体を冷却するための冷却ファンを設け、当該別の冷却ファンを駆動するモータを、当該別の冷却ファンの駆動不要時であって当該別の冷却ファンから回転力を受けるとき、発電機として機能するモータジェネレータから構成しても良い(請求項10)。このようにすれば、外風圧によって上記別の冷却ファンが回転する際に、モータジェネレータにより発電して車両のバッテリを充電することができる。   In addition to the cooling fan, a radiator or a cooling fan for cooling an object to be cooled other than the radiator is provided, and a motor for driving the other cooling fan is provided when the driving of the other cooling fan is not required. When receiving a rotational force from another cooling fan, the motor generator may function as a generator. In this way, when the other cooling fan is rotated by the external wind pressure, the motor generator can generate power to charge the vehicle battery.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図1ないし図5を参照しながら説明する。図2には、車両の推進源としてのエンジン、例えばガソリンエンジンの冷却システムの構成が概略的に示されている。図2に示すように、エンジン1には、ジャケット2が形成されており、このジャケット2内を冷却液が通ることでエンジン1の冷却が行われる。エンジン冷却システムは、エンジン1を冷却することにより温度上昇した冷却液を、外部で冷却して再びエンジン1に戻すように循環させることにより、エンジン1を冷却するシステムであり、ラジエータ3と、冷却ファン4と、ウォータポンプ5と、このウォータポンプ5を駆動するポンプモータ6とを備えている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 schematically shows a configuration of a cooling system of an engine as a vehicle propulsion source, for example, a gasoline engine. As shown in FIG. 2, a jacket 2 is formed in the engine 1, and cooling of the engine 1 is performed by passing a coolant through the jacket 2. The engine cooling system is a system for cooling the engine 1 by circulating the coolant whose temperature has been increased by cooling the engine 1 so that it is cooled outside and returned to the engine 1 again. A fan 4, a water pump 5, and a pump motor 6 that drives the water pump 5 are provided.

上記ポンプモータ6は、ラジエータ3の後部に取り付けられた支持フレーム7に固定されている。このポンプモータ6は、例えばブラシレスDCモータからなり、図1に示すように、モータケース8に固定された固定子9と、モータケース8に軸受10を介して回転可能に支持された回転子11とを備えている。そして、回転子11の回転軸12の両端部は、モータケース8から前後両側に突出されている。なお、固定子9は、固定子鉄心9aに複数相のコイル9bを巻装してなる。また、回転子11は、回転子鉄心11aの外周に複数極に着磁した永久磁石11bを取着してなる永久磁石型のものである。   The pump motor 6 is fixed to a support frame 7 attached to the rear part of the radiator 3. The pump motor 6 is composed of, for example, a brushless DC motor, and as shown in FIG. 1, a stator 9 fixed to a motor case 8 and a rotor 11 rotatably supported by the motor case 8 via a bearing 10. And. Then, both end portions of the rotating shaft 12 of the rotor 11 protrude from the motor case 8 to both the front and rear sides. The stator 9 is formed by winding a multi-phase coil 9b around a stator core 9a. The rotor 11 is of a permanent magnet type in which a permanent magnet 11b magnetized with a plurality of poles is attached to the outer periphery of the rotor core 11a.

ポンプモータ6の後部には、前記ウォータポンプ5が取り付けられている。このウォータポンプ5は遠心型として構成され、そのケーシング13内のインペラ14は、ポンプモータ6の回転軸12の後端部に固定されている。このウォータポンプ5とポンプモータ6との間は、メカニカルシール15によってシールされ、冷却液がポンプモータ6側へ漏れ出ないようにしている。なお、このメカニカルシール15は、インペラ14に設けられたフローティングシート16と、ウォータポンプ5とポンプモータ6との間を仕切る仕切板17側に設けられベローズスプリング18によってフローティングシート16に押し付けられたシールリング19とからなり、フローティングシート16がシールリング19に対して摺動するようになっている。   The water pump 5 is attached to the rear part of the pump motor 6. The water pump 5 is configured as a centrifugal type, and the impeller 14 in the casing 13 is fixed to the rear end portion of the rotary shaft 12 of the pump motor 6. The water pump 5 and the pump motor 6 are sealed by a mechanical seal 15 so that the coolant does not leak to the pump motor 6 side. The mechanical seal 15 is a seal that is provided on the side of the partition plate 17 that partitions the floating seat 16 provided on the impeller 14 and the water pump 5 and the pump motor 6 and is pressed against the floating seat 16 by a bellows spring 18. The floating sheet 16 is configured to slide relative to the seal ring 19.

一方、前記冷却ファン4は、ポンプモータ6の回転軸12の前端部に軸受20を介して回転可能に支持されている。この冷却ファン4とポンプモータ6との間には、クラッチ、例えば電磁クラッチ21が設けられている。電磁クラッチ21は、回転軸12に固定されたクラッチ板22と、冷却ファン4側に突設されたピン23により軸方向に移動可能に取り付けられた鉄などの磁性材製のクラッチ板24と、ポンプモータ6のモータケース8に固定された電磁コイル25とを備えている。   On the other hand, the cooling fan 4 is rotatably supported via a bearing 20 at the front end portion of the rotary shaft 12 of the pump motor 6. A clutch such as an electromagnetic clutch 21 is provided between the cooling fan 4 and the pump motor 6. The electromagnetic clutch 21 includes a clutch plate 22 fixed to the rotating shaft 12, a clutch plate 24 made of a magnetic material such as iron attached so as to be movable in the axial direction by a pin 23 protruding from the cooling fan 4 side, And an electromagnetic coil 25 fixed to the motor case 8 of the pump motor 6.

上記電磁コイル25が通電されると、その磁気力により冷却ファン4のクラッチ板24が回転軸12のクラッチ板22に吸着されて接続状態となり、ポンプモータ6の回転軸12と冷却ファン4とが連結される。そして、電磁コイル25が断電されると、冷却ファン4のクラッチ板24のクラッチ板22に対する吸着が解かれて遮断状態となり、ポンプモータ6の回転軸12と冷却ファン4との連結が解かれる。   When the electromagnetic coil 25 is energized, the magnetic force thereof causes the clutch plate 24 of the cooling fan 4 to be attracted to the clutch plate 22 of the rotary shaft 12 to be connected, and the rotary shaft 12 of the pump motor 6 and the cooling fan 4 are connected. Connected. Then, when the electromagnetic coil 25 is disconnected, the suction of the cooling fan 4 to the clutch plate 22 of the clutch plate 24 is released, and the connection between the rotary shaft 12 of the pump motor 6 and the cooling fan 4 is released. .

さて、前記ウォータポンプ5は、冷却液を循環させるためのもので、図3に示すように、その吸入口5aは、エンジン1のジャケット2の出口2aにホース26により接続され、吐出口5bは、サーモバルブ27の入口27aにホース28を介して接続されている。サーモバルブ27は、2つの出口27b,27cを有しており、冷却液の温度が低いうちは、出口27cを開いて出口27bを絞った状態にある。そして、冷却液の温度が上昇してくると、出口27bを開いて出口27cを絞るように構成されている。このサーモバルブ27の一方の出口27bは、ホース29を介してラジエータ3の入口3aに接続され、他方の出口27cは、ホース30を介してエンジン1のジャケット2の入口2bに接続されている。また、ラジエータ3の出口3bも、ホース31を介してエンジン1のジャケット2の入口2bに接続されている。   Now, the water pump 5 is for circulating the coolant, and as shown in FIG. 3, its inlet 5a is connected to the outlet 2a of the jacket 2 of the engine 1 by a hose 26, and the outlet 5b is The thermo valve 27 is connected to the inlet 27 a via a hose 28. The thermo-valve 27 has two outlets 27b and 27c. While the temperature of the coolant is low, the outlet 27c is opened and the outlet 27b is throttled. When the temperature of the coolant rises, the outlet 27b is opened and the outlet 27c is throttled. One outlet 27 b of the thermo valve 27 is connected to the inlet 3 a of the radiator 3 via a hose 29, and the other outlet 27 c is connected to the inlet 2 b of the jacket 2 of the engine 1 via a hose 30. Further, the outlet 3 b of the radiator 3 is also connected to the inlet 2 b of the jacket 2 of the engine 1 via the hose 31.

図4は冷却システムの制御構成を示すブロック図である。冷却システムの制御は、例えばマイクロコンピュータ(図示せず)を主体とする制御手段としての制御回路32によって行われるようになっており、この制御回路32には、前記電磁クラッチ21の電磁コイル25の他、冷却液の温度検出手段としての液温センサ33、車速センサ34、インバータ駆動装置35などが接続されている。   FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration of the cooling system. The control of the cooling system is performed by a control circuit 32 as a control means mainly composed of a microcomputer (not shown), for example, and the control circuit 32 includes an electromagnetic coil 25 of the electromagnetic clutch 21. In addition, a liquid temperature sensor 33, a vehicle speed sensor 34, an inverter drive device 35, and the like are connected as a coolant temperature detection means.

上記液温センサ33は、冷却液の温度を例えばジャケット2の出口2aにおいて検出する。車速センサ34は、車両の速度を検出するためのもので、例えば車軸の回転数を検出し、その検出出力を制御回路32に入力する。制御回路32は、車速センサ34が検出した回転数と、図示しないメモリに予め記憶されているタイヤ径とによって車速を演算するように構成されている。   The liquid temperature sensor 33 detects the temperature of the coolant at, for example, the outlet 2 a of the jacket 2. The vehicle speed sensor 34 is for detecting the speed of the vehicle. For example, the vehicle speed sensor 34 detects the rotational speed of the axle and inputs the detection output to the control circuit 32. The control circuit 32 is configured to calculate the vehicle speed based on the rotation speed detected by the vehicle speed sensor 34 and the tire diameter stored in advance in a memory (not shown).

インバータ駆動装置35は、ポンプモータ6をインバータ駆動するためのものであり、その直流電源には、車両のバッテリ36が用いられている。このポンプモータ6の回転数制御は、パルス幅変調(PWM)方式によって行われるようになっている。そのために、ポンプモータ6に、その回転数を検出する回転数検出手段として例えば周波数発電機37を設け、その検出出力を制御回路32に入力するようにしている。そして、制御回路32は、周波数発電機37によって検出されたポンプモータ6の回転数と予め定められた設定回転数とを比較し、その速度偏差に応じた駆動信号をインバータ駆動装置35に与える。すると、インバータ駆動装置35は、制御回路32から与えられた速度偏差に応じたPWM信号を形成してポンプモータ6を設定回転数となるように制御する。なお、設定回転数は、制御回路32が有するメモリ(図示せず)に記憶されている。   The inverter drive device 35 is for driving the pump motor 6 with an inverter, and a vehicle battery 36 is used as the DC power source. The rotational speed control of the pump motor 6 is performed by a pulse width modulation (PWM) method. For this purpose, the pump motor 6 is provided with, for example, a frequency generator 37 as a rotation speed detection means for detecting the rotation speed, and the detection output is input to the control circuit 32. Then, the control circuit 32 compares the rotational speed of the pump motor 6 detected by the frequency generator 37 with a preset rotational speed, and gives a drive signal corresponding to the speed deviation to the inverter drive device 35. Then, the inverter drive device 35 forms a PWM signal corresponding to the speed deviation given from the control circuit 32 and controls the pump motor 6 so as to become the set rotational speed. The set rotational speed is stored in a memory (not shown) included in the control circuit 32.

次に上記構成の作用を説明する。まず、この実施形態では、冷却液を強制冷却する必要があるか否かを液温センサ33の検出温度によって判断する。つまり、液温センサ33が所定温度以上を検出したときには、強制冷却の必要がありと判断する。そして、強制冷却の必要がある場合には、冷却ファン4をポンプモータ6の回転軸12に連結し、冷却ファン4をポンプモータ6により回転駆動する。   Next, the operation of the above configuration will be described. First, in this embodiment, whether or not the cooling liquid needs to be forcibly cooled is determined based on the temperature detected by the liquid temperature sensor 33. That is, when the liquid temperature sensor 33 detects a predetermined temperature or higher, it is determined that forced cooling is necessary. When forced cooling is necessary, the cooling fan 4 is connected to the rotary shaft 12 of the pump motor 6, and the cooling fan 4 is rotationally driven by the pump motor 6.

また、車両の速度が所定速度以上のときには、冷却ファン4が走行風圧(外風圧)を受けてポンプモータ6の回転数よりも速く回転しようとするので、冷却ファン4の回転をポンプモータ6に伝達することで、ポンプモータ6の負荷を軽減できる(アシスト能力あり)と判断し、冷却ファン4をポンプモータ6の回転軸12に連結するようになっている。なお、アシスト能力ありと判断するときの車速は、予め実験によって求めた車速に定められて制御回路32が有するメモリに記憶されている。なお、本実施の形態では、当該車速を、冷却ファンの回転数との相関関係を考慮して、実験によって求めておいた。   When the speed of the vehicle is equal to or higher than a predetermined speed, the cooling fan 4 receives the traveling wind pressure (external wind pressure) and tries to rotate faster than the rotational speed of the pump motor 6. It is determined that the load on the pump motor 6 can be reduced by transmission (with an assist capability), and the cooling fan 4 is connected to the rotary shaft 12 of the pump motor 6. Note that the vehicle speed at which it is determined that the assist capability is present is determined in advance as a vehicle speed obtained through experiments and stored in a memory included in the control circuit 32. In the present embodiment, the vehicle speed is obtained by experiments in consideration of the correlation with the rotational speed of the cooling fan.

以下に冷却液の冷却につき説明すると、まず、図示しないイグニッションスイッチをスタート操作してエンジン1を始動させる。すると、このエンジン1の始動と期を同じくして制御回路32がポンプモータ6を起動させ、エンジン1の冷却液を循環させる。エンジン1の始動当初は、まだエンジン1が十分に暖まっていないため、サーモバルブ27が出口27bを閉じている。従って、冷却液は、ジャケット2の出口2aからホース26、ウォータポンプ5、ホース28、サーモバルブ27、ホース30を通ってジャケット2の入口2bへと戻されるように循環し、ラジエータ3には送られない。   The cooling of the coolant will be described below. First, the engine 1 is started by starting an ignition switch (not shown). Then, the control circuit 32 starts the pump motor 6 at the same timing as the start of the engine 1 and circulates the coolant of the engine 1. At the beginning of the engine 1, since the engine 1 is not yet sufficiently warm, the thermo valve 27 closes the outlet 27 b. Accordingly, the coolant circulates from the outlet 2 a of the jacket 2 through the hose 26, the water pump 5, the hose 28, the thermo valve 27, and the hose 30 and returns to the inlet 2 b of the jacket 2, and is sent to the radiator 3. I can't.

エンジン1が暖まり、冷却液の温度が上昇してくると、サーモバルブ27が出口27cを絞って出口27bを開くようになるため、冷却液がジャケット2とラジエータ3とを循環するようになる。つまり、ジャケット2の冷却液は、ジャケット2の出口2aからホース26、ウォータポンプ5、サーモバルブ27、ホース29、ラジエータ3、ホース31を順に経てジャケット2に戻るというように循環する。そして、エンジン1を冷却して高温度となった冷却液は、ラジエータ3を通る際に冷却される。   When the engine 1 is warmed and the temperature of the coolant rises, the thermo valve 27 throttles the outlet 27c and opens the outlet 27b, so that the coolant circulates through the jacket 2 and the radiator 3. That is, the coolant in the jacket 2 circulates from the outlet 2a of the jacket 2 to the jacket 2 through the hose 26, the water pump 5, the thermo valve 27, the hose 29, the radiator 3, and the hose 31 in this order. The coolant that has cooled the engine 1 to a high temperature is cooled when passing through the radiator 3.

一方、エンジン1の始動と共に、制御回路32は、図5の電磁クラッチ制御ルーチンを実行し始める。即ち、制御回路32は、図5の電磁クラッチ制御ルーチンに入ると、初期設定として、まず電磁クラッチ21を遮断状態にする(ステップS1)。次に、制御回路32は、液温センサ33の検出温度を取得し(ステップS2)、その温度が所定温度T(℃)以上であるか否かを判断する(ステップS3)。エンジン1の始動から間もない時期であるときには、冷却液はそれ程温度上昇しておらず、液温センサ33の検出温度はT未満であるので、制御回路32は、冷却ファン4による強制冷却の必要なしと判断する(ステップS3で「NO」)。   On the other hand, when the engine 1 is started, the control circuit 32 starts to execute the electromagnetic clutch control routine of FIG. That is, when entering the electromagnetic clutch control routine of FIG. 5, the control circuit 32 first sets the electromagnetic clutch 21 in the disconnected state as an initial setting (step S1). Next, the control circuit 32 acquires the temperature detected by the liquid temperature sensor 33 (step S2), and determines whether or not the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature T (° C.) (step S3). When the engine 1 is about to start, the temperature of the coolant has not increased so much and the temperature detected by the fluid temperature sensor 33 is less than T. Therefore, the control circuit 32 performs forced cooling by the cooling fan 4. It is determined that it is not necessary (“NO” in step S3).

強制冷却の必要なしと判断した場合、制御回路32は、冷却ファン4のアシスト能力の有無に応じて電磁クラッチ21を断続するために、車速センサ34の検出速度を取得し(ステップS4)、車両の速度が所定速度V(km/s)以上であるか否かを判断する(ステップS5:アシスト能力検出手段、判定手段)。ところで、車速が走行を開始すると、電磁クラッチ21が遮断状態にあるとき、冷却ファン4は、走行風圧を受けて回転する。この場合、車両の速度が所定速度V未満のときには、走行風圧を受けて冷却ファン4が回転しても、ポンプモータ6の回転数以上とはならないので、制御回路32は、アシスト能力なしと判断し(ステップS5で「NO」)、電磁クラッチ21を遮断状態のままとする(ステップS6)。   If it is determined that forced cooling is not necessary, the control circuit 32 acquires the detection speed of the vehicle speed sensor 34 in order to connect and disconnect the electromagnetic clutch 21 according to the presence or absence of the assisting capability of the cooling fan 4 (step S4). Is determined to be equal to or higher than a predetermined speed V (km / s) (step S5: assist ability detecting means, determining means). By the way, when the vehicle speed starts traveling, when the electromagnetic clutch 21 is in the disconnected state, the cooling fan 4 receives the traveling wind pressure and rotates. In this case, when the speed of the vehicle is less than the predetermined speed V, even if the cooling fan 4 is rotated by receiving the traveling wind pressure, the rotation speed of the pump motor 6 is not exceeded, so the control circuit 32 determines that there is no assist capability. ("NO" in step S5), the electromagnetic clutch 21 remains in the disconnected state (step S6).

そして、車両の速度が所定速度V以上になると、走行風圧を受けて回転する冷却ファン4は、ポンプモータ6の回転数以上の回転数で回転するようになる。すると、制御回路32は、走行風圧を受けて回転する冷却ファン4にアシスト能力ありと判断し(ステップS5で「YES」)、電磁コイル25に通電して電磁クラッチ21を接続状態にする(ステップS7)。電磁クラッチ21が接続状態になると、冷却ファン4の回転が電磁クラッチ21のクラッチ板24,22を介してポンプモータ6の回転軸12に伝達される。このため、ウォータポンプ5を駆動しているポンプモータ6の負荷が冷却ファン4から受ける回転力の分だけ軽減される(モータアシスト)。   When the speed of the vehicle becomes equal to or higher than the predetermined speed V, the cooling fan 4 that rotates by receiving the traveling wind pressure rotates at a rotational speed equal to or higher than the rotational speed of the pump motor 6. Then, the control circuit 32 determines that the cooling fan 4 that rotates by receiving the traveling wind pressure has an assist capability (“YES” in step S5), and energizes the electromagnetic coil 25 to bring the electromagnetic clutch 21 into a connected state (step S5). S7). When the electromagnetic clutch 21 is in the connected state, the rotation of the cooling fan 4 is transmitted to the rotary shaft 12 of the pump motor 6 via the clutch plates 24 and 22 of the electromagnetic clutch 21. For this reason, the load of the pump motor 6 driving the water pump 5 is reduced by the rotational force received from the cooling fan 4 (motor assist).

エンジン1の始動から暫く経過すると、冷却液の温度が上昇してくる。そして、ジャケット2の出口2aでの冷却液の温度が所定温度T以上になると、制御回路32は、ラジエータ3を強制冷却する必要ありと判断し(ステップS3で「YES」)、電磁コイル25に通電して電磁クラッチ21を接続状態にする(ステップS8)。これにより、ポンプモータ6の回転がクラッチ板22,24を介して冷却ファン4に伝達され、冷却ファン4が回転駆動される。   After a while from the start of the engine 1, the temperature of the coolant rises. When the temperature of the coolant at the outlet 2a of the jacket 2 becomes equal to or higher than the predetermined temperature T, the control circuit 32 determines that the radiator 3 needs to be forcibly cooled ("YES" in step S3), and the electromagnetic coil 25 Energization is performed to bring the electromagnetic clutch 21 into a connected state (step S8). Thereby, the rotation of the pump motor 6 is transmitted to the cooling fan 4 via the clutch plates 22 and 24, and the cooling fan 4 is rotationally driven.

ジャケット2の出口2aでの冷却液の温度が所定温度T以上である場合には、車両の速度が所定速度V以上であるか否かとは関係なく、電磁クラッチ21は接続状態のままとされる。従って、車両の速度が所定速度V以上のときには、冷却ファン4はアシスト能力を有するが、電磁クラッチ21が接続状態にあることにより、冷却ファン4の走行風圧による回転が自動的にポンプモータ6に伝達されてその負荷を軽減する。   When the temperature of the coolant at the outlet 2a of the jacket 2 is equal to or higher than the predetermined temperature T, the electromagnetic clutch 21 remains in the connected state regardless of whether or not the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined speed V. . Therefore, when the speed of the vehicle is equal to or higher than the predetermined speed V, the cooling fan 4 has an assist capability. However, since the electromagnetic clutch 21 is in the connected state, the rotation of the cooling fan 4 due to the traveling wind pressure is automatically transferred to the pump motor 6. It is transmitted to reduce the load.

ところで、例えば中高速走行時には、ラジエータ3が走行風によって冷却されることから、通常の場合には、あえて冷却ファン4をポンプモータ6によって回転駆動しなくとも、ジャケット2の出口2aでの冷却液の温度が所定温度T未満となる。このようになると、制御回路32は、前述したと同様に、冷却ファン4のアシスト能力の有無に応じて電磁クラッチ21を断続制御するようになる。   By the way, for example, when running at medium to high speed, the radiator 3 is cooled by the running wind. Therefore, in the normal case, the coolant at the outlet 2a of the jacket 2 is not required to rotate the cooling fan 4 by the pump motor 6. Is less than a predetermined temperature T. If it becomes like this, the control circuit 32 will carry out intermittent control of the electromagnetic clutch 21 according to the presence or absence of the assist capability of the cooling fan 4 similarly to having mentioned above.

即ち、液温センサ33の検出温度が所定温度T未満になると(ステップS3で「NO」)、制御回路32は、車速センサ34の検出速度が所定速度V以上であるか否かを判断する(ステップS4,5)。そして、制御回路32は、車両の速度がV以上のとき、冷却ファン4にアシスト能力ありと判断し(ステップS5で「YES」)、電磁コイル25に通電して電磁クラッチ21を接続状態のままとする。これにより、冷却ファン4の回転がポンプモータ6に伝達され、ウォータポンプ5を駆動しているポンプモータ6の負荷を軽減する。また、車両の速度がV未満の時には、制御回路32は、電磁クラッチ21を遮断状態にし(ステップS6)、ポンプモータ6が冷却ファン4を無駄に回転駆動することのないようにする。   That is, when the detected temperature of the liquid temperature sensor 33 becomes lower than the predetermined temperature T (“NO” in step S3), the control circuit 32 determines whether or not the detected speed of the vehicle speed sensor 34 is equal to or higher than the predetermined speed V ( Step S4, 5). When the vehicle speed is V or higher, the control circuit 32 determines that the cooling fan 4 has the assist capability (“YES” in step S5), energizes the electromagnetic coil 25 and keeps the electromagnetic clutch 21 in the connected state. And Thereby, the rotation of the cooling fan 4 is transmitted to the pump motor 6 to reduce the load on the pump motor 6 driving the water pump 5. When the speed of the vehicle is less than V, the control circuit 32 puts the electromagnetic clutch 21 into the disconnected state (step S6) so that the pump motor 6 does not drive the cooling fan 4 unnecessarily.

車両が停止し、イグニッションスイッチがオフ操作されると、エンジン1が停止し、これに伴ってポンプモータ6も断電されてウォータポンプ5を停止させる。そして、制御回路32も図5の電磁クラッチ制御ルーチンの実行を停止する。
このように本実施形態によれば、冷却ファン4の駆動源をポンプモータ6とし、両者を電磁クラッチ21によって断続するようにしたので、冷却ファン4によりラジエータ3を強制冷却する必要がないときにまで、冷却ファン4をポンプモータ6によって駆動することがない。
When the vehicle is stopped and the ignition switch is turned off, the engine 1 is stopped, and accordingly, the pump motor 6 is also disconnected and the water pump 5 is stopped. Then, the control circuit 32 also stops the execution of the electromagnetic clutch control routine of FIG.
As described above, according to this embodiment, the drive source of the cooling fan 4 is the pump motor 6 and both are intermittently connected by the electromagnetic clutch 21, so that it is not necessary to forcibly cool the radiator 3 by the cooling fan 4. Until then, the cooling fan 4 is not driven by the pump motor 6.

しかも、ラジエータ3を冷却ファン4で強制冷却する必要があるとき、走行風圧を受ける冷却ファン4にアシスト能力があれば、冷却ファン4の回転が接続状態にある電磁クラッチ21を介してポンプモータ6に伝達されるので、ポンプモータ6の負荷を軽減する。その上、ラジエータ3を冷却ファン4で強制冷却する必要がないときでも、走行風圧を受ける冷却ファン4にアシスト能力があれば、電磁クラッチ21を遮断状態から接続状態に切り替えて冷却ファン4の回転がポンプモータ6に伝達されるようにするので、上記したと同様にポンプモータ6の負荷を軽減することができる。   Moreover, when it is necessary to forcibly cool the radiator 3 with the cooling fan 4, if the cooling fan 4 that receives the traveling wind pressure has an assist capability, the pump motor 6 is connected via the electromagnetic clutch 21 in which the rotation of the cooling fan 4 is in the connected state. Therefore, the load on the pump motor 6 is reduced. In addition, even if it is not necessary to forcibly cool the radiator 3 with the cooling fan 4, if the cooling fan 4 that receives the traveling wind pressure has assist capability, the electromagnetic clutch 21 is switched from the disconnected state to the connected state to rotate the cooling fan 4. Is transmitted to the pump motor 6, the load on the pump motor 6 can be reduced as described above.

従って、ラジエータ3を強制冷却する必要があるときに、電磁クラッチ21を接続状態にし、ラジエータ3を強制冷却する必要がなくなれば、電磁クラッチ21を遮断状態にするだけの構成のものに比べ、特に車両の中高速走行時において、ラジエータ3が走行風により冷却されて冷却ファン4による強制冷却の必要がないときでも、冷却ファン4にアシスト能力があるときには、電磁クラッチ21を接続状態にして冷却ファン4の回転をポンプモータ6に伝達して当該ポンプモータ6の負荷を軽減でき、それだけエンジン1の燃費を高めることができる。   Therefore, when it is necessary to forcibly cool the radiator 3, if the electromagnetic clutch 21 is in the connected state and the radiator 3 does not have to be forcibly cooled, the electromagnetic clutch 21 is in a disengaged state. Even when the radiator 3 is cooled by the traveling wind and forced cooling by the cooling fan 4 is not required during medium and high speed traveling of the vehicle, if the cooling fan 4 has assist capability, the electromagnetic clutch 21 is connected to the cooling fan. The rotation of 4 can be transmitted to the pump motor 6 to reduce the load on the pump motor 6, and the fuel consumption of the engine 1 can be increased accordingly.

(第2の実施形態)
図6および図7は本発明の第2の実施形態を示す。この第2の実施形態が上述の第1の実施形態と相違するところは、冷却ファン4のアシスト能力の有無を、冷却ファン4の回転数とポンプモータ6の回転数との比較によって行うところにある。
即ち、この実施形態では、図6に示すように、車速センサ34はなく、これに代えて、冷却ファン4の回転数を検出するためのファン回転数検出手段としての回転数センサ38を設けている。この回転数センサ38は、図示はしないが、例えば冷却ファン4に設けられた永久磁石と、この永久磁石の磁気を検出するために例えば支持フレーム7に設けられたホール素子などの磁気検出素子とから構成され、磁気検出素子は、冷却ファン4の回転数に応じた数のパルスを出力する。そして、制御回路32は、回転数センサ38から入力されるパルス数に基づいて冷却ファン4の回転数を算出するようになっている。
(Second Embodiment)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. This second embodiment is different from the first embodiment described above in that the presence or absence of the assisting capability of the cooling fan 4 is determined by comparing the rotational speed of the cooling fan 4 and the rotational speed of the pump motor 6. is there.
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 6, there is no vehicle speed sensor 34, and instead, a rotational speed sensor 38 as a fan rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the cooling fan 4 is provided. Yes. Although not shown, the rotational speed sensor 38 is, for example, a permanent magnet provided in the cooling fan 4 and a magnetic detection element such as a Hall element provided in the support frame 7 for detecting the magnetism of the permanent magnet. The magnetic detection element outputs a number of pulses corresponding to the number of rotations of the cooling fan 4. The control circuit 32 calculates the rotational speed of the cooling fan 4 based on the pulse number input from the rotational speed sensor 38.

図7に示す電磁クラッチ制御ルーチンにおいて、制御回路32は、冷却液のジャケット2の出口2aにおける温度が所定温度T未満で(ステップA3で「NO」)、ラジエータ3を冷却ファン4により強制冷却する必要がないとき、回転数センサ38の検出回転数を取得する(ステップA4)。そして、制御回路32は、モータ回転数検出手段としての周波数発電機37からポンプモータ6の回転数を取得し、冷却ファン4の回転数がポンプモータ6の回転数以下のとき、アシスト能力なしと判断して(ステップA5で「NO」:判定手段)電磁クラッチ21を遮断状態にし(ステップA6)、冷却ファン4の回転数がポンプモータ6の回転数を越えていたとき、アシスト能力ありと判断して(ステップA5で「YES」:判定手段)電磁クラッチ21を接続状態にする(ステップA7)。   In the electromagnetic clutch control routine shown in FIG. 7, the control circuit 32 forcibly cools the radiator 3 by the cooling fan 4 when the temperature at the outlet 2 a of the coolant jacket 2 is lower than the predetermined temperature T (“NO” in step A <b> 3). When there is no need, the rotation speed detected by the rotation speed sensor 38 is acquired (step A4). And the control circuit 32 acquires the rotation speed of the pump motor 6 from the frequency generator 37 as a motor rotation speed detection means, and when the rotation speed of the cooling fan 4 is below the rotation speed of the pump motor 6, there is no assist capability. Judgment is made ("NO" in step A5: judgment means), the electromagnetic clutch 21 is disengaged (step A6), and when the number of revolutions of the cooling fan 4 exceeds the number of revolutions of the pump motor 6, it is judged that the assist capability is present. ("YES" in step A5: determination means) The electromagnetic clutch 21 is brought into a connected state (step A7).

なお、ポンプモータ6の回転数が本実施形態のように予め定められた設定回転数となるように制御されている場合には、制御回路32の図示しないメモリに記憶された設定回転数を取得(モータ回転数検出手段)して、回転数センサ38の回転数を取得しないように構成しても良い。また、ポンプモータ6の回転を減速機構を介して冷却ファン4に伝達するように構成した場合には、減速機構の出力回転数がポンプモータ6の回転数となる。   When the rotation speed of the pump motor 6 is controlled to be a preset rotation speed as in the present embodiment, the setting rotation speed stored in a memory (not shown) of the control circuit 32 is acquired. (Motor rotational speed detection means) may be configured so that the rotational speed of the rotational speed sensor 38 is not acquired. Further, when the rotation of the pump motor 6 is transmitted to the cooling fan 4 via the speed reduction mechanism, the output speed of the speed reduction mechanism becomes the speed of the pump motor 6.

(第3の実施形態)
図8は本発明の第3の実施形態を示す。この実施形態が前述の第2の実施形態と異なるところは、冷却ファン4のアシスト能力の有無を、車両の走行速度から走行風による冷却ファン4の回転数を演算し、この演算された冷却ファン4の回転数とポンプモータ6の回転数との比較によって行うところにある。従って、この実施形態では、第2の実施形態における回転数センサ38は備えず、その代わりに、第1の実施形態における車速センサ34を備えている。
即ち、制御回路32は、冷却ファン4にアシスト能力があるか否かを判定するに際し、車速センサ34の検出速度を取得し(図8のステップa4)、この検出速度から冷却ファン4の走行風による回転数を演算する(ステップa5)。なお、この車速センサ34の検出速度(車両の速度)と冷却ファン4の回転数は、予め実験により求めて記憶手段に記憶しておき、車両センサ34の検出速度を取得したとき記憶手段から冷却ファン4の回転数を検索することによって行うようにしても良い。また、所定の計算式に車速センサ34の検出速度を代入して冷却ファン4の回転数を演算するようにしても良い。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the second embodiment described above in that the presence or absence of the cooling fan 4 has an assist capability, the number of rotations of the cooling fan 4 by the traveling wind is calculated from the traveling speed of the vehicle, and the calculated cooling fan 4 and the number of rotations of the pump motor 6 are compared. Therefore, in this embodiment, the rotation speed sensor 38 in the second embodiment is not provided, but the vehicle speed sensor 34 in the first embodiment is provided instead.
That is, when determining whether or not the cooling fan 4 has the assist capability, the control circuit 32 acquires the detection speed of the vehicle speed sensor 34 (step a4 in FIG. 8), and the running wind of the cooling fan 4 is determined from this detection speed. Is calculated (step a5). Note that the detection speed (vehicle speed) of the vehicle speed sensor 34 and the rotation speed of the cooling fan 4 are obtained in advance by experiments and stored in the storage means, and when the detection speed of the vehicle sensor 34 is acquired, cooling is performed from the storage means. You may make it carry out by searching the rotation speed of the fan 4. FIG. Further, the rotation speed of the cooling fan 4 may be calculated by substituting the detection speed of the vehicle speed sensor 34 into a predetermined calculation formula.

冷却ファン4の回転数を演算した後、制御回路32は、演算した冷却ファン4の回転数とポンプモータ6の回転数とを比較し、冷却ファン4の回転数が周波数発電機37から得られるポンプモータ6の回転数以下のとき、アシスト能力なしと判断して(ステップa6で「NO」:判定手段)、電磁クラッチ21を遮断状態にし(ステップa7)、冷却ファン4の回転数がポンプモータ6の回転数を越えていたとき、アシスト能力ありと判断して(ステップa6で「YES」:判定手段)、電磁クラッチ21を接続状態にする(ステップa8)。   After calculating the rotational speed of the cooling fan 4, the control circuit 32 compares the calculated rotational speed of the cooling fan 4 with the rotational speed of the pump motor 6, and the rotational speed of the cooling fan 4 is obtained from the frequency generator 37. When the rotational speed of the pump motor 6 is less than or equal to the rotational speed of the pump motor 6, it is determined that there is no assist capability ("NO" in step a6: determination means), the electromagnetic clutch 21 is disconnected (step a7), and the rotational speed of the cooling fan 4 is the pump motor. If the rotational speed exceeds 6, the assist capability is determined to be present ("YES" in step a6: determination means), and the electromagnetic clutch 21 is brought into a connected state (step a8).

(第4の実施形態)
図9ないし図11は本発明の第4の実施形態を示す。この実施形態が前述の第1の実施形態と異なるところは、図9に示すように、冷却ファン4をポンプモータ6の回転軸12に対して一方向クラッチ39を介して取り付けたところにある。この一方向クラッチ39としては、例えば一方向ボールクラッチや一方向コロクラッチなどが考えられる。この実施形態においては、電磁クラッチ21が主クラッチ、一方向クラッチが補助クラッチとなる。また、制御構成としては、図10に示すように、車速センサ34は設けられていない。
(Fourth embodiment)
9 to 11 show a fourth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment described above in that the cooling fan 4 is attached to the rotary shaft 12 of the pump motor 6 via a one-way clutch 39 as shown in FIG. As the one-way clutch 39, for example, a one-way ball clutch or a one-way roller clutch can be considered. In this embodiment, the electromagnetic clutch 21 is a main clutch and the one-way clutch is an auxiliary clutch. Moreover, as a control structure, as shown in FIG. 10, the vehicle speed sensor 34 is not provided.

図11に示す電磁クラッチ制御ルーチンにおいて、制御回路32は、ジャケット2の出口2aにおける冷却液の温度に応じて電磁クラッチ21を断続する制御だけを行っている。つまり、制御回路32は、液温センサ33の検出温度が所定温度T未満のとき(ステップB3で「NO」)、電磁クラッチ21を遮断状態にし(ステップB4)、液温センサ33の検出温度が所定温度T以上のとき(ステップB3で「YES」)、電磁クラッチ21を接続状態にする(ステップB4)。   In the electromagnetic clutch control routine shown in FIG. 11, the control circuit 32 performs only control for intermittently connecting the electromagnetic clutch 21 in accordance with the temperature of the coolant at the outlet 2 a of the jacket 2. That is, when the temperature detected by the liquid temperature sensor 33 is lower than the predetermined temperature T (“NO” in step B3), the control circuit 32 disengages the electromagnetic clutch 21 (step B4), and the temperature detected by the liquid temperature sensor 33 is When the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T ("YES" in step B3), the electromagnetic clutch 21 is brought into a connected state (step B4).

そして、冷却ファン4のアシスト能力の有無に応じて冷却ファン4の回転をポンプモータ6に伝達したり伝達しなかったりする動作は、一方向クラッチ39の作用によって冷却ファンの回転数に応じて自動的に行われる。この一方向クラッチ39は、ポンプモータ6の回転軸12に対する冷却ファン4の一方向の回転だけを回転軸12に伝達する機能を有する。この機能により、一方向クラッチ39は、電磁クラッチ21が遮断状態にあるとき、走行風圧を受けて回転する冷却ファン4の回転数がポンプモータ6の回転軸12の回転数を超えることにより、冷却ファン4が回転軸12に対して相対的に一方向に回転するようになると、自動的に冷却ファン4の回転を回転軸12に伝達してポンプモータ6をアシストする。   The operation of transmitting or not transmitting the rotation of the cooling fan 4 to the pump motor 6 according to the presence or absence of the assisting capability of the cooling fan 4 is automatically performed according to the rotation speed of the cooling fan by the action of the one-way clutch 39. Done. The one-way clutch 39 has a function of transmitting only the rotation of the cooling fan 4 in one direction relative to the rotation shaft 12 of the pump motor 6 to the rotation shaft 12. With this function, when the electromagnetic clutch 21 is in the disconnected state, the one-way clutch 39 is cooled by the rotational speed of the cooling fan 4 that rotates by receiving the traveling wind pressure exceeding the rotational speed of the rotary shaft 12 of the pump motor 6. When the fan 4 rotates in one direction relative to the rotation shaft 12, the rotation of the cooling fan 4 is automatically transmitted to the rotation shaft 12 to assist the pump motor 6.

(第5の実施形態)
図12は本発明の第5の実施形態を示す。この実施形態が前述の第1の実施形態と異なるところは、ポンプモータ6の回転軸12からウォータポンプ5のインペラ14への回転伝達を磁気カップリングにより行うようにしたところにある。
即ち、図12に示すように、ポンプモータ6の回転軸12は、ウォータポンプ5側への突出をなくすように短尺化されている。また、ウォータポンプ5とポンプモータ6との間の仕切板17の中心側には、円筒状壁17aが形成されており、更にこの円筒状壁17aの内側にボス部17bが形成されている。そして、仕切板17のボス部17bには、支軸40が嵌着されており、この支軸40にインペラ14が軸受41を介して回転可能に支持されている。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment described above in that rotation transmission from the rotary shaft 12 of the pump motor 6 to the impeller 14 of the water pump 5 is performed by magnetic coupling.
That is, as shown in FIG. 12, the rotating shaft 12 of the pump motor 6 is shortened so as not to protrude toward the water pump 5 side. Further, a cylindrical wall 17a is formed on the center side of the partition plate 17 between the water pump 5 and the pump motor 6, and a boss portion 17b is formed inside the cylindrical wall 17a. A support shaft 40 is fitted into the boss portion 17 b of the partition plate 17, and the impeller 14 is rotatably supported by the support shaft 40 via a bearing 41.

一方、回転軸12の回転をインペラ14に伝達する磁気カップリング43は、大小径の異なる2個の永久磁石リング44,45から構成されている。これら永久磁石リング44,45は、周方向に沿ってN極とS極とが交互に並ぶように着磁してなるもので、径大側の永久磁石リング44は、ポンプモータ6の回転子11の回転子鉄心11aに設けられた円筒状部46の内側に取着され、径小側の永久磁石リング45は、インペラ14に設けられた円筒状部47の外側に取着されている。これら永久磁石リング44,45は、仕切板17の円筒状壁17aを介して対向して互いに磁気力を及ぼし合っている。そして、これら永久磁石リング44,45どうしの磁気吸引力により、回転子11の回転がインペラ14に伝達されるようになっている。   On the other hand, the magnetic coupling 43 that transmits the rotation of the rotating shaft 12 to the impeller 14 is composed of two permanent magnet rings 44 and 45 having different large and small diameters. These permanent magnet rings 44 and 45 are magnetized so that N poles and S poles are alternately arranged along the circumferential direction, and the permanent magnet ring 44 on the large diameter side is a rotor of the pump motor 6. The permanent magnet ring 45 on the small diameter side is attached to the outside of the cylindrical portion 47 provided on the impeller 14. The permanent magnet ring 45 is attached to the inside of the cylindrical portion 46 provided on the rotor core 11 a. These permanent magnet rings 44 and 45 face each other through the cylindrical wall 17a of the partition plate 17 and exert a magnetic force on each other. The rotation of the rotor 11 is transmitted to the impeller 14 by the magnetic attractive force between the permanent magnet rings 44 and 45.

このように構成した本実施形態によれば、ウォータポンプ5とポンプモータ6との間を仕切板17および支軸40によって完全にシールすることができる。従って、冷却液の漏洩を確実になくすことができる。また、摺動部分のあるメカニカルシール15を用いる第1の実施形態に比べてシールによる摩擦損失を低減させることができる。   According to the present embodiment configured as described above, the space between the water pump 5 and the pump motor 6 can be completely sealed by the partition plate 17 and the support shaft 40. Therefore, the leakage of the coolant can be reliably eliminated. Moreover, the friction loss by a seal | sticker can be reduced compared with 1st Embodiment using the mechanical seal 15 with a sliding part.

(第6の実施形態)
図13は本発明の第6の実施形態を示すもので、前述の第1の実施形態と異なるところは、ラジエータ3を冷却するために冷却ファン4とは別に、補助冷却ファン48を設けたところにある。この補助冷却ファン48もモータ駆動とされ、そのモータには、モータジェネレータ49が用いられている。モータジェネレータ49は、永久磁石型のDCモータから構成され、モータとしても、ジェネレータとしても機能する。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that an auxiliary cooling fan 48 is provided separately from the cooling fan 4 to cool the radiator 3. It is in. The auxiliary cooling fan 48 is also driven by a motor, and a motor generator 49 is used as the motor. The motor generator 49 is composed of a permanent magnet type DC motor, and functions as both a motor and a generator.

モータジェネレータ49は、ラジエータ3に支持アーム50を介して取り付けられ、ラジエータ3を強制冷却する必要があるとき、通電されてモータとして機能して補助冷却ファン48を回転駆動する。そして、補助冷却ファン48を駆動させる必要がないとき、モータを断電し、走行風により補助冷却ファン48を回転駆動させることによって、モータジェネレータ49は、ジェネレータとして機能するようになる。このときモータジェネレータ49により発電された電力はバッテリ36を充電するように構成されている。なお、補助冷却ファン48がアシスト能力を有するか否かは、車速によって判断することが好ましいが、これに限られるものではない。   The motor generator 49 is attached to the radiator 3 via the support arm 50. When it is necessary to forcibly cool the radiator 3, the motor generator 49 is energized and functions as a motor to rotate the auxiliary cooling fan 48. When it is not necessary to drive the auxiliary cooling fan 48, the motor generator 49 functions as a generator by turning off the motor and rotating the auxiliary cooling fan 48 by the running wind. At this time, the electric power generated by the motor generator 49 is configured to charge the battery 36. Whether or not the auxiliary cooling fan 48 has assist capability is preferably determined based on the vehicle speed, but is not limited thereto.

(その他の実施形態)
本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
ポンプモータ6の回転数を液温センサ33の検出温度に応じて変化させるようにしても良い。このようにすれば、冷却液が高温のときほど冷却液が多く循環され、且つ冷却ファン4も高速度で回転されるので、冷却液の冷却が良好に行われるようになる。
冷却液の温度を検出する液温センサを、エンジン1のジャケット2の出口2aと入口2bとに設け、それら両液温センサの検出温度差に応じてポンプモータ6の回転数を変えるようにしても良い。このようにすれば、冷却液の循環量を必要とする冷却強度に応じて変えることができると共に、冷却ファン4を冷却強度に応じた速度で回転させて必要とする冷却強度に応じた風速の冷却風でラジエータ3を冷却できる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be expanded or changed as follows.
You may make it change the rotation speed of the pump motor 6 according to the temperature detected by the liquid temperature sensor 33. In this way, the higher the coolant temperature is, the more coolant is circulated, and the cooling fan 4 is also rotated at a high speed, so that the coolant is cooled well.
A liquid temperature sensor for detecting the temperature of the coolant is provided at the outlet 2a and the inlet 2b of the jacket 2 of the engine 1, and the rotational speed of the pump motor 6 is changed in accordance with the detected temperature difference between the two liquid temperature sensors. Also good. In this way, the circulating amount of the coolant can be changed according to the required cooling strength, and the cooling fan 4 is rotated at a speed according to the cooling strength, and the wind speed according to the required cooling strength is increased. The radiator 3 can be cooled by the cooling air.

液温センサ33を設ける位置は、ジャケット2の出口2aや入口2bに限られず、ラジエータ3やサーもバルブ27などに設けても良い。また、液温センサ33は、冷却液に接触するように設け、冷却液の温度を直接検出するものであっても、また、冷却液の流路の壁を介して検出するものであっても良い。
ポンプモータ6の起動を、エンジン1の始動時点から所定の短時間だけ遅らせるようにしても良い。このようにすれば、エンジン1の始動時にはスタータモータの起動に多大の電力を有するので、これにポンプモータ6の起動時の電力が重畳されることがない。
ポンプモータ6は、電動モータに限らず油圧モータ等の他の機構のモータであっても良い。
図13の第6の実施形態において、補助冷却ファン48は、ラジエータ3とは別の被冷却体、例えばエアコンのコンデンサを冷却するものであっても良い。
The position where the liquid temperature sensor 33 is provided is not limited to the outlet 2a and the inlet 2b of the jacket 2, and the radiator 3 and the cir may be provided on the valve 27 or the like. Further, the liquid temperature sensor 33 may be provided so as to be in contact with the cooling liquid and directly detect the temperature of the cooling liquid, or may be detected via the wall of the flow path of the cooling liquid. good.
The activation of the pump motor 6 may be delayed for a predetermined short time from the start of the engine 1. In this way, when the engine 1 is started, a large amount of electric power is required for starting the starter motor, so that the electric power for starting the pump motor 6 is not superimposed on this.
The pump motor 6 is not limited to an electric motor, and may be a motor of another mechanism such as a hydraulic motor.
In the sixth embodiment of FIG. 13, the auxiliary cooling fan 48 may cool an object to be cooled different from the radiator 3, for example, a condenser of an air conditioner.

本発明の第1の実施形態を示すもので、要部の縦断面図1 shows a first embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of an essential part. 冷却システムの全体を示す側面図Side view showing the entire cooling system 冷却システムの配管構成図Cooling system piping configuration diagram 制御構成を示すブロック図Block diagram showing control configuration 電磁クラッチの制御のためのフローチャートFlow chart for electromagnetic clutch control 本発明の第2の実施形態を示す図4相当図FIG. 4 equivalent view showing the second embodiment of the present invention 図5相当図Figure equivalent to FIG. 本発明の第3の実施形態を示す図5相当図FIG. 5 equivalent view showing the third embodiment of the present invention 本発明の第4の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a fourth embodiment of the present invention 図4相当図4 equivalent diagram 図5相当図Figure equivalent to FIG. 本発明の第5の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a fifth embodiment of the present invention 本発明の第6の実施形態を示す図2相当図FIG. 2 equivalent view showing a sixth embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はエンジン、2はジャケット、3はラジエータ、4は冷却ファン、5はウォータポンプ、6はポンプモータ、12は回転軸、14はインペラ、21は電磁クラッチ、25は電磁コイル、27はサーモバルブ、32は制御回路(制御手段、アシスト能力検出手段、判定手段)、33は液温センサ(温度検出手段)、34は車速センサ、37は周波数発電機(モータ回転数検出手段)、38は回転数センサ(ファン回転数検出手段)、29は一方向クラッチ、43は磁気カップリング、48は補助冷却ファン、49はモータジェネレータである。   In the drawings, 1 is an engine, 2 is a jacket, 3 is a radiator, 4 is a cooling fan, 5 is a water pump, 6 is a pump motor, 12 is a rotating shaft, 14 is an impeller, 21 is an electromagnetic clutch, 25 is an electromagnetic coil, 27 Is a thermo valve, 32 is a control circuit (control means, assist capability detection means, determination means), 33 is a liquid temperature sensor (temperature detection means), 34 is a vehicle speed sensor, 37 is a frequency generator (motor rotation speed detection means), Reference numeral 38 denotes a rotation speed sensor (fan rotation speed detection means), 29 a one-way clutch, 43 a magnetic coupling, 48 an auxiliary cooling fan, and 49 a motor generator.

Claims (10)

車両の推進源であるエンジンの冷却液を循環させるためのウォータポンプと、
前記ウォータポンプを駆動するポンプモータと、
前記冷却液の温度を検出するための温度検出手段と、
前記ウォータポンプにより循環される冷却液を冷却するラジエータと、
前記ラジエータを冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ポンプモータに対して断続するクラッチと、
前記冷却ファンが外風圧を受けて回転するとき、当該冷却ファンから前記ポンプモータへ回転力を付与するアシスト能力があるか否かを検出するアシスト能力検出手段と、
前記クラッチを制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき、および前記温度検出手段の検出温度が所定温度未満で且つ前記アシスト能力検出手段が前記アシスト能力ありを検出したときには、前記クラッチを接続動作させて前記ポンプモータと前記冷却ファンとを接続し、前記温度検出手段の検出温度が所定温度未満で且つ前記アシスト能力検出手段が前記アシスト能力なしを検出したときには、前記クラッチを遮断動作させて前記ポンプモータと前記冷却ファンとを遮断することを特徴とする車両用エンジン冷却システム。
A water pump for circulating engine coolant, which is the propulsion source of the vehicle,
A pump motor for driving the water pump;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the coolant;
A radiator for cooling the coolant circulated by the water pump;
A cooling fan for cooling the radiator;
A clutch for intermittently connecting the cooling fan to the pump motor;
An assist capability detection means for detecting whether or not there is an assist capability to apply a rotational force from the cooling fan to the pump motor when the cooling fan rotates by receiving external wind pressure;
Control means for controlling the clutch,
When the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature, and when the detected temperature of the temperature detecting means is less than a predetermined temperature and the assist capability detecting means detects that the assist capability exists, the control means When the detected temperature of the temperature detecting means is lower than a predetermined temperature and the assist capability detecting means detects that the assist capability is absent, the clutch is disconnected. The vehicle engine cooling system is characterized in that the pump motor and the cooling fan are shut off.
前記アシスト能力検出手段は、
車両の速度を検出する車速センサと、
前記車速センサの検出速度が所定速度以上のとき、前記アシスト能力ありと判定し、前記車速センサの検出速度が前記所定速度未満のとき、前記アシスト能力なしと判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項1記載の車両用エンジン冷却システム。
The assist ability detecting means includes
A vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
And determining means for determining that the assist capability is present when the detection speed of the vehicle speed sensor is equal to or greater than a predetermined speed, and determining that the assist capability is absent when the detection speed of the vehicle speed sensor is less than the predetermined speed. The vehicle engine cooling system according to claim 1.
前記アシスト能力検出手段は、
前記ポンプモータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
車両の速度を検出する車速センサと、
前記車速センサの検出速度を冷却ファンの回転数に演算して、その回転数が前記モータ回転数検出手段により検出された前記ポンプモータの回転数を越えたとき、前記アシスト能力ありと判定し、前記冷却ファンの回転数が前記ポンプモータの回転数以下のとき、前記アシスト能力なしと判定する判定手段と、
からなることを特徴とする請求項1記載の車両用エンジン冷却システム。
The assist ability detecting means includes
Motor rotation number detecting means for detecting the rotation number of the pump motor;
A vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
The speed detected by the vehicle speed sensor is calculated as the number of rotations of the cooling fan, and when the number of rotations exceeds the number of rotations of the pump motor detected by the motor rotation number detection means, it is determined that the assist capability is present. When the number of rotations of the cooling fan is equal to or less than the number of rotations of the pump motor, a determination unit that determines that the assist capability is absent
The vehicle engine cooling system according to claim 1, comprising:
前記アシスト能力検出手段は、
前記冷却ファンの回転数を検出するファン回転数検出手段と、
前記ポンプモータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
前記車両の速度を検出する車速センサと、
前記ファン回転数検出手段により検出された前記冷却ファンの回転数が前記モータ回転数検出手段により検出された前記ポンプモータの回転数を越えたとき、前記アシスト能力ありと判定し、前記車速センサが所定速度以下を検出したとき、前記アシスト能力なしと判定する判定手段とからなることを特徴とする請求項1記載の車両用エンジン冷却システム。
The assist ability detecting means includes
Fan rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the cooling fan;
Motor rotation number detecting means for detecting the rotation number of the pump motor;
A vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
When the rotation speed of the cooling fan detected by the fan rotation speed detection means exceeds the rotation speed of the pump motor detected by the motor rotation speed detection means, it is determined that the assist capability is present, and the vehicle speed sensor The vehicular engine cooling system according to claim 1, further comprising a determination unit that determines that the assist capability is absent when a predetermined speed or less is detected.
車両の推進源であるエンジンの冷却液を循環させるためのウォータポンプと、
前記ウォータポンプを駆動するポンプモータと、
前記冷却液の温度を検出するための温度検出手段と、
前記ウォータポンプにより循環される冷却液を冷却するラジエータと、
前記ラジエータを冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンを前記ポンプモータに対して断続するクラッチと、
前記温度検出手段の検出温度が所定温度以上のとき、前記クラッチを接続動作させて前記ポンプモータと前記冷却ファンとを接続し、前記温度検出手段の検出温度が所定温度未満のとき、前記クラッチを遮断動作させて前記ポンプモータと前記冷却ファンとを遮断する制御手段と、
前記ポンプモータと前記冷却ファンとの間に設けられ、前記冷却ファンが外風圧を受けて前記ポンプモータよりも速く回転しようとするとき、当該冷却ファンを前記ポンプモータに接続し、外風圧を受けて回転する前記冷却ファンの回転数が前記ポンプモータの回転数よりも低いとき、前記冷却ファンと前記ポンプモータの前記回転軸との接続を遮断する一方向クラッチとを具備してなる車両用エンジン冷却システム。
A water pump for circulating engine coolant, which is the propulsion source of the vehicle,
A pump motor for driving the water pump;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the coolant;
A radiator for cooling the coolant circulated by the water pump;
A cooling fan for cooling the radiator;
A clutch for intermittently connecting the cooling fan to the pump motor;
When the detected temperature of the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature, the clutch is connected to connect the pump motor and the cooling fan, and when the detected temperature of the temperature detecting means is lower than the predetermined temperature, the clutch is Control means for shutting off the pump motor and the cooling fan by shutting off;
The cooling fan is provided between the pump motor and the cooling fan, and when the cooling fan is subjected to external air pressure to rotate faster than the pump motor, the cooling fan is connected to the pump motor and receives the external air pressure. A vehicle engine comprising a one-way clutch that disconnects the cooling fan from the rotary shaft of the pump motor when the rotational speed of the cooling fan rotating is lower than the rotational speed of the pump motor Cooling system.
前記ポンプモータの回転数を、前記温度検出手段の検出温度の高低に応じて高低変化するように制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の車両用エンジン冷却システム。   6. The vehicular engine cooling system according to claim 1, wherein the number of revolutions of the pump motor is controlled to change in accordance with the detected temperature of the temperature detecting means. 前記ポンプモータの回転数を、前記冷却液の前記エンジンの入口側温度と出口側温度との差の大小に応じて高低変化するように制御することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両用エンジン冷却システム。   7. The pump motor according to claim 1, wherein the number of revolutions of the pump motor is controlled so as to change depending on a difference between an inlet side temperature and an outlet side temperature of the coolant. The engine cooling system for vehicles described in 1. 前記ポンプモータから前記ウォータポンプへの回転伝達は、磁気カップリングによることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の車両用エンジン冷却システム。   The vehicle engine cooling system according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotation transmission from the pump motor to the water pump is based on a magnetic coupling. 前記ポンプモータは、前記エンジンの始動時より遅れて起動されるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の車両用エンジン冷却システム。   The vehicle engine cooling system according to any one of claims 1 to 8, wherein the pump motor is configured to be started later than when the engine is started. 前記冷却ファンとは別に、前記ラジエータまたは前記ラジエータ以外の被冷却体を冷却するための冷却ファンが設けられ、当該別の冷却ファンを駆動するモータは、当該別の冷却ファンの駆動不要時であって当該別の冷却ファンから回転力を受けるとき、発電機として機能するモータジェネレータから構成されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の車両用エンジン冷却システム。   In addition to the cooling fan, a cooling fan for cooling the radiator or the object to be cooled other than the radiator is provided, and the motor for driving the other cooling fan is not required to drive the other cooling fan. The vehicle engine cooling system according to any one of claims 1 to 9, further comprising a motor generator that functions as a generator when receiving rotational force from the other cooling fan.
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