JP2526616B2 - 液圧駆動式内燃機関用冷却ファンの回転速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輛に用いられる内燃機関の冷
却ファンの回転速度制御装置に係り、特に液圧駆動式の
可変速度型の冷却ファンの回転速度制御装置に係る。

従来の技術 自動車等の車輛に用いられる内燃機関に於て、機関冷
却用ラジエータへ冷却風を供給する冷却ファンを油圧モ
ータの如き液圧モータによって駆動し、その回転速度を
冷却水温度等に応じて制御することが既に知られてお
り、これは、例えば実公昭49−40183号、特開昭58−131
19号の各公報に示されている。

発明が解決しようとする問題点 液圧モータへ作動液体を供給するポンプは内燃機関の
出力軸と駆動連結されて内燃機関により直接的に回転駆
動されるようになっており、このため内燃機関が速度的
に運転されている時には前記ポンプも高速回転され、こ
れに伴ないポンプ内圧が上昇する。この様にポンプが高
圧中で高回転すると、同圧で低回転の場合に比してポン
プの耐久性が低下し、またポンプ騒音が増大する。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良された冷却
ファンの回転速度制御装置を提供することを目的として
いる。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、内燃機関の出力
軸と駆動連結されて内燃機関により駆動されるポンプを
有し、前記ポンプより作動液体を液圧モータに供給さ
れ、前記液圧モータに供給される作動液体の流量に応じ
て回転速度を制御される液圧駆動式内燃機関用冷却ファ
ンの回転速度制御装置に於て、機関冷却用の冷却水の温
度を検出する冷却水温度検出手段と、内燃機関の機関回
転数を検出する機関回転数検出手段と、内燃機関の機関
回転数の変化量を算出する機関回転数変化量演算手段
と、冷却水温度の上昇に応じて冷却ファン回転速度が増
大すべくファン制御量を決定する冷却水温度対応ファン
制御量決定手段と、機関回転数の増大と機関回転数変化
量の増大に応じて冷却ファン回転速度が低減すべくファ
ン制御量を決定する機関回転数対応ファン制御量決定手
段と、前記冷却水温度対応ファン制御量決定手段により
決定されたファン制御量と前記機関回転数対応ファン制
御量決定手段により決定されたファン制御量とのうち冷
却ファン回転速度が小さくなるほうのファン制御量に基
いて冷却ファンの回転速度を決定する最終ファン制御量
決定手段と、前記最終ファン制御量決定手段により決定
されたファン制御量に基いて前記液圧モータへ供給する
作動液体の流量とリリーフ流量とを互いに相反する関係
にて増減制御するリリーフ弁式の流量制御手段とを有す
る回転速度制御装置によって達成される。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、ファン制御量に内燃機関の
回転数に応じた上限値（最大限界値）が設定されること
になり、高速運転時には低速運転時に比して前記上限値
が低くなることにより作動液体のリリーフ流量が増大
し、これによりポンプ内圧の上昇が制御され、ポンプの
耐久性の向上とポンプ騒音の低減が図られる。またこれ
によりポンプ駆動力が低減し、燃費の低減とポンプ駆動
用伝動装置の耐久性の向上が図られるようになる。しか
も機関回転数の変化量が大きい時にはこれが小さい時に
比して前記上限値が小さくなり、これにより加速度に制
御応答遅れや液圧回路容積による液圧降下遅れに起因し
てポンプが一時的にも好ましからざる高負荷状態になる
ことが未然に回避されるようになる。尚、ファン回転数
は上述の如き補正制御が行われることにより加速時も定
常時に近い回転数になる。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による冷却ファンの回転速度制御装置
を備えた液圧駆動式冷却ファン装置の一つの実施例を示
している。図に於て、10は機関冷却用ラジエータ12へ冷
却風を供給する冷却ファンを示しており、冷却ファン10
は液圧モータ16により回転駆動されるようになってい
る。

液圧モータ16はこれに供給される油の如き作動液体の
流量の増大に応じて回転速度を増大するよう構成されて
おり、作動液体入口18を導管20によって流量制御弁22に
接続され、また作動液体出口24を導管26によって作動液
体のリザーブタンク28に接続されている。

流量制御弁22はポンプ30と連設されている。ポンプ30
は、ベルト式伝動装置34によって内燃機関36の出力軸38
と駆動連結され、内燃機関36によって直動式に回転駆動
されるようになっている。また、本実施例では内燃機関
36の冷却水循環用の図示しないウォータポンプも内燃機
関36の出力軸38と駆動連結されている。ポンプ30は、リ
ザーブタンク28より作動液体を導管32を経て吸上げ、こ
れを流量制御弁22へ圧送するようになっている。

流量制御弁22は、電磁作動式の流量制御弁であり、電
磁作動部に与えられるパルス信号のデューティ比に応じ
て液圧モータ16へ供給する作動流体の流量とリリーフ通
路23へ作動液体を戻す流量とを互いに相反する関係にて
増減制御するようになっている。この実施例に於ては、
流量制御弁22はこれの電磁作動部に与えられるパルス信
号のデューティ比の増大に応じて液圧モータ16に供給す
る作動液体の流量を増大し且リリーフ通路23への作動液
体の流量を減少するようになっている。

流量制御弁22に与えられるパルス信号のデューティ比
は電気式の制御装置40により制御されるようになってい
る。

制御装置40は、水温センサ42より内燃機関36の冷却水
の温度に関する情報を、機関回転数センサ44より内燃機
関36の機関回転数に関する情報を与えられ、第２図によ
く示されている如く、冷却水温度の上昇に応じて冷却フ
ァン回転速度が増大すべくファン制御量、即ちデューテ
ィ比を決定する冷却水温度対応ファン制御量決定手段50
と、機関回転数センサ44により検出された機関回転数の
経時変化量を算出する回転数変化量を算出する回転数変
化量演算手段56と、機関回転数の増大及び機関回転数の
経時変化量の増大に応じて冷却ファン回転速度が低減す
べくファン制御量を決定する機関回転数対応ファン制御
量決定手段52と、冷却水温度対応ファン制御量決定手段
50により決定されたファン制御量と機関回転数対応ファ
ン制御量決定手段52により決定されたファン制御量との
うち冷却ファン回転速度が低くなるほうの、換言すれば
流量制御弁22による作動液体のリリーフ流量が大きいほ
うのファン制御量を最終ファン制御量と決定する最終フ
ァン制御量決定手段54とを有し、最終ファン制御量決定
手段54が最終ファン制御量に基ずくデューティ比のパル
ス信号を流量制御弁22へ出力するようになっている。

冷却水温度対応ファン制御量決定手段50は第３図に示
されている如く冷却水温度Twの上昇に応じてファン制御
量Dtを増大すべく決定するようになっている。

機関回転数対応ファン制御量決定手段52は、第３図に
示されている如く、ファン制御量Dnを、機関回転数の経
時変化量が所定値以下の時、即ち定常運転時には機関回
転数Neの増大に応じてファン制御量特性Dn₁に従って、
これに対し前記経時変化量が所定値以上の時、即ち加速
運転時には機関回転数Neの増大に応じて前記ファン制御
量特性Dn₁より低量のファン制御量特性Dn₂に従って低減
すべく決定するようになっている。

第４図は本発明による冷却ファンの回転速度制御装置
の作動要領の一例を示すフローチャートである。第４図
に示されたフローチャートの制御ルーチンは時間割込み
として繰返し実行され、最初のステップ10に於ては、機
関回転数センサ44により検出される機関回転数Neに基い
て所定微小時間Δｔに於ける機関回転数の経時変化量Δ
Neを算出することが行われる。ステップ10の次はステッ
プ20へ進む。

ステップ20に於ては、機関回転数の経時変化量ΔNeが
予め定められた所定値ΔNeset以上であるか否かの判別
が行われる。ΔNe＞ΔNesetでない時は、即ち定常運転
時にはステップ30へ進み、これに対しΔNe＞ΔNesetで
ある時は、即ち加速運転時にはステップ40へ進む。

ステップ30に於ては、機関回転数Neによるファン制御
量Dnをファン制御量特性Dn₁に従って決定されるように
その制御特性を選択設定することが行われる。

ステップ40に於ては、機関回転数Neによるファン制御
量Dnをもう一つのファン制御量特性Dn₂に従って決定さ
れるように制御特性を選択設定することが行われる。ス
テップ30及びステップ40の次は共にステップ50へ進む。

ステップ50に於ては、水温センサ42により検出された
冷却水温度Twより第３図に示されている如き特性に従っ
てファン制御量Dtを決定することが行われる。ステップ
50の次はステップ60へ進む。

ステップ60に於ては、機関回転数センサ44により検出
された機関回転数Neに基いて第３図に示されている如き
特性に従ってファン制御量Dnを決定することが行われ
る。

このファン制御量Dnは機関回転数の経時変化量ΔNeが
所定値ΔNeset以下である時は大きい方のファン制御量
特性Dn₁に従って決定され、これに対し経時変化量ΔNe
が所定値ΔNeset以上である時は小さい方のファン制御
量特性Dn₂に従って決定される。

これにより機関回転数Neが同じであっても加速運転時
には定常運転時に比してファン制御量Dn、即ち機関回転
数に基いた上限値が低くなる。ステップ60の次はステッ
プ70へ進む。

ステップ70に於ては、冷却水温度に依存するファン制
御量Dtが機関回転数Neに依存するファン制御量Dnより小
さいか否かの判別が行われる。Dn＞Dtである時はステッ
プ80へ進み、そうでない時にはステップ90へ進む。

ステップ80に於ては、冷却水温度依存のファン制御量
Dtを最終ファン制御量Ｄとすることが行われる。

ステップ90に於ては、機関回転数依存のファン制御量
Dnを最終ファン制御量Ｄとすることが行われる。

ステップ80及びステップ90の次はステップ100へ進
み、ステップ100に於ては、最終ファン制御量Ｄによる
デューティ比のパルス信号を流量制御弁22へ出力するこ
とが行われる。これにより流量制御弁22はそのデューテ
ィ比に応じて液圧モータ16へ供給する作動液体の流量と
リリーフ通路25への作動液体の流量とを互いに相反する
関係にて増減制御する。これにより冷却ファン10はデュ
ーティ比に応じた回転速度にて回転駆動されるようにな
り、またポンプ30の内圧が定常時と加速時の何れに於て
も必要以上に上昇することが回避される。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転速度制御装置を備えた液圧駆
動式冷却ファン装置の一つの実施例を示す概略構成図、
第２図は本発明による冷却ファンの回転速度制御装置の
一つの実施例を示すブロック線図、第３図は本発明によ
り冷却ファンの回転速度制御装置のファン制御特性を示
すグラフ、第４図は本発明による冷却ファンの回転速度
制御装置の制御要領を示すフローチャートである。 10……冷却ファン,12……機関冷却用ラジエータ,16……
液圧モータ,18……作動液体入口,20……導管,22……流
量制御弁,24……作動液体出口,26……導管,28……リザ
ーブタンク,30……ポンプ,32……導管,34……ベルト式
伝動装置,36……内燃機関,40……制御装置,42……水温
センサ,44……機関回転数センサ,50……冷却水温度対応
ファン制御量決定手段,52……回転数対応ファン決定手
段,54……最終ファン制御量決定手段,56……回転数変化
量演算手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の出力軸と駆動連結されて内燃機
   関により駆動されるポンプを有し、前記ポンプより作動
   液体を液圧モータに供給され、前記液圧モータに供給さ
   れる作動液体の流量に応じて回転速度を制御される液圧
   駆動式内燃機関用冷却ファンの回転速度制御装置に於
   て、機関冷却用の冷却水の温度を検出する冷却水温度検
   出手段と、内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数
   検出手段と、内燃機関の機関回転数の変化量を算出する
   機関回転数変化量演算手段と、冷却水温度の上昇に応じ
   て冷却ファン回転速度が増大すべくファン制御量を決定
   する冷却水温度対応ファン制御量決定手段と、機関回転
   数の増大及び機関回転数変化量の増大に応じて冷却ファ
   ン回転速度が低減すべくファン制御量を決定する機関回
   転数対応ファン制御量決定手段と、前記冷却水温度対応
   ファン制御量決定手段により決定されたファン制御量と
   前記機関回転数対応ファン制御量決定手段により決定さ
   れたファン制御量とのうち冷却ファン回転速度が小さく
   なるほうのファン制御量に基いて冷却ファンの回転速度
   を決定する最終ファン制御量決定手段と、前記最終ファ
   ン制御量決定手段により決定されたファン制御量に基い
   て前記液圧モータへ供給する作動液体の流量とリリーフ
   流量とを互いに相反する関係にて増減制御するリリーフ
   弁式の流量制御手段とを有する回転速度制御装置。