JP2531220B2 - 車両用油圧駆動ファン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は自動車等車両用の油圧にて駆動されるファン
の回転数を制御する制御装置に関する。

「従来の技術」 従来のこの種の装置は、油圧モータと油圧ポンプとの
間にアンロードリリーフ弁を接続し、そのアンロードリ
リーフ弁を冷却水温信号，エアコンディショナ信号等に
従って制御するものであった（実開昭58-142314号）。

ラジエータの冷却の程度をさらに適切に制御するた
め、アンロードリリーフ弁の代わりに電磁制御弁を接続
し、冷却水温等に従って電磁制御弁の開度を制御して冷
却ファンの回転数を調節するシステムが考えられてい
る。電磁制御弁の開度を制御する一般的手法は、電磁制
御弁のソレノイドコイルをスイッチング素子を介して車
両用電源（バッテリ）に接続し、スイッチング素子をオ
ンオフするデューティ比を制御することにより開度を制
御するものである。しかしながら、所定のデューティ比
に制御しても、エンジン回転数の変化、エアコンディシ
ョナその他の車載負荷のオン，オフから生ずる電源電圧
の変動により、また、電磁制御弁コイルの温度変化によ
る抵抗値の変化により、電磁制御弁の開度が変動し、冷
却ファンの回転数が不安定になり、回転数の変動に伴う
うなり音などを生ずることがあるという問題点があっ
た。

「発明が解決しようとする問題点」 本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、冷却水温等の運転条件に対応した安定した回転数
で冷却ファンを回転駆動することができる車両用油圧駆
動ファン制御装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 このため本発明では、油圧ポンプの油圧を冷却ファン
が取付けられた油圧モータに供給し、冷却ファンを回転
駆動する車両用油圧駆動ファン制御装置において、前記
油圧モータへの管路に接続され油の流量を制限する電磁
制御弁と、冷却水温等の運転条件に従って前記電磁制御
弁の開度を調節すべく、該電磁制御弁コイルへの励磁電
圧を制御する励磁電圧制御手段と、前記電磁制御弁コイ
ルへの励磁電流値を検出する励磁電流検出手段と、その
検出された励磁電流値に従って励磁電圧を補正すべく、
前記励磁電圧制御手段に補正信号を与える補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用油圧駆動ファン制御装
置が提供される。

「作用」 上記の構成によれば、補正手段により電磁制御弁コイ
ルへの励磁電流がフィードバック制御され、励磁電流値
が冷却水温等の運転条件に対応した値になるべく励磁電
圧が制御される。電磁制御弁の開度はその構造上励磁電
流値に対応することから、開度が電源電圧の変動，コイ
ル抵抗値の変動にかかわらず、所定値に制御され、所定
の安定した回転数で冷却ファンを回転駆動することがで
きる。

「実施例」 本発明の一実施例について図面に従って具体的に説明
する。

第２図は本発明に係る冷却装置の油圧回路図である。
油圧ポンプ１は自動車のエンジン２にカップリング３に
より連結され回転駆動される。油圧ポンプ１の吸入口は
リザーブタンク４に接続され作動油を吸い上げる。油圧
ポンプ１の吐出口は電磁制御弁５に接続され、電磁制御
弁５の出力は連絡管路７を経由して油圧モータ８に接続
されている。油圧モータ８の吐出口は戻し管９によりリ
ザーブタンク４に接続される。また、油圧ポンプ１には
吐出口と吸入口とを接続するリリーフ弁10が設けられて
おり、吐出圧力が所定圧以上に上昇しないようにされて
いる。油圧モータ８の出力軸には冷却ファン11が取付け
られ、エンジンのラジエータ12及びエアコンディショナ
のコンデンサ13を冷却する。

電磁制御弁５はその開度を連続的に変化させ、流入す
る油の一部をリザーブタンク４に戻して連絡管路７及び
油圧モータ８に流入する油量を連続的に変化させること
ができる制御弁であり、アクチュエータとなるコイル６
の電流値により開度が制御される。油圧ポンプ１により
加圧された作動油は電磁制御弁５により流量が制限調節
され、連絡管路７に圧送されて油圧モータ８を駆動し、
冷却ファン11を回転駆動する。冷却ファン11の回転数は
作動油の流量により制御される。

電磁制御弁５のコイル６は電子制御装置20に接続され
通電駆動される。電子制御装置20には冷却水温を検出す
るサーミスタ等からなる冷却水温センサ15,コンデンサ1
3の圧力を検出しエアコンディショナが作動しているこ
とを検出するエアコンディショナスイッチ16（以下、A/
Cスイッチ16と略称する）等から信号が入力され、これ
らの信号に基づいて電磁制御弁コイル６に印加する電圧
のデューティ比を変化させ実効的な励磁電流を制御す
る。

第１図は電子制御装置20を示す回路図である。電磁制
御弁コイル６は、その一端がパワートランジスタ21を介
して車両用電源たるバッテリ22に接続され、他端は電流
検出用抵抗23を介して接地されている。パワートランジ
スタ21をオン，オフするデューティ比を制御することに
より励磁電流を制御する。

A/Cスイッチ16及び冷却水温センサ15はそれぞれ電圧
変換回路24,25に接続される。A/Cスイッチ16が接続され
る電圧変換回路24はA/Cスイッチ16がオン時は所定電圧
を、オフ時は0Vを出力する回路である。冷却水温センサ
15が接続される電圧変換回路25は、冷却水温に応じて略
直線的に変化する電圧を出力する回路である。いずれの
回路24,25もオペアンプを用いて容易に実現することが
できる。２つの電圧変換回路24,25の出力は大小選択回
路26に入力される。大小選択回路26は２つの入力電圧の
大小を判別し、大きい方の電圧を出力する回路である。
従って、大小選択回路26の出力はA/Cスイッチ16がオフ
の場合は冷却水温センサ15が接続された電圧変換回路25
の出力信号そのままになる。大小選択回路26の出力は第
１の増幅器27に入力される。第１の増幅器27はオペアン
プで構成された差動増幅器であり、大小選択回路26の出
力信号と後述する補正回路40の出力信号（補正信号36
A）との差分に比例した電圧信号を出力する。第１の増
幅器27の出力27Aは比較器28に入力される。比較器28の
他の入力端子には三角波発振回路29からの三角波信号29
Aが入力され、比較器28は三角波信号29Aより第１の増幅
器27からの信号27Aの方が高い場合にロウレベルの信号
を出力する。比較器28の出力28Aは抵抗R6を経由してパ
ワートランジスタ21のベースに接続され、出力信号28A
がロウレベルの場合にのみパワートランジスタ21を導通
状態とする。これらパワートランジスタ21,比較器28等
の各回路24〜29は冷却水温等の運転条件に従って電磁制
御弁コイル６への励磁電圧を制御する励磁電圧制御回路
30をなす。

一方、電流検出用抵抗23の電圧は、抵抗R1及びコンデ
ンサC1からなるCRフィルタ35を経由して第２の増幅器36
に入力される。第２の増幅器36はオペアンプで構成され
た通常の正転増幅器であり、入力された電圧を（１＋R3
/R2）倍に増幅して、補正信号36Aとして前記第１の増幅
器27に入力する。CRフィルタ35及び第２の増幅器36は前
記励磁電圧制御回路30に補正信号を与える補正回路40を
構成する。また、電流検出用抵抗23は電磁制御弁コイル
６への励磁電流を検出する励磁電流検出手段をなす。

以上の構成に基づき作動について説明する。

大小選択回路26の出力電圧信号26Aは、第３図に示す
様に、高水温時に冷却水温に従って上昇し、低水温時に
はA/Cスイッチ16がオフのときは0Vに、A/Cスイッチ16が
オンのときは破線で示す様に所定電圧以下には低下しな
いようにされた特性を示す。この出力電圧信号26Aは電
磁制御弁５の開度を指令する信号であり、冷却水温及び
A/Cスイッチ16のオンオフに従って第３図に示す出力電
圧に比例した開度となるべくコイル６への通電を制御し
ようとするのである。

第１の増幅器27では大小選択回路26からの出力信号26
Aと補正回路40からの補正信号36Aとの差分がとられる。
補正回路40では、電流検出用抵抗23の両端に発生する電
磁制御弁コイル６の励磁電流値に比例した電圧をCRフィ
ルタ35で平滑化し、励磁電流の平均値に相当する電圧を
補正信号36Aとして出力する。従って、第１の増幅器27
の出力信号27Aは、開度指令値である大小選択回路26の
出力信号26Aが補正信号36Aで補正された電圧信号とな
る。第１の増幅器27の出力信号27Aは電磁制御弁コイル
６に印加する励磁電圧を指令する信号となる。

比較器28では、第４図に示す様に、第１の増幅器27の
出力信号27Aと三角波発振回路29からの三角波29Aとを比
較し、出力信号27Aが高い期間（T_ON）のみその出力28A
をロウレベルとしてパワートランジスタ21を駆動する。
従って、電磁制御弁コイル６への励磁電圧Ｖは三角波の
周期T₀でオンオフする矩形波になり、そのデューティ比
（Ｄ＝T_ON/T₀,T₀＝T_ON＋T_OFF）は第１の増幅器27の出力
信号27Aにより決定されることになる。それ故、励磁電
圧Ｖの平均値はバッテリ22の電圧にデューティ比を乗じ
た値になり、出力信号27Aにより制御される。

励磁電圧Ｖに対応した励磁電流Ｉが電磁制御弁コイル
６に流され、その励磁電流Ｉの平均値に対応した補正信
号36Aが補正回路40により第１の増幅器27に返される。

このように、励磁電流値が補正回路40によりフィード
バックしてコイル６への励磁電圧Ｖが制御される。たと
えば、励磁電流Ｉの平均値が設定値より高い場合は補正
信号36Aの増加により第１の増幅器27の出力信号電圧27A
が低下し、パワートランジスタ21のオフ期間T_OFFが増加
してデューティ比が低下し、励磁電流Ｉは自動的に減少
される。また、逆に励磁電流Ｉが設定値より低い場合は
補正信号36Aが減少するため第１の増幅器27の出力信号
電圧27Aが上昇し、パワートランジスタ21のオン期間T_ON
が増加して励磁電流が増加される。このため、バッテリ
22の電圧が変動しても、また、電磁制御弁コイル６の抵
抗値が温度により変化しても、励磁電流Ｉを大小選択回
路26の出力信号26Aに対応した値に一定に制御すること
ができる。電磁制御弁５の開度は励磁電流値Ｉとコイル
６の巻数で規定される電磁力により決まれるため、電磁
制御弁５の開度を一定に制御できることになる。

第５図は電磁制御弁コイル６の励磁電流値Ｉと油圧モ
ータ８への作動油流量Ｑとの関係及び、作動油流量Ｑと
油圧モータ８の回転数N_Fとの関係を示す特性図である。
従って、第６図に示す様に、励磁電流値Ｉと冷却ファン
11の回転数N_Fとの関係は、わずかなヒステリシスを持っ
た直線的な特性を示し、励磁電流値Ｉを所定値に制御す
ることにより冷却ファン11の回転数N_Fを一定に制御でき
ることがわかる。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は上記の構成を有し、電磁
制御弁コイルへの励磁電流を検出してフィードバック制
御をするものであるから、冷却ファンの回転数を安定化
することができ、回転数変動に伴う不快なうなり音など
の発生を防止することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は電子制御装置
を示す回路図、第２図は冷却装置の油圧回路図、第３図
は大小選択回路の出力信号電圧を示す特性図、第４図は
比較器の作動を示す波形図、第５図及び第６図は冷却フ
ァン回転数と励磁電流との関係を示す特性図である。 １……油圧ポンプ、５……電磁制御弁、６……電磁制御
弁コイル、８……油圧モータ、11……冷却ファン、12…
…ラジエータ、13……コンデンサ、15……冷却水温セン
サ、16……エアコンディショナスイッチ、20……電子制
御装置、23……電流検出用抵抗、30……励磁電圧制御回
路、40……補正回路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−261613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−159327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−93460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−176447（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ポンプの油圧を冷却ファンが取付けら
   れた油圧モータに供給し、冷却ファンを回転駆動する車
   両用油圧駆動ファン制御装置において、 前記油圧モータへの管路に接続され油の流量を制限する
   電磁制御弁と、 冷却水温等の運転条件に従って前記電磁制御弁の開度を
   調節すべく、該電磁制御弁コイルへの励磁電圧を制御す
   る励磁電圧制御手段と、 前記電磁制御弁コイルへの励磁電流値を検出する励磁電
   流検出手段と、 その検出された励磁電流値に従って励磁電圧を補正すべ
   く、前記励磁電圧制御手段に補正信号を与える補正手段
   と、 を備えることを特徴とする車両用油圧駆動ファン制御装
   置。