JPH01170711A - 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌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 自動車等の車輌に用いられる内燃機関に於て、機関冷却
用ラジェータへ冷却風を供給する冷却フアンを油圧モー
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
−１３１１９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高速度に
て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存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抑制され、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、これにより加速時に制御応
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
か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は機関冷却用ラジェータ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、作動液体人口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ユーティ比に応じ
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
ルス信号のデユーティ比の増大に応−じて液圧モータ１
６に供給する作動液体の流量を増大し且リリーフ通路２
３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ユーティ比
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
デユ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
に基ずくデユ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Ｄｎ、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Ｄｎ、より低量のファン制御量特性Ｄｎ
２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
基いて所定微少時間Δｔに於ける機関回転数の経時変化
量ΔＮｅ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ΔＮ　ｅｓｅｔ以上であるか否
かの判別が行われる。ΔＮｅ＞ΔＮ　ｅｓｅｔ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＞ΔＮ　ｅｓｅｔ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Ｄｎ、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ΔＮ　ｅｓｅｔ以下である時は大きい方のファ
ン制御量特性Ｄｎｌに従って決定され、これに対し経時
変化量ΔＮｅが所定値ΔＮ　ｅｓｅｔ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Ｄｎ１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１
１Ｄｔを最終ファン制御量り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り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、最終ファン制御量りに
よるデユーティ比のパルス信号合流量制御弁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
デユ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はデユ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 の回転速度制御装置の一つ１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・・・機関冷却用ラジェー
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 時　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第３図 機関回転数Ｎｅ−−チ 第４図 （二ニーつ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。