JPH01227816A - 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、特に内燃機関直動式
のポンプを含む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か既に知られており、
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。

液圧モータへ作動液体を供給するポンプが内燃機関の出
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いると、内燃機関が高速度にて運転
された時には前記ポンプも高速回転されるようになり、
これに伴ないポンプ内圧が上昇するようになる。ポンプ
が高圧状態にて高速回転すると、同圧状態での低回転の
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。このことから機関回転数に対してファン制
御量の上限値を定め、機関回転数が高い時には低い時に
比して冷却ファンの回転速度が低下すべく作動液体のリ
リーフ量を増大し、これによってポンプ内圧の上昇を抑
制し、ポンプの耐久性の向上とポンプ騒音の低減を図る
ことが考えられており、これは本願出願人と同一の出願
人による実願昭６２−５８００２号、特願昭６２−３２
９０３７号に於て既に提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き冷却ファンの回転速度制御装置は、機関回転
数が高くなる加速運転時には効果を生じるが、しかし、
機関回転数が低減する減速運転時にはその機関回転数の
低減によって冷却ファンの回転数の上限値が一気に増大
し、これに伴ないファン回転数が一気に上昇すると、ポ
ンプの負荷が急激に増大し、またファン騒音が急激に増
大するようになる。この時は機関回転数の低減に伴ない
機関騒音が低減する時であるから、これに反してファン
回転数の急激な増大によってファン騒音が一気に増大す
ると、このファン騒音が目立ち、乗員が不快感を感じる
ようになる。

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。

［課題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し、前
記液圧モータに供給される作動流体の流量に応じて回転
速度を制御す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、内燃機関の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、前記機関回転数変
化量演算手段により算出される機関回転数の変化量が所
定値より大きい負の値にならない定常運転時或いは加速
運転時には前記機関回転数検出手段により検出される機
関回転数に応じて機関回転数が高い時には機関回転数が
低い時に比して冷却ファンの回転速度が低減すべくファ
ン制御量を決定し機関回転数の変化量が所定値より大き
い負の値になる減速運転時には機関回転数の低減前の機
関回転数によるファン制御量を維持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、減速時には減速前の機関回転
数に対応したファン制御量が維持され、これにより減速
によって機関回転数が低減してもこれと同時にファン回
転数が増大することが回避され、ポンプに作用する負荷
が急激に増大することが回避され、またファン騒音が減
速と同時に一気に増大することが回避されるようになる
。

［実施例コ 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に応じて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５
２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Ｔｖの上昇に応じてファ
ン制ｇａＱＤｔ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、機関回転
数の経時変化量が所定値より大きい負の値にならない定
常運転時或いは加速運転時には第３図に示されている如
く、機関回転数Ｎｅが高い時にはこれが低い時に比して
ファン制御量Ｄｎを小さい値に設定し、機関回転数の変
化量が所定値より大きい負の値になる減速運転時には機
関回転数の低減前の機関回転数よるファン制御ｍ　Ｄ　
ｎを維持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
基いて所定の微少時間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。所定値ΔＮ　ｅＳｅｔは（−Ｎ　
ｅｓｅｔ／Δｔ）であり、ΔＮｅ＞ΔＮ　ｅｓｅｔであ
る時、即ち定常運転時或いは加速運転時にはステップ３
０へ進み、これに対しΔＮｅ＞ΔＮ　ｅｓｅｔでない時
、即ち減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１１　Ｄ　ｎを決定することが行わ
れる。

ステップ４０に於ては、ΔＮｅ＞ΔＮ　ｅｓｅｔが成立
しなくなる直前にステップ３０に於て決定されたファン
制御量Ｄｎをそのまま維持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ＱＤｔを決定することが行われる。ス
テップ５０の次はステップ７０へ進む。

ステップ７０に於ては、冷却水温度に応じて決定された
ファン制御量Ｄｉが機関回転数Ｎｅに応じて決定された
ファン制御ｆｆｉ　Ｄ　ｎ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、冷却水温度対応のファン制御量
Ｄｔを最終ファン制御ｍＤとすることが行われる。

ステップ９０に於ては、機関回転数対応のファン制御ｒ
；ｉ　Ｄ　ｎを最終ファン制御ｍＤ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ＥｍＤ
によるデユ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し、冷却ファン１０は
そのデユーティ比に応じた回転速度にて回転駆動される
ようになる。

上述の如き作動により機関回転数Ｎｅの変化量ΔＮｅが
所定値ΔＮ　ｅｓｅｔ以下となる減速時には、その減速
前の機関回転数Ｎｅによるファン制御量Ｄｎが維持され
、これによりこの時にファン制御量Ｄｎが急激に増大す
ることが回避され、これに伴ないファン回転数が減速時
に一気に増大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】

ｍ１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

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
   ータに供給し、前記液圧モータに供給される作動流体の
   流量に応じて回転速度を制御す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、内燃機関の回転
   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、
   前記機関回転数変化量演算手段により算出される機関回
   転数の変化量が所定値より大きい負の値にならない定常
   運転時或いは加速運転時には前記機関回転数検出手段に
   より検出される機関回転数に応じて機関回転数が高い時
   には機関回転数が低い時に比して冷却ファンの回転速度
   が低減すべくファン制御量を決定し機関回転数の変化量
   が所定値より大きい負の値になる減速運転時には機関回
   転数の低減前の機関回転数によるファン制御量を維持す
   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。