JPH04234520A - 油圧駆動式冷却ファン回転数制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車等に搭
載され、ラジエータ等を冷却するために油圧によって駆
動される油圧駆動式冷却ファンに係り、詳しくはその回
転数制御を行う油圧駆動式冷却ファン回転数制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の油圧駆動式冷却ファンに
関する技術として、例えば特開昭６４−７３１０９号公
報に開示された車両用冷却システムが知られている。こ
の冷却システムでは、ラジエータ等を送風冷却するため
の冷却ファンを駆動させる油圧モータと、その油圧モー
タに作動油を圧送するためにエンジンによって駆動され
る油圧ポンプと、その油圧ポンプからの吐出流量を制御
する制御バルブとを備えている。そして、制御バルブを
開閉制御するために、電子制御装置（ＥＣＵ）はエンジ
ンの冷却水温に関わる検出信号を入力する。又、ＥＣＵ
は、図５に示すような冷却水温と作動油流量との関係に
基づいて制御バルブの開度をデューティ制御し、これに
よって油圧モータへの作動油流量を調節する。従って、
冷却水温が高い場合には、ＥＣＵはラジエータ等におけ
る放熱量を増大させるべく、制御バルブの開度を大きく
制御して作動油流量を増大させる。よって、油圧モータ
の回転数が上昇し、冷却ファンによる送風量が増大する
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術では、冷却水温の上昇に伴って冷却ファンの回転数が
高くなっていた。このため、例えばデッドソーク等のよ
うに高温状態でエンジンを始動させた場合には、図６に
示すように既に冷却水温が高いことから、冷却ファンの
回転数も直ちに上昇する。しかも、始動直後には、エン
ジン回転数が一瞬の間だけアイドル回転数ＮＩを上回っ
て高くなる。従って、このような高温始動の際には、冷
却水温の高いことと、エンジン回転数の高いこととが相
俟って、冷却ファンの回転数が急激に上昇し、ファン騒
音の点で問題になっていた。

【０００４】始動後しばらくすると、エンジン回転数は
アイドル回転数よりも低下し、冷却水温も徐々に低下す
る。従って、冷却ファンの回転数も徐々に低下するので
ファン騒音の問題はなくなる。そのため、特に始動直後
のファン騒音が大きく感じられて気になるものになって
いた。この発明は前述した事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、高温始動の際のファン騒音を抑え
ることが可能な油圧駆動式冷却ファン回転数制御装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、冷却ファンを駆動させる油
圧モータと、その油圧モータに作動油を圧送するために
エンジンによって駆動される油圧ポンプと、その油圧ポ
ンプによる作動油の圧送流量を制御する制御バルブと、
冷却ファンによって送風冷却される被冷却体の温度状態
を検出する温度検出手段とを備え、被冷却体の温度状態
に応じて送風量を増減させるべく、温度検出手段の検出
結果に基づき制御バルブを開閉制御して冷却ファンの回
転数を制御する油圧駆動式冷却ファン回転数制御装置に
おいて、エンジンの始動を検出する始動検出手段と、そ
の始動検出手段及び温度検出手段の検出結果に基づき、
被冷却体の高温状態におけるエンジンの始動であると判
断した時、冷却ファンの回転数上昇を抑制すべく制御バ
ルブを開閉制御する高温始動時制御手段とを備えている
。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、高温始動時制御手段は、
始動検出手段及び温度検出手段の検出結果に基づき、被
冷却体の高温状態におけるエンジンの始動、即ち高温始
動であるか否かを判断する。そして、高温始動である場
合には、高温始動時制御手段は冷却ファンの回転数上昇
を抑制すべく制御バルブを開閉制御する。即ち、制御バ
ルブの開度を絞り、油圧ポンプから油圧モータへ圧送さ
れる作動油流量を抑える。従って、高温始動の際には、
冷却水温の上昇にかかわらず、油圧モータの回転数上昇
が抑えられ、冷却ファンの回転数が急に高くならない。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を自動車に具体化した一実施
例を図１〜図４に基づいて詳細に説明する。図１に概略
構成を示すように、この実施例の油圧駆動式冷却ファン
回転数制御装置（以下単に「回転数制御装置」と言う）
は、冷却ファン１を駆動させる油圧モータ２を備えてい
る。冷却ファン１は被冷却体として相前後して並列に配
置されたラジエータ３及びコンデンサ４を冷却するため
に、ラジエータ３に対向配置されている。ラジエータ３
はエンジン５の冷却装置を構成しており、周知のように
エンジン５との間で冷却水を循環させるようになってい
る。又、コンデンサ４はエアコンの冷凍サイクルを構成
しており、周知のように高温高圧の冷媒ガスを流通させ
るようになっている。

【０００８】この回転数制御装置は油圧モータ２を回転
駆動させるために、タンク６、油圧ポンプ７、制御バル
ブ８、オイルクーラ９、フィルタ１０及びそれらを連結
する管路１１からなる油圧回路１２を備えている。油圧
ポンプ７はエンジン５に駆動連結されている。そして、
エンジン５の運転に連動して油圧ポンプ７が駆動される
ことにより、タンク６から吸引された作動油が油圧モー
タ２へと圧送される。又、制御バルブ８は油圧ポンプ７
と油圧モータ２との間に設けられており、油圧ポンプ７
による作動油の圧送流量を制御するために開閉制御され
るようになっている。この制御バルブ８は三方弁よりな
り、同弁８と油圧ポンプ７との間には戻し管路１３が設
けられている。そして、制御バルブ８の開度調節によっ
て同弁８から溢れ出た作動油が、その戻し管路１３を介
して油圧ポンプ７へと戻されるようになっている。更に
、オイルクーラ９は油圧モータ２を作動させる間に高温
となった作動油を冷却し、フィルタ１０はそのオイルク
ーラ９からタンク６へ戻る作動油を清浄化するようにな
っている。

【０００９】この実施例の回転数制御装置において、ラ
ジエータ３にはその温度状態、延いてはエンジン５の温
度状態を検出すべく冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを
検出する温度検出手段としての水温センサ１４が設けら
れている。又、高温始動時制御手段を構成する電子制御
装置（ＥＣＵ）１５には、水温センサ１４の検出信号が
入力される。そして、ＥＣＵ１５は水温センサ１４の検
出信号に基づき、制御バルブ８を開閉制御する。即ち、
ＥＣＵ１５はラジエータ３の温度状態に応じて送風量を
増減させるべく、図２に示すように予め定められた冷却
水温ＴＨＷと作動油流量との関係に基づき、制御バルブ
８の開度をデューティ制御するようになっている。

【００１０】加えて、この実施例の回転数制御装置にお
いては、エンジン５の始動時にクランキングを行うため
のスタータ１６が設けられており、そのスタータ１６が
エンジン５の始動を検出する始動検出手段を構成してい
る。そして、エンジン５を始動させるためにスタータ１
６を作動させている時には、同スタータ１６から出力れ
さるスタータ信号がＥＣＵ１５に入力されるようになっ
ている。よって、ＥＣＵ１５は水温センサ１４及びスタ
ータ１６からの各信号に基づき、ラジエータ３の高温状
態におけるエンジン５の始動（高温始動）であるか否か
を判断する。そして、高温始動時である場合には、ＥＣ
Ｕ１５は冷却ファン１の回転数上昇を抑制すべく、制御
バルブ８を開閉制御するようになっている。

【００１１】次に、上記のように構成した回転数制御装
置の作用を図３のフローチャート及び図４のタイムチャ
ートに従って具体的に説明する。図３のフローチャート
は、始動に際してＥＣＵ１５により所定の制御周期毎に
実行される回転数制御の処理ルーチンを示し、図示しな
いイグニションスイッチのオン操作によって処理が開始
される。

【００１２】処理が開始されると、先ずステップ１０１
において、エンジン５を始動するためにスタータ１６が
オンされたか否かを判断する。即ち、スタータ１６から
のスタータ信号が有るか否かを判断する。そして、スタ
ータ１６がオンされている場合には、エンジン５のクラ
ンキングが完了していないものとしてステップ１０２へ
移行する。

【００１３】ステップ１０２においては、始動後時間Ｔ
のカウンタを「０」にリセットする。続いて、ステップ
１０３において、低指令値ＤＴを制御バルブ８を開閉制
御するための開度上限値ＤＥとして設定し、ステップ１
０７へ移行する。ここで、低指令値ＤＴとは、図４に示
すように、最大指令値Ｄｍａｘ　のほぼ半分の値に相当
し、冷却ファン１における冷却性能を何ら損ねる値では
ない。

【００１４】一方、ステップ１０１において、スタータ
１６がオフされた場合には、エンジン５のクランキング
が完了したものとしてステップ１０４へ移行する。そし
て、ステップ１０４において、カウンタによる始動後時
間Ｔの計時を開始する。続いて、ステップ１０５におい
て、計時された始動後時間Ｔが予め定められた設定時間
ＴＥよりも大きいか否かを判断する。ここで、設定時間
ＴＥとは、図４に示すように、始動開始後に一瞬だけア
イドル回転数ＮＩを上回ったエンジン回転数が再びアイ
ドル回転数ＮＩより低くなるまでの時間に相当している
。又、この設定時間ＴＥは冷却ファン１における冷却性
能を何ら損ねる値ではない。

【００１５】そして、始動後時間Ｔが設定時間ＴＥより
も大きくない場合、即ち始動開始後に設定時間ＴＥだけ
経過していない場合には、ステップ１０３において、低
指令値ＤＴを開度上限値ＤＥとして設定し、ステップ１
０７へ移行する。一方、始動後時間Ｔが設定時間ＴＥよ
りも大きい場合、即ち始動開始後に設定時間ＴＥを経過
した場合には、ステップ１０６において最大指令値Ｄｍ
ａｘ　を制御バルブ８を開閉制御するための開度上限値
ＤＥとして設定し、ステップ１０７へ移行する。

【００１６】ステップ１０３又はステップ１０６から移
行してステップ１０７においては、水温センサ１４で検
出される冷却水温ＴＨＷから開度指令値ＤＷを算出する
。即ち、冷却水温ＴＨＷに相応した開度指令値ＤＷを算
出する。次いで、ステップ１０８において、先に設定さ
れた開度上限値ＤＥ、即ち低指令値ＤＴ又は最大指令値
Ｄｍａｘ　が冷却水温ＴＨＷに相応する開度指令値ＤＷ
よりも大きいか否かを判断する。

【００１７】そして、ステップ１０８において、開度上
限値ＤＥが開度指令値ＤＷよりも大きい場合には、高温
始動でないものとして、ステップ１０９において、冷却
水温ＴＨＷに相応する開度指令値ＤＷを実際に出力すべ
き実開度指令値Ｄ０として設定する。つまり、高温始動
時でないことから、冷却水温ＴＨＷに相応する開度指令
値ＤＷによって制御バルブ８を開閉制御してもよいもの
として、開度指令値ＤＷを実開度指令値Ｄ０として設定
する。その後、ステップ１１０において、その実開度指
令値Ｄ０を制御バルブ８へ出力して同バルブ８をデュー
ティ制御し、今回の処理を一旦終了する。

【００１８】一方、ステップ１０８において、開度上限
値ＤＥが開度指令値ＤＷよりも大きくない場合には、高
温始動であるとして、ステップ１１０において、開度上
限値ＤＥを実際に出力すべき実開度指令値Ｄ０として設
定する。つまり、高温始動時であることから、冷却水温
ＴＨＷに相応しない開度上限値ＤＥによって制御バルブ
８を開閉制御するものとし、開度上限値ＤＥを実開度指
令値Ｄ０として設定する。その後、ステップ１１０にお
いて、その実開度指令値Ｄ０を制御バルブ８へ出力して
同バルブ８をデューティ制御し、今回の処理を一旦終了
する。以上のようにして回転数制御の処理が実行される
。

【００１９】従って、例えばデッドソーク等のような高
温始動の際には、図４に示すように、最初に冷却水温Ｔ
ＨＷが高まっており、始動直後のエンジン回転数もアイ
ドル回転数ＮＩを上回って高くなる。そして、始動開始
から設定時間ＴＥを過ぎるまでの間では、低指令値ＤＴ
が開度上限値ＤＥとして設定される。つまり、最大指令
値Ｄｍａｘ　よりも充分に低い低指令値ＤＴを開度上限
値ＤＥとして、制御バルブ８の開度がデューティ制御さ
れる。

【００２０】これによって、油圧モータ２への作動油流
量の増加が抑えられ、同モータ２の回転数上昇が抑えら
れて冷却ファン１の回転数が急に高くならない。その結
果、冷却水温ＴＨＷとエンジン回転数とが共に高い高温
始動に際し、冷却ファン１の回転数の急上昇を抑えてフ
ァン騒音レベルの高まりを抑えることができる。そして
、始動後時間Ｔが設定時間ＴＥを過ぎると、エンジン回
転数がアイドル回転数ＮＩよりも低下し、冷却ファン１
の送風によって冷却水温ＴＨＷも徐々に低下することに
なる。従って、設定時間ＴＥ以後は、低指令値ＤＴより
も充分に大きい最大指令値Ｄｍａｘ　を開度上限値ＤＥ
として、冷却水温ＴＨＷに相応する開度指令値ＤＷに基
づいて制御バルブ８の開度がデューティ制御されるよう
になっている。よって、冷却ファン１の回転数は冷却水
温ＴＨＷやエンジン回転数の低下に伴って徐々に低下す
ることから、ファン騒音上の問題にならない。

【００２１】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、高温始動の際に始動後時間Ｔが
設定時間ＴＥを過ぎるまでの間で、冷却水温ＴＨＷに相
応しない開度上限値ＤＥに基づいて制御バルブ８の開度
をデューティ制御して冷却ファン１の回転数上昇を抑え
たが、前記設定時間ＴＥの代わりにあるレベルの冷却水
温ＴＨＷを基準にしてもよい。即ち、高温始動の際に、
冷却水温ＴＨＷがあるレベルを下回るまでの間は、その
冷却水温ＴＨＷに相応しない開度上限値ＤＥに基づいて
制御バルブ８の開度をデューティ制御するようにしても
よい。

【００２２】（２）前記実施例では温度検出手段として
ラジエータ３に設けられた水温センサ１４を使用したが
、エンジンに取り付けられた温度センサやコンデンサに
取り付けられた温度センサを使用することもできる。 （３）前記実施例では、ラジエータ３及びコンデンサ４
を被冷却体とした場合に具体化したが、それ以外の被冷
却体に具体化することもできる。又、エンジンそのもの
を被冷却体とした場合に具体化することもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、エンジンの始動を検出する始動検出手段及び被冷却体
の温度状態を検出する温度検出手段の各検出結果に基づ
き、被冷却体の高温状態におけるエンジンの始動（高温
始動）であると判断した時、冷却ファンの回転数上昇を
抑制すべく制御バルブを開閉制御するようにしたので、
高温始動の際のファン騒音レベルの高まりを抑えること
ができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例における油圧駆
動式冷却ファン回転数制御装置を示す概略構成図である
。

【図２】一実施例において、制御バルブの開度指令値を
算出するために使用される冷却水温と作動油流量との関
係を説明するグラフである。

【図３】一実施例において、始動時に実行される回転数
制御の処理ルーチンを説明するフローチャートである。

【図４】一実施例において、高温始動時の始動後時間に
対する冷却水温、エンジン回転数、開度上限値及びファ
ン回転数の変化を説明するタイムチャートである。

【図５】従来例において、制御バルブの開度指令値を算
出するために使用される冷却水温と作動油流量との関係
を説明するグラフである。

【図６】従来例において、高温始動時の始動後時間に対
する冷却水温、エンジン回転数及びファン回転数の変化
を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

１　　　　冷却ファン ２　　　　油圧モータ ３　　　　被冷却体としてのラジエータ４　　　　被冷
却体としてのコンデンサ５　　　　エンジン ７　　　　油圧ポンプ ８　　　　制御バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却ファンを駆動させる油圧モータと
   、前記油圧モータに作動油を圧送するためにエンジンに
   よって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプによる
   作動油の圧送流量を制御する制御バルブと、前記冷却フ
   ァンによって送風冷却される被冷却体の温度状態を検出
   する温度検出手段とを備え、前記被冷却体の温度状態に
   応じて送風量を増減させるべく、前記温度検出手段の検
   出結果に基づき前記制御バルブを開閉制御して冷却ファ
   ンの回転数を制御する油圧駆動式冷却ファン回転数制御
   装置において、前記エンジンの始動を検出する始動検出
   手段と、前記始動検出手段及び前記温度検出手段の検出
   結果に基づき、前記被冷却体の高温状態における前記エ
   ンジンの始動であると判断した時、前記冷却ファンの回
   転数上昇を抑制すべく前記制御バルブを開閉制御する高
   温始動時制御手段とを備えたことを特徴とする油圧駆動
   式冷却ファン回転数制御装置。