JPH0526040A - エンジンの冷却フアン回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンにより粘性式ファンクラッチ８又は
差動歯車機構３２を介して駆動される冷却ファン６を、
簡単な構成でエンジンの運転状態に応じた適正回転数で
精度よく回転制御して、エンジンの過冷却の防止及びフ
ァン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防止と
を簡単な構成で低コストで両立させる。 【構成】 ファンクラッチ８においてファンに連結され
たクラッチケース１０（もしくはクラッチディスク１
４）、又は差動歯車機構３２においてファン６及びエン
ジンに連結されていない制御部を電動モータ２５に連結
し、そのモータ２５の逆起電力を基にファンの回転数を
検出し、このファン回転数が設定回転数になるようにモ
ータ２５を回転制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンを冷却する
冷却ファンの回転制御装置に関し、特に、ファンがエン
ジンにより駆動されるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の冷却ファン回転制御
装置として、例えば実開昭６２―３１７２２号公報に示
すように、冷却ファンを電動モータに連結するととも
に、このモータの回転軸とエンジンの出力軸とを電磁ク
ラッチを介して連結し、通常の条件下では、電磁クラッ
チをＯＮ状態にして冷却ファンをエンジンで駆動する一
方、エンジンの冷却水温度が一定温度以上で高くかつエ
ンジンが低回転域にあるとき、電磁クラッチをＯＦＦ状
態にしてファンを電動モータで駆動するようにしたもの
が知られている。

【０００３】この従来のものでは、モータによりファン
をエンジン回転数で決まる回転数よりも高い回転数で回
転させることができ、冷却性能を増大させてエンジンが
オーバーヒートに陥るのを防止することができる。

【０００４】ところが、このものでは、基本的に、エン
ジンにより駆動されるファンの冷却性能が不足したとき
には、電動モータによるファン駆動に切り換えるという
考え方であるので、例えばエンジンが始動直後に暖機促
進等のために比較的高い回転数で回転するときには、フ
ァンはそのままエンジンにより駆動されて高い回転数で
回転し、ファン騒音が増大するという問題がある。

【０００５】また、高速走行時に走行風によりエンジン
冷却水が十分に冷却され、ファンによる冷却があまり必
要でないときにも、ファンがエンジンにより駆動される
ので、エンジンが過冷却状態になる虞れもあった。

【０００６】一方、例えば実開昭６０―１８７３２６号
公報に示されるように、冷却ファンとエンジンの駆動軸
とを粘性式ファンクラッチを介して連結し、そのファン
クラッチにおいてファン側に連結された例えばクラッチ
ケースに被停止部材を設ける一方、この被停止部材にそ
れを制動する停止手段を近接して配置し、エンジン水温
及びエンジン回転数に応じて停止手段を作動させて被停
止部材を制動し、ファンの回転数を低下させるようにし
たものがある。

【０００７】このものでは、エンジンが始動直後にファ
ンクラッチでのオイル粘度が高い状態で暖機促進等のた
めに高回転数で回転しても、被停止部材を停止手段で制
動することで、ファンがエンジンに追従して回転するの
を抑制でき、ファン騒音の低減を図ることができる。ま
た、高速走行時に走行風によりエンジン冷却水が十分に
冷却されるときにも、ファンの回転を抑えて、エンジン
が過冷却状態になるのを防止することができ、上記従来
例の持つ問題は解消される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その反
面、冷却ファンはエンジンにより駆動されるので、その
回転数をエンジン回転数に比例した上限値を越えて高く
することはできず、例えば低速走行時等でエンジン温度
が高いときには、ファン回転数が要求した冷却性能に対
し不足することがあり、場合によってはエンジンのオー
バーヒートを招くことがある。

【０００９】そこで、本発明者は、エンジンに粘性式フ
ァンクラッチ等を介して駆動連結される冷却ファンを電
動モータ又は流体式制動手段に連結し、これら機器によ
り冷却ファンを回転制御するようにすることを考えた。

【００１０】その場合、ファンの回転を精度よくフィー
ドバック制御するには、その実際の回転数を正確に検出
することが必要であるが、その検出手段として新たなセ
ンサ等を設けると、装置構成が複雑になったり、コスト
が増大したりするのは免れ得ない。

【００１１】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記の考えに基づき、その達成に必要
な機器の一部を利用してファン回転数を検出するように
することにより、構成の複雑化やコストの増大を招くこ
となく、低コストで簡単な構成で、冷却ファンをエンジ
ンの運転状態に応じて最適状態に回転制御して、エンジ
ンの過冷却状態及びオーバーヒートを防止し、ファン騒
音を低減することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明では、エンジンに粘性式ファンクラ
ッチを介して駆動連結される冷却ファンを電動モータに
より増減速制御することとし、そのとき、ファンに連結
されたモータの逆起電力を基にファン回転数を検出する
ようにした。

【００１３】具体的には、この発明では、エンジンと冷
却ファンとを連結する粘性式ファンクラッチにおいて、
そのクラッチケース又はクラッチディスクの一方を上記
ファンに連結されたファン連結部とし、上記ファン連結
部を回転させる電動モータと、該電動モータを作動制御
する制御手段とを設け、この制御手段は、モータの逆起
電力に基づいてファンの実際の回転数を検出するととも
に、該回転数と目標とする設定回転数とを比較して、フ
ァン回転数が設定回転数になるようモータを制御するよ
うに構成する。

【００１４】請求項２の発明では、上記ファンクラッチ
のファン連結部を増速駆動専用のモータに連結し、かつ
断続手段を介して流体式制動手段に連結する構成とし、
モータの逆起電力によりファン回転数を検出する。

【００１５】すなわち、この発明では、上記ファンクラ
ッチのクラッチケース又はクラッチディスクの一方から
なるファン連結部を増速方向に回転させる電動モータ
と、ファン連結部に回転抵抗を与える流体式制動手段
と、該制動手段に対するファン連結部の連結を断続する
断続手段と、上記電動モータ及び断続手段を作動制御す
る制御手段とを設け、制御手段は、モータの逆起電力に
基づいてファンの実際の回転数を検出するとともに、該
回転数と目標とする設定回転数とを比較して、ファン回
転数が設定回転数になるようモータ及び断続手段を制御
するように構成する。

【００１６】請求項３の発明では、エンジンに差動歯車
機構を介して駆動連結される冷却ファンを上記請求項１
の発明と同様に電動モータに連結して、モータの逆起電
力によりファン回転数を検出するようにした。

【００１７】つまり、この発明では、エンジンとファン
とを差動歯車機構を介して駆動連結し、上記差動歯車機
構は、エンジンに連結された入力部と、ファンに連結さ
れたファン連結部と、該ファン連結部の回転を制御する
制御部とからなり、そのうち、上記ファン連結部が増速
するよう制御部にエンジンによる回転方向とは逆方向の
回転力を与える電動モータと、該電動モータを作動制御
する制御手段とを備え、上記制御手段は、モータの逆起
電力に基づいてファンの実際の回転数を検出するととも
に、該回転数と目標とする設定回転数とを比較して、フ
ァン回転数が設定回転数になるようモータを制御するよ
うに構成する。

【００１８】請求項４の発明では、エンジンに差動歯車
機構を介して駆動連結される冷却ファンの回転制御装置
を請求項２の発明と同様の構成とする。

【００１９】この発明では、差動歯車機構におけるファ
ン連結部が増速するよう制御部にエンジンによる回転方
向とは逆方向の回転力を与える流体式制動手段及び電動
モータと、上記制動手段に対する制御部の連結を断続す
る断続手段と、上記電動モータ及び断続手段を作動制御
する制御手段とを備え、制御手段は、モータの逆起電力
に基づいてファンの実際の回転数を検出するとともに、
該回転数と目標とする設定回転数とを比較して、ファン
回転数が設定回転数になるようモータ及び断続手段を制
御するように構成する。

【００２０】請求項５の発明では、モータの逆起電力が
零のときに制御手段により警報手段を作動させるように
構成する。

【００２１】

【作用】上記の構成により、請求項１の発明では、粘性
式ファンクラッチにおいて冷却ファンに連結されている
クラッチケース又はクラッチディスクの一方からなるフ
ァン連結部は電動モータに連結されているので、この電
動モータを制御手段により増速方向又は減速方向に作動
制御することで、ファン回転数を設定回転数に保つこと
ができ、冷却ファンをエンジンの運転状態に応じた適正
回転数で回転制御して、エンジンの過冷却の防止及びフ
ァン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防止と
を簡単な構成で低コストで両立させることができる。

【００２２】そのとき、上記制御手段では、上記ファン
クラッチにおけるファン連結部を介して連結されている
モータの逆起電力に基づいてファンの実際の回転数を検
出する。すなわち、モータが回転している状態では、そ
の回転数に比例した逆起電力が発生しており、この逆起
電力を測定することで、モータの回転数、つまり該モー
タにファンクラッチのファン連結部を介して直結されて
いるファンの回転数を検出することができる。そして、
この検出したファン回転数と目標とする設定回転数とを
比較して、ファン回転数が設定回転数になるようモータ
を制御するので、ファン回転数を検出手段として新たな
センサ等を要することなく正確に検出でき、装置構成の
複雑化やコストの増大を招くことなくファンの回転制御
を精度よく行うことができる。

【００２３】請求項２の発明では、粘性式ファンクラッ
チのファン連結部は電動モータに連結され、また断続手
段を介して流体式制動手段に連結されているので、制御
手段により、冷却ファンの回転数が設定回転数よりも低
いときには、断続手段をＯＦＦ作動させて冷却ファンと
流体式制動手段との連結を遮断し、かつ電動モータを作
動させて、冷却ファンを増速回転させる一方、逆に、フ
ァン回転数が設定回転数よりも高いときには、電動モー
タの作動を停止し、かつ断続手段をＯＮ作動させて冷却
ファンと流体式制動手段とを連結し、冷却ファンを制動
手段で制動して減速回転させることにより、ファン回転
数を設定回転数に保つことができる。この実施例でも、
ファンの回転数を該ファンに直結されているモータの逆
起電力により検出でき、請求項１の発明と同様の作用効
果が得られる。

【００２４】請求項３の発明では、エンジンとファンと
を連結する差動歯車機構において、ファンに連結された
ファン連結部の回転を制御する制御部が電動モータに連
結されているので、この電動モータを駆動制御してファ
ン連結部の回転数を制御することにより、ファン回転数
を設定回転数に保つことができる。すなわち、冷却ファ
ンの回転数が設定回転数よりも低いときには、電動モー
タから制御部に伝達される回転力を大きくして冷却ファ
ンを増速回転させる一方、逆に、ファン回転数が設定回
転数よりも高いときには、電動モータからの回転力を小
さくして冷却ファンを減速回転させることにより、ファ
ン回転数を設定回転数に保つことができる。従って、こ
の場合でも、冷却ファンをエンジンの運転状態に応じた
適正回転数で回転制御でき、エンジンの過冷却の防止及
びファン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防
止との両立が図れる。また、ファンの回転数をモータの
逆起電力により検出でき、ファンの回転制御を簡単な構
成で精度よく行うことができる。

【００２５】請求項４の発明では、上記差動歯車機構に
おける制御部が電動モータに連結され、また断続手段を
介して流体式制動手段に連結されているので、請求項２
の発明と同様に、電動モータ及び断続手段から制御部に
エンジンによる回転方向とは逆方向の回転力を与えるこ
とにより、ファン回転数を設定回転数に保つことができ
る。従って、この場合でも、簡単な構成で冷却ファンを
エンジンの運転状態に応じた適正回転数に精度よく回転
制御できる。

【００２６】請求項５の発明では、モータが回転してい
ないときには、その逆起電力は零となり、制御手段で
は、このモータの逆起電力が零のときに警報手段を作動
させる。こうすることで、モータが作動しない異常時を
運転者に確実に報知することができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２８】（実施例１）図１は本発明の実施例１の全
体構成を示す。１はエンジンのクランク軸、２はクラン
ク軸１の前端部に取り付けられたクランクプーリであ
る。３はクランク軸１と平行に配置されてエンジンの前
側壁に回転自在に支持された回転軸で、この回転軸３の
後端部にはプーリ４が回転一体に取り付けられ、このプ
ーリ４と上記クランクプーリ２との間にはＶベルトから
なるファンベルト５が巻き掛けられており、クランク軸
１により回転軸３が回転駆動されるようになっている。

【００２９】上記回転軸３の前端には粘性式ファンクラ
ッチ８を介して冷却ファン６が支持されている。上記フ
ァンクラッチ８は、回転軸３の先端にベアリング９を介
して相対回転可能に支持された略密閉状のクラッチケー
ス１０を有し、このクラッチケース１０の外周に冷却フ
ァン６を構成するファンブレード７，７，…が取り付け
られている。つまり、クラッチケース１０がファン連結
部を構成している。クラッチケース１０の内部には隔壁
１１により前後に仕切られた貯蔵室１２及び作動室１３
が形成され、これらの両室１２，１３内には粘性流体と
してのシリコンオイルが所定量封入されている。上記作
動室１３内には回転軸３の先端に回転一体に取り付けた
クラッチディスク１４が配置されており、このディスク
１４が回転軸３と共に作動室１３内で回転したとき、そ
の回転トルクを作動室１３内のシリコンオイルを介して
クラッチケース１０に伝達することで、ファン６を回転
するようになっている。

【００３０】また、上記隔壁１１には両室１２，１３を
連通する弁孔１５が開口され、貯蔵室１２内には弁孔１
５を開閉する弁体１６が配設されている。この弁体１６
は貯蔵室１２内を直径方向に延びる板ばね式のもので、
その一端が隔壁１１にビス１７，１７により固定されて
おり、他端で弁孔１５を開閉するようになっている。ま
た、弁体１６は板ばねのばね力により開弁方向に付勢さ
れている。クラッチケース１０の前端にはバイメタル１
８が両端部にて固定されている。このバイメタル１８は
周りの雰囲気温度により反応するもので、その中央部に
はロッド１９が取り付けられ、このロッド１９はクラッ
チケース１０の前壁を貫通して貯蔵室１２内に延び、そ
の後端は上記弁体１６の中間部に当接している。そし
て、雰囲気温度が低いときには、バイメタル１８は略直
線状に延び、このことで弁体１６がロッド１９により押
されて閉弁する一方、雰囲気温度の上昇に伴い、バイメ
タル１８が中央部を前側に突出するように彎曲してロッ
ド１９を前進させ、このことで弁体１６を開弁させて、
貯蔵室１２から作動室１３に入るシリコンオイルの量を
増加させ、クラッチディスク１４からクラッチケース１
０に伝達される動力を増大させて、ファン６の回転数を
高めるようになっている。

【００３１】上記クラッチケース１０の後端には回転軸
３の周りに位置するプーリ２１が回転一体に取り付けら
れている。また、回転軸３の側方には回転軸３と平行な
出力軸２６を有する電動モータ２５が配置固定されてい
る。このモータ２５の出力軸２６前端には上記プーリ２
１と同等のプーリ径を有するプーリ２２が回転一体に取
り付けられ、両プーリ２１，２２間にはＶベルト２３が
巻き掛けられている。つまり、ファン６と一体に回転す
るファン連結部たるクラッチケース１０はプーリ２１，
２２及びベルト２３からなるベルト伝動機構２４を介し
て電動モータ２５に駆動連結されており、モータ２５を
クラッチディスク１４従ってエンジンと異なる回転数で
回転させることで、ファン６を増速方向又は減速方向に
回転駆動するようになっている。

【００３２】そして、上記モータ２５の回転制御はコン
トローラ６１により行われるようになっている。図２に
詳示するように、上記コントローラ６１はＣＰＵ６２を
備え、このＣＰＵ６２には、エンジン温度としてのエン
ジン冷却水温度を検出する水温センサ６３の出力信号
と、車速を検出する車速センサ６４の出力信号と、エン
ジン回転数を検出する回転数センサ６５の出力信号と、
車載空気調和機（図示せず）におけるコンプレッサの作
動によりガス冷媒が高圧状態になったことを検出する圧
力センサ６６の出力信号とが入力されている。また、Ｃ
ＰＵ６２には、車両運転者にファン回転の異常状態を示
す警報手段としてのワーニング装置６９が接続されてい
る。

【００３３】モータ２５のプラス側端子とバッテリ６７
（図１参照）との間の回路には電流増幅トランジスタＴ
r1が接続され、このトランジスタＴr1のベースにはオペ
アンプ６８の出力側が接続されている。オペアンプ６８
の入力側には抵抗Ｒ1 ，Ｒ2により設定される電圧信号
と、ＣＰＵ６２のモータ回転数設定部６２ａから出力さ
れるアナログの回転数設定信号とが入力されており、回
転数設定信号に応じたモータ供給電圧をオペアンプ６８
から出力させ、その電圧信号をトランジスタＴr1で電流
増幅してモータ２５に供給する。また、上記トランジス
タＴr1のコレクタは、ＣＰＵ６２のモータＯＮ／ＯＦＦ
制御部６２ｂから出力されるモータ停止信号の有無によ
りＯＮ／ＯＦＦ動作するトランジスタＴr2を介してアー
スされており、ＣＰＵ６２からトランジスタＴr2にモー
タ停止信号が出力されたとき、トランジスタＴr2がＯＮ
作動してバッテリ電源をアース側に短絡することで、モ
ータ２５の作動を停止する。さらに、モータ２５のプラ
ス側端子はＣＰＵ６２の逆起電力モニタ部６２ｃに接続
されており、モータ２５が回転するときにその回転数に
応じて変化するように生じる逆起電力をＣＰＵ６２で監
視し、この逆起電力の大きさによりファン６の実際の回
転数を検出するようになっている。つまり、ＣＰＵ６２
は冷却ファン６の回転数を検出するファン回転数検出手
段を構成する。また、ワーニング装置６９は、ＣＰＵ６
２のワーニング接続部６２ｄに接続されている。

【００３４】上記ＣＰＵ６２において、冷却ファン６の
回転を制御するときの基本的な手順について図３により
説明する。まず、ステップＳ1 でエンジン始動後の経過
時間を検出し、ステップＳ2 で経過時間が基準値よりも
長いか否かを判定する。この判定がＮＯのときには、ス
テップＳ3 に進み、モータ２５をＯＦＦ状態にし、その
回転抵抗を最大にしてファン６を停止保持し、しかる後
にステップＳ1 に戻る。

【００３５】エンジンの始動から一定時間が経過して上
記ステップＳ2 の判定がＹＥＳになるとステップＳ4 に
進み、車速センサ６４により検出された車速と、水温セ
ンサ６３により検出されたエンジン水温、回転数センサ
６５により検出されたエンジン回転数、モータ２５の逆
起電力により求められる実際のファン回転数、及び圧力
センサ６６により検出された空気調和機のガス冷媒の圧
力を読み込む。次いで、ステップＳ5 で、ファン回転数
を表すモータ起電力が零かどうかを判定し、この判定が
ＹＥＳのときには、ステップＳ6 でワーニング装置６９
を作動させた後、ステップＳ1 に戻る。

【００３６】上記ステップＳ5 でＮＯと判定されたとき
には、ステップＳ7 に進み、予め設定されている制御マ
ップによりエンジン運転状態に対応したファン回転数の
設定値を演算する。上記制御マップは車速、エンジン水
温、エンジン回転数及び空気調和機のガス冷媒圧力を基
に設定される。この後、ステップＳ8 で上記実際のファ
ン回転数と設定回転数との差の絶対値が基準値よりも小
さいかどうかを判定し、この判定がＹＥＳのときには、
ファン回転数が設定値近くの一定範囲以内にあるので、
ステップＳ9 においてモータ２５の回転制御をそれまで
と同じに維持し、しかる後にステップＳ1 に戻る。

【００３７】また、上記ステップＳ8 でＮＯと判定され
ると、ファン回転数が設定値近くの一定範囲を越えたの
で、ステップＳ10に進み、ファン回転数と設定値との大
小を比較する。ファン回転数が設定値よりも高くて判定
がＹＥＳのときには、ステップＳ11において、モータ２
５の回転数を下げてファン６の回転を減速する。

【００３８】また、ステップＳ10での判定がファン回転
数が設定値以下のＮＯのときには、ステップＳ12におい
て、モータ２５の回転数を上げてファン６の回転を増速
する。上記ステップＳ11，Ｓ12の後はステップＳ1 に戻
る。

【００３９】次に、上記実施例の作用について説明す
る。エンジンの始動後、一定時間が経過すると、コント
ローラ６１において、水温センサ６３により検出された
エンジン水温、回転数センサ６５により検出されたエン
ジン回転数、及び圧力センサ６６により検出されたガス
冷媒の圧力に基づいて、エンジン運転状態に対応したフ
ァン回転数の設定値が求められ、この設定値と、モータ
２５の逆起電力により求められる実際のファン回転数と
が比較されて、ファン回転数が設定値になるようにモー
タ２５がフィードバック制御される。すなわち、実際の
ファン回転数と設定回転数との差が一定範囲内にあると
きには、モータ２５の回転制御をそれまでと同じに維持
するが、ファン回転数が設定値よりも一定範囲を越えて
高くなると、モータ２５の回転数が下げられて、該モー
タ２５にベルト伝動機構２４及びファンクラッチ８のク
ラッチケース１０を介して連結されているファン６の回
転が減速される。逆に、ファン回転数が設定値よりも低
いときには、モータ２５の回転数が上昇してファン６の
回転が増速される。

【００４０】このように、ファンクラッチ８においてフ
ァン６と一体のクラッチケース１０にベルト伝動機構２
４を介して連結されたモータ２５を作動制御することに
より、冷却ファン６をエンジンの運転状態に応じた適正
回転数で回転制御でき、エンジンの過冷却の防止及びフ
ァン騒音の低減と、エンジンのオーバーヒートの防止と
を簡単な構成で低コストで両立できる。

【００４１】また、上記ファンクラッチ８におけるクラ
ッチケース１０に連結されているモータ２５の逆起電力
に基づいてファン６の実際の回転数を検出するので、フ
ァン６の回転数を別個の回転数センサ等を要することな
く正確に検出でき、装置構成の複雑化やコストの増大を
招くことなくファン６の回転制御を精度よく行うことが
できる。

【００４２】また、上記モータ２５がロック等により回
転しなくなると、その逆起電力が零となり、このことが
ＣＰＵ６２により判定されて、ＣＰＵ６２からワーニン
グ装置６９に信号が出力され、ワーニング装置６９が作
動してモータ２５の停止が運転者に報知される。よって
ファン回転制御の異常を運転者が確実に知ることができ
る。

【００４３】尚、上記実施例では、ファンクラッチ８の
クラッチディスク１４をエンジンに、またクラッチケー
ス１０をファン６にそれぞれ連結しているが、逆に、ク
ラッチケースをエンジンに、またクラッチディスクをフ
ァン連結部としてファン６にそれぞれ連結した構造のフ
ァンクラッチにも適用できる。その場合、ファン６に連
結されるクラッチディスクを電動モータ２５及び流体ク
ラッチ２９に連結する。

【００４４】（実施例２）図４及び図５は本発明の実施
例２を示し（尚、図１及び図２と同じ部分については同
じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、ファンク
ラッチ８において、ファン６と一体のクラッチケース１
０をモータ２５のみならず専用の制動手段に連結したも
のである。

【００４５】すなわち、この実施例では、図４に示すよ
うに、モータ２５の出力軸２６後端はモータ本体から後
方に延び、その後方には伝動軸２７が同心に配置されて
支持され、この伝動軸２７の前端とモータ２５の出力軸
２６後端との間は、両軸２６，２７を連結又は連結遮断
する断続手段としての常時ＯＦＦの電磁クラッチ２８が
配設されている。また、上記伝動軸２７の後端は流体式
制動手段としての流体クラッチ２９に連結されている。
この流体クラッチ２９は、基本的にファンクラッチ８と
同様の構成であり、シリコンオイルを封入したクラッチ
ケース３０と、このクラッチケース３０内に配置され、
伝動軸２７と一体に回転するクラッチディスク３１とを
有し、クラッチディスク３１がクラッチケース３０内で
回転するときのシリコンオイルの粘性抵抗により、伝動
軸２７、電磁クラッチ２８、モータ２５及びベルト伝動
機構２４を介して連結されているファンクラッチ８のク
ラッチケース１０ないしファン６に回転抵抗を与える。

【００４６】図５に示す如く、上記電磁クラッチ２８は
ＣＰＵ６２のクラッチＯＮ／ＯＦＦ制御部６２ｅに接続
されており、ＣＰＵ６２から出力される信号に応じて電
磁クラッチ２８がＯＮ／ＯＦＦ作動するようになってい
る。その他の構成は基本的に上記実施例１と同様であ
る。

【００４７】したがって、この実施例では、コントロー
ラ６１のＣＰＵ６２において、エンジン水温、エンジン
回転数及び空気調和機のガス冷媒の圧力に基づいて設定
されたファン回転数の設定値と、モータ２５の逆起電力
により求められる実際のファン回転数とが比較されて、
ファン回転数が設定値になるようにモータ２５及び電磁
クラッチ２８がフィードバック制御される。すなわち、
実際のファン回転数と設定回転数との差が一定範囲内に
あるときには、モータ２５の回転制御及び電磁クラッチ
２８のＯＮ／ＯＦＦ制御をそれまでと同じに維持する
が、ファン回転数が設定値よりも一定範囲を越えて高く
なると、モータ２５の回転数が下げられ、かつ電磁クラ
ッチ２８がＯＮ作動してファン６及びファンクラッチ８
のクラッチケース１０がベルト伝動機構２４、モータ２
５及び電磁クラッチ２８を介して流体クラッチ２９に連
結され、この流体クラッチ２９の粘性抵抗によりファン
６の回転が減速される。逆に、ファン回転数が設定値以
下のときには、電磁クラッチ２８がＯＦＦ作動して上記
ファン６（ファンクラッチ８のクラッチケース１０）と
流体クラッチ２９との連結が切り離されるとともに、モ
ータ２５の回転数が上昇してファン６の回転が増速され
る。

【００４８】この場合、モータ２５による増速及び流体
クラッチ２９による制動を組み合わせて、冷却ファン６
をエンジンの運転状態に応じた適正回転数で回転制御で
き、上記実施例１と同様の作用効果が得られる。

【００４９】また、流体クラッチ２９は電動モータ２５
の出力軸２６後端に電磁クラッチ２８を介して同軸上に
連結されているので、電動モータ２５と流体クラッチ２
９とをまとめてコンパクトに配置することができる。

【００５０】さらに、流体クラッチ２９でファン６の回
転を制動するので、制動手段が既存の部品を利用して低
コストで得られる。しかも、実施例１のようにモータ２
５で制動するのに比べ、制動により発生する熱の問題が
少なく、安定した制動効果が得られる。

【００５１】（実施例３）図６は実施例３を示し、エン
ジンとファン６とを差動歯車機構を介して連結するとと
もに、流体クラッチ２９の粘性抵抗を可変としたもので
ある。

【００５２】すなわち、この実施例では、回転軸３の前
端には遊星歯車機構からなる差動歯車機構３２が連結さ
れている。この差動歯車機構３２は、図７にも示すよう
に、回転軸３に回転一体に取り付けられたサンギヤ３３
と、回転軸３にベアリング３４，３４を介して回転可能
に支持され、上記サンギヤ３３に噛合する３つのピニオ
ン３５，３５，…を回転自在に担持するピニオンキャリ
ア３６と、このピニオンキャリア３６の周りにベアリン
グ３７，３７を介して回転可能に支持され、内周の歯３
８ａで各ピニオン３５に噛合するリングギヤ３８とを備
えてなり、このリングギヤ３８の外周にファンブレード
７，７，…が取り付けられている。従って、この実施例
では、上記サンギヤ３３がエンジンに連結された入力部
を、またリングギヤ３８がファン６に連結されたファン
連結部を、さらにピニオンキャリア３６がファン連結部
たるリングギヤ３８の回転を制御する制御部をそれぞれ
構成しており、上記制御部としてのピニオンキャリア３
６の回転を制動することで、ファン連結部としてのリン
グギヤ３８つまりファン６の回転数を増速させるように
なっている。

【００５３】また、流体クラッチ２９′はエンジンオイ
ルを粘性流体として使用するように構成されていて、オ
イル配管４５を介してエンジンのオイルパン４６及びオ
イルポンプ４７に接続され、上記オイル配管４５にはコ
ントローラ６１により制御される流量制御弁４８が配設
されており、オイルポンプ４７から圧送されたオイルの
一部を流量制御弁４８で流量調整して流体クラッチ２
９′に供給することで、その粘性抵抗を変えて制動力を
可変とするようになっている。

【００５４】この実施例では、上記差動歯車機構３２に
おける制御部としてのピニオンキャリア３６の後端にベ
ルト伝動機構２４のプーリ２１が回転一体に取り付けら
れている。そして、ファン回転数を増速回転させるとき
には、電磁クラッチ２８をＯＮ作動させて流体クラッチ
２９′によりピニオンキャリア３６を制動力を変えなが
ら制動するか、或いは電磁クラッチ２８をＯＦＦ作動さ
せてモータ２５によりピニオンキャリア３６をエンジン
による通常の回転方向とは逆方向（制動方向）に駆動す
ることで、リングギヤ３８つまりファン６を増速回転さ
せ、一方、ファン回転数を減速回転させるときには、電
磁クラッチ２８をＯＦＦ作動させ、かつモータ２５を作
動停止させてリングギヤ３８に対する伝動を遮断するこ
とで、ファン６を減速回転させようになっている。その
他の構造は、実施例２と同様である。

【００５５】したがって、この実施例においては、電動
モータ２５の回転及び電磁クラッチ２８のＯＮ／ＯＦＦ
作動を制御することで、ファン６を設定回転数に制御で
き、ファン回転数が設定回転数よりも低いために増速回
転させるときには、モータ２５が停止保持されるととも
に、電磁クラッチ２８がＯＮ作動してピニオンキャリア
３６が流体クラッチ２９′に連結され、この流体クラッ
チ２９′によりピニオンキャリア３６の回転が制動され
て、リングギヤ３８つまりファン６を増速回転させるこ
とができる。そのとき、オイルポンプ４７から圧送され
たオイルの一部を流量制御弁４８で流量調整すること
で、流体クラッチ２９′の制動力、すなわちファン回転
数を調整することができる。

【００５６】また、上記ピニオンキャリア３６を流体ク
ラッチ２９′により制動する状態では、ピニオンキャリ
ア３６の回転数が零となると、ファン回転数が最大にな
るが、実際のファン回転数が設定回転数に対し大幅に低
くて、ピニオンキャリア３６の制動のみではファン回転
数が不足することがある。このときには、電磁クラッチ
２８がＯＦＦ作動してピニオンキャリア３６と流体クラ
ッチ２９′との連結が遮断されるとともに、モータ２５
が作動し、このモータ２５によりピニオンキャリア３６
がエンジンによる回転方向とは逆方向（制動される方
向）に駆動される。このようなモータ２５による駆動に
より、ファン回転数をエンジン回転数で決まる最大回転
数よりもさらに高い回転数で回転させることができる。
尚、上記ピニオンキャリア３６の流体クラッチ２９′又
はモータ２５に対する連結の切換えを一方向クラッチを
利用して行うようにしてもよく、切換制御がスムーズと
なる利点がある。

【００５７】一方、ファン回転数が設定回転数よりも高
いために減速回転させるときには、電磁クラッチ２８が
ＯＦＦ作動してピニオンキャリア３６と流体クラッチ２
９′との連結が遮断されるとともに、モータ２５が作動
停止され、ピニオンキャリア３６は回転自在な状態にな
る。このため、エンジンの回転がリングギヤ３８に伝達
されず、ファン６が減速回転される。よって、この実施
例でも、実施例２と同様の作用効果が得られる。

【００５８】（実施例４）図８は実施例４を示し、差動
歯車機構の構造を変えたものである。すなわち、差動歯
車機構３２′は、回転軸３に回転一体に取り付けられ後
側面外周に歯３９ａを有する第１のサイドギヤ３９と、
このサイドギヤ３９後側の回転軸３にベアリング４０，
４０を介して回転自在に支持され、外周に上記サイドギ
ヤ３９の歯３９ａに噛合するピニオン４１，４１，…を
有するピニオンキャリア４２と、このピニオンキャリア
４２及び第１のサイドギヤ３９を包むように配置されて
ピニオンキャリア４２のボス部４２ａにベアリング４３
を介して回転可能に支持され、後側壁部の前面に上記各
ピニオン４１に噛合する歯４４ａを有する第２のサイド
ギヤ４４とを備えてなり、上記第２のサイドギヤ４４外
周にファンブレード７，７，…が取り付けられ、上記ピ
ニオンキャリア４２のボス部４２ａ後端にプーリ２１が
回転一体に取り付けられている。

【００５９】また、上記ピニオンキャリア４２を制動す
る制動手段としてオイルポンプ４９が連結されている。
このオイルポンプ４９はコントローラ６１により制御さ
れる差圧制御弁５０を配設したオイル配管４５を介して
エンジンのオイルパン４６及びオイルポンプ４７に接続
されており、オイルポンプ４９の駆動負荷によりピニオ
ンキャリア４２を制動するとともに、そのオイルポンプ
４９に対するオイル量を差圧制御弁５０で制御すること
で、オイルポンプ４９の制動力を可変としている。その
他は上記実施例３と同様である。従って、この実施例で
も実施例３と同様の作用効果を奏することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、エンジンと冷却ファンとの間に介在される粘性式フ
ァンクラッチにおいて、ファンに連結されるクラッチケ
ース又はクラッチディスクを電動モータに連結し、その
モータの逆起電力を基にファンの回転数を検出して、フ
ァン回転数が設定回転数になるようモータを作動制御す
るようにした。請求項２の発明では、上記ファンに連結
されるクラッチケース又はクラッチディスクを電動モー
タのみならず流体式制動手段にも連結し、その制動手段
に対するクラッチケース又はクラッチディスクの連結を
断続する断続手段を設け、モータの逆起電力を基にファ
ンの回転数を検出して、ファン回転数が設定回転数にな
るようにモータ及び断続手段を作動制御するようにし
た。従って、これらの発明によると、エンジンにより粘
性式ファンクラッチを介して駆動される冷却ファンをエ
ンジンの運転状態に応じた適正回転数で回転制御でき、
エンジンの過冷却の防止及びファン騒音の低減と、エン
ジンのオーバーヒートの防止とを簡単な構成で低コスト
で両立させることができるとともに、ファン回転数の検
出手段をモータで兼用して、ファンの回転制御を簡単な
構成で精度よく行うことができる。

【００６１】請求項３の発明では、エンジンとファンと
を連結する差動歯車機構において、ファンに連結される
ファン連結部を制御する制御部を電動モータに連結し、
モータの逆起電力を基にファンの回転数を検出して、フ
ァン回転数が設定回転数になるようにモータを作動制御
するようにした。また、請求項４の発明では、上記差動
歯車機構における制御部を電動モータ及び流体式制動手
段に連結し、制動手段に対する制御部の連結を断続する
断続手段を設け、モータの逆起電力を基にファンの回転
数を検出して、ファン回転数が設定回転数になるように
モータ及び断続手段を作動制御するようにした。従っ
て、これら発明でも上記請求項１及び２の発明と同様の
効果が得られる。

【００６２】請求項５の発明によると、上記モータの逆
起電力が零のときに警報手段を作動させるようにしたの
で、簡単な構成で、モータが作動しない異常時を運転者
に報知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る冷却ファン回転制御装
置の全体構成図である。

【図２】制御装置の構成を示す電気回路図である。

【図３】ＣＰＵでの信号処理手順を示すフローチャート
図である。

【図４】実施例２を示す図１相当図である。

【図５】実施例２を示す図２相当図である。

【図６】実施例３を示す図１相当図である。

【図７】図６のVII ―VII 線断面図である。

【図８】実施例４を示す図１相当図である。

【符号の説明】

６…冷却ファン ８…ファンクラッチ １０…クラッチケース（ファン連結部） １４…クラッチディスク ２５…電動モータ ２８…電磁クラッチ（断続手段） ２９，２９′…流体クラッチ（流体式制動手段） ３２，３２′…差動歯車機構 ３３…サンギヤ（入力部） ３６…ピニオンキャリア（制御部） ３８…リングギヤ（ファン連結部） ３９…サイドギヤ（入力部） ４２…ピニオンキャリア（制御部） ４４…サイドギヤ（入力部） ４９…オイルポンプ（流体式制動手段） ６１…コントローラ ６２…ＣＰＵ（ファン回転数検出手段） ６９…ワーニング装置（警報手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンに粘性式ファンクラッチを介し
   て駆動連結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記ファンクラッチのクラッチケース又はクラッチディ
   スクの一方が、上記ファンに連結されたファン連結部と
   され、 上記ファン連結部を回転させる電動モータと、該電動モ
   ータを作動制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、モータの逆起電力に基づいてファンの
   実際の回転数を検出するとともに、該回転数と目標とす
   る設定回転数とを比較して、ファン回転数が設定回転数
   になるようモータを制御するように構成されていること
   を特徴とするエンジンの冷却ファン回転制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンに粘性式ファンクラッチを介し
   て駆動連結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記ファンクラッチのクラッチケース又はクラッチディ
   スクの一方が、上記ファンに連結されたファン連結部と
   され、 上記ファン連結部を増速方向に回転させる電動モータ
   と、ファン連結部に回転抵抗を与える流体式制動手段
   と、該制動手段に対するファン連結部の連結を断続する
   断続手段と、上記電動モータ及び断続手段を作動制御す
   る制御手段とを備え、 上記制御手段は、モータの逆起電力に基づいてファンの
   実際の回転数を検出するとともに、該回転数と目標とす
   る設定回転数とを比較して、ファン回転数が設定回転数
   になるようモータ及び断続手段を制御するように構成さ
   れていることを特徴とするエンジンの冷却ファン回転制
   御装置。
3. 【請求項３】 エンジンに差動歯車機構を介して駆動連
   結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記差動歯車機構は、エンジンに連結された入力部と、
   ファンに連結されたファン連結部と、該ファン連結部の
   回転を制御する制御部とからなり、 上記ファン連結部が増速するよう制御部にエンジンによ
   る回転方向とは逆方向の回転力を与える電動モータと、
   該電動モータを作動制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、モータの逆起電力に基づいてファンの
   実際の回転数を検出するとともに、該回転数と目標とす
   る設定回転数とを比較して、ファン回転数が設定回転数
   になるようモータを制御するように構成されていること
   を特徴とするエンジンの冷却ファン回転制御装置。
4. 【請求項４】 エンジンに差動歯車機構を介して駆動連
   結された冷却ファンの回転制御装置であって、 上記差動歯車機構は、エンジンに連結された入力部と、
   ファンに連結されたファン連結部と、該ファン連結部の
   回転を制御する制御部とからなり、 上記ファン連結部が増速するよう制御部にエンジンによ
   る回転方向とは逆方向の回転力を与える流体式制動手段
   及び電動モータと、上記制動手段に対する制御部の連結
   を断続する断続手段と、上記電動モータ及び断続手段を
   作動制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、モータの逆起電力に基づいてファンの
   実際の回転数を検出するとともに、該回転数と目標とす
   る設定回転数とを比較して、ファン回転数が設定回転数
   になるようモータ及び断続手段を制御するように構成さ
   れていることを特徴とするエンジンの冷却ファン回転制
   御装置。
5. 【請求項５】 制御手段は、モータの逆起電力が零のと
   きに警報手段を作動させるように構成されていることを
   特徴とする請求項１、２、３又は４記載のエンジンの冷
   却ファン回転制御装置。