JPH0544533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関を搭載した自動車等の車両
用の冷却システムの改良に関するものであり、詳
細には、冷却フアンと熱交換器を備えたシステム
の冷却フアン駆動方法および制御方法に関するも
のである。 （従来の技術） 従来、車両用の冷却システムとしては、エンジ
ンと直接連結されて駆動される冷却フアンにより
熱交換器に冷却風を導くものが用いられていた。
また一方で、冷却フアンの車両搭載上の問題と、
燃料消費率への悪影響、ヒータの立ち上がり特性
の改善、さらには、マニホールド・触媒コンバー
タ等の排気ガス浄化装置への影響を改善するため
に、電動モータにより冷却フアンを駆動し、冷却
水温や、エアコンの冷媒圧力を検出信号に基づい
て電動フアンの作動を制御するシステムが実用化
されてきた。このシステムは、電動モータの体格
上の制約、即ち体格の割に出力が小さい、低回転
化、大トルク化が困難である。また、消費電流が
大きくなり易い（特に起動時）という理由のため
に特に乗用車用としては、小型車用に限定されて
いた。しかしながら、車両のFF化や、デイーゼ
ルエンジン車でのヒータの立ち上がり時間の短縮
のために、中・大型車でも、冷却フアンをエンジ
ンから切り離して作動させる必要が生じてきてい
る。ところが、中・大型車は小型車に比較して内
燃機関の発熱量が多いため、この熱交換器を冷却
するに多量の冷却風が必要となるので、電動フア
ンが大型化になる、又はその消費電力が大きくな
るといつた問題を有しており、車両搭載性を考慮
すると好ましいものではない。 一方において、例えば実公昭49−40183号、実
開昭58−136621号等に開示される様に、液圧ポン
プによつて液圧モータを回転させて冷却フアンを
駆動するものも考案されているが、冷却フアンを
駆動する液圧モータに作動流体を供給する専用の
液圧ポンプが必要となり、冷却システムが複雑
化、大型化するといつた問題点を有している。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記の点に鑑みてなされるものであつ
て、その目的は液圧ポンプ及び液圧モータによつ
て冷却フアンを駆動するシステムにおいて、その
システムの簡略化である。 そこで本発明者らは、現在の動力操舵装置（油
圧ポンプからの圧油をパワーシリンダに供給する
ことによつて操舵機構を駆動する装置、以下パワ
ーステアリング装置（Ｐ／Ｓと略す）の油圧ポン
プを用いることに着目し、検討を行つたところ、
Ｐ／Ｓ装置と液圧モータを共に駆動する際には、
Ｐ／Ｓ装置の操舵に悪影響、例えば操舵力の増
大・操舵感覚の悪化等が生じることが判明した。 本発明は、上記の点に更に鑑みて、冷却フアン
を回転する液圧モータ、及びＰ／Ｓ装置の一台の
液圧ポンプで、しかも両者の機能を損うことなく
駆動する車両用冷却システムを提供することにあ
る。 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するための手段とし
て、冷却フアンによつて冷却媒体を熱交換器で冷
却する車両用冷却システムにおいて、車輪の操舵
機構に作動流体を供給する液圧ポンプと、該液圧
ポンプから吐出供給される流体の流量を制御する
吐出流量制御手段と、前記操舵機構と直列的に配
管接続されて前記液圧ポンプからの作動流体の供
給によつて回転駆動される液圧モータと、該液圧
モータから前記操舵機構へ至る流路途中に設けら
れて前記液圧モータから前記操舵機構へ供給され
る作動流体の流量を制御する流量制御手段と、該
液圧モータの上流と下流を連通して前記液圧モー
タを迂回させて作動流体を流通するバイパス路
と、該バイパス路の流路面積を制御する流量切換
手段とを具備し、前記液圧モータによつて前記冷
却フアンを回転駆動して前記熱交換器を冷却する
ことを特徴とする。 （作用） 上記手段によると、前記流量切換手段によつて
冷却フアン用の油圧モータ、もしくは前記操舵機
構に選択的に供給流体を切換え制御することによ
つて、冷却フアント操舵機構とを一台の液圧ポン
プで駆動することができ、しかも操舵機構の作動
時には優先的に圧力作動流体を供給することがで
きる。 さらに、上記構成によると、冷却システムの冷
却負荷が大きい場合は、前記吐出流量制御手段に
よつて前記液圧ポンプから吐出供給される作動流
体の流量を大きくするとともに、前記バイパス路
の流量切換手段によつて前記液圧モータに供給さ
れる流量を大きくして、前記液圧モータによつて
回転駆動される冷却フアンの回転数を大きく制御
して効率良く前記熱交換器を冷却する。また冷却
負荷が小さい場合等はその冷却負荷に応じて前記
バイパス路の流量が大きくなるように前記流量切
換手段で制御し、前記液体モータに流れる流量を
減少させることによつてそのモータで回転駆動さ
れる冷却フアンの回転数を小さくする、又は冷却
フアンの回転を停止する。このとき冷却負荷に応
じて前記吐出流量制御手段によつて、前記液体ポ
ンプから吐出供給される作動流体の流量を（冷却
負荷の大きい場合より）減少させるように制御す
る。 （発明の効果） 以上述べた様に、一台の減圧ポンプによつて操
舵機構及び冷却フアン用液圧モータを駆動するこ
とができるので、冷却システムが簡略化すること
ができるとともに、液圧モータを用いることによ
つて小型で、高効率・大出力の回転を得ることが
できる。 また、一般に操舵機構は、裾え切り（車両が停
止時に操舵を行うこと）時は低速走行時の操舵等
の場合において、大量の作動流体と高い圧力が必
要であるのに対して、このような場合は一般に内
燃機関の発熱量が小さいので、冷却フアンを高速
で駆動する必要がない。故に液圧ポンプからの吐
出される作動流体を主に操舵機構に供給すること
ができる。 また逆に、中・高速時は、操舵角度と操舵角速
度が小さく、車輪が路面と転がり接触しているの
で、操舵機構に大量の作動流体と高い圧力を供給
する必要がないため、冷却フイン用の液圧モータ
に作動流体を供給することができる。 故に、一台の油圧ポンプから吐出される作動流
体を必要に応じて前記流量切換手段によつて、操
舵機構又は冷却フアン用液圧モータに切換えるこ
とによつて両者の機能を損なうことなく、作動流
体を効率良く利用することが可能となる。 更に、一般的に操舵する時のその時間は、短い
場合で数秒間、長い場合でも数十秒間である。ま
た、熱交換器と冷却媒体の熱容量は比較的大きい
ので冷却風が停止しても数分間は、急激に冷却媒
体が温度上昇することはないので、操舵機構及び
冷却フアン用液圧モータが共に作動を必要とする
場合は、優先的に作動流体を操舵機構のみに供給
し、その間冷却フアン用液圧モータへの供給を停
止しても、冷却媒体の急激な温度上昇はない。従
つて両者を一台のポンプでもつて有効に駆動する
ことができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１図は本発明の基本的な構成を示す第１実施
例の模式油圧回路図である。 図示せぬエンジンによつて回転駆動されるベー
ン型、歯車式、ピストン型等の油圧ポンプ１５か
ら、パワーステアリング装置（以下Ｐ／Ｓ装置）
１６のパワーシリンダへ至る管路の途中には、油
圧によつて回転駆動される。例えば歯車式、ベー
ン型、ピストン型等の油圧モータ１７が直列的に
接続されている。 油圧モータ１７の回転駆動軸には、冷却風を発
生する冷却フアン１８が回転可能に連結されてお
り、この油圧モータ１７は、図示せぬフアンシユ
ラウドに固定用ステーを介して固定支持されてい
る。冷却フアン１８によつて発生する冷却風の上
流側には、エアコン用（Ａ／Ｃ）冷媒を冷却する
熱交換器であるコンデンサ１９、及びエンジン冷
却水を冷却する熱交換器であるラジエータ２０
が、配設されている。 また、油圧ポンプ１５の吐出側には、吐出流量
調整弁２１が設けられている。第２図に示す様に
吐出流量調整弁２１は、エンジン回転数N_Eが上
昇して油圧ポンプ１５の吐出流量Q₀が所定流量
Q₁以上になると、その作動油の一部をオイルタ
ンクにドレインして所定流量Q₁となるように調
整し、Ｐ／Ｓ装置１６又は油圧モータ１７に供給
する。またこの調整弁２１は、電磁手段であるソ
レノイド２２によつて調整弁２１内部の可変絞り
面積を２段階に制御し、前記所定流量Q₁を第２
図に示す様に２段階に制御変更するようになつて
いる。所定流量Q₁は、冷却システムの放熱負荷
に応じて変更され、放熱負荷の大きい場合−大流
量ｂに、通常運転又は放熱負荷の小さい場合−小
流量ａに調整される。 第１図の油圧回路図において、油圧モータ１７
の上流と下流を結んで油圧モータ１７を迂回させ
て作動流体をバイパスさせる第１バイパス路Ａ、
第２バイパス路Ｂが成形されており、このバイパ
ス路Ａには流量切換手段として電磁切換弁２３が
設けられている。電磁切換弁２３は、電磁手段で
あるソレノイド２４，２５によつて、バイパス路
Ａを流れる作動油の流量Q₂を３段階に制御する。
これにより、油圧モータ１７に供給される流量
Q₃が制御されるので、油圧モータ１７及び冷却
フアン１８は、切換弁２３がハの位置のとき小回
転数、切換弁２３がロの位置のとき停止、切換弁
２３がイの位置のとき大回転数、に切換えられ
る。 第２バイパス路Ｂには、切換弁２６が設けられ
ており、この切換弁２６はＰ／Ｓ装置１６の上流
の圧力P₁をパイロツト圧として、第２バイパス
路Ｂの流量Q₅を切換える。切換弁２６は、スプ
ール弁であつて、その切換え作動時にバイパス路
Ｂの流量Q₅が急変しないように、即ち流量Q₅が
連続的に変化するようにスプールのランドにテー
パが形成されている。もしくは、切換ポートの開
口面積が連続的に漸次増加する形状（例えば長
穴、三角形状）になつている。この切換弁２６
は、第３図に示す様にパイロツト圧P₁が所定以
上になると、その圧力に応じて第２バイパス路Ｂ
の流量Q₅を零から、吐出流量調整弁２１によつ
て調整された流量Q₁まで連続的に切換える。こ
れにより、Ｐ／Ｓ装置１６に負荷が作用して操舵
力が必要となるときは、パイロツト圧P₁が上昇
するので、切換弁２６が第２バイパス路Ｂの流量
Q₅を増加し、優先的にＰ／Ｓ装置１６に作動油
を供給する。このとき、第２バイパス路Ｂの流量
Q₅は連続的に上昇するので、操舵力が急変する
ことなく、油圧モータ１７からＰ／Ｓ装置１６に
円滑に切換えられる。 また油圧モータ１７の下流、即ち油圧モータ１
７からＰ／Ｓ装置１６に至る管路途中に第１バイ
パス路Ａと並列となるように、油圧モータ１７を
経てＰ／Ｓ装置１６に供給される行動油の流量
Q₄を制御する流量制御弁２７が設けられている。
流量制御弁２７は、Ｐ／Ｓ装置１６に供給さる作
動油が所定量ａ以上にならないようにオイルタン
クにドレインするものである。尚、一般には流量
制御弁２７に作動油が流れると１〜３Kg／cm²の圧
力損失があるので、上述実施例において流量制御
弁２７は油圧モータ１７に作動油が供給されると
きにのみ流量を制御する位置に設けられている
が、油圧モータ１７からＰ／Ｓ装置１６に至る流
路途中の他の位置に設けてもよい。 尚、ステアリング、ホイール３１には、操舵角
センサ、操舵角速度センサ、操舵トルクセンサ等
の操舵センサ３２が続けられており、この操舵セ
ンサ３２の信号によつて電気制御手段３３（以下
ECUと言う）が操舵の有・無を判定する。ECU
３３は、Ａ／Ｃ用コンデンサ１９の冷媒圧力を検
出する圧力センサ３４、ラジエータ２０の冷却水
温を検出する水温センサ３５及びＡ／Ｃ用の図示
せぬコンプレツサに連動し、コンプレツサが駆動
中であるか否かを検出するコンプレツサ・スイツ
チ３６等の信号に基づいて熱交換器の放熱負荷
（冷却システムに要求される冷却負荷）を第１表
に示す様に判定する。

【表】 即ち、ECU３０は例えば上記第１表に示す様
に放熱負荷を大・中・小・極小に判定し、水温セ
ンサ３５が100℃以上のとき−大、水温センサ３
５が90℃以上100℃未満、又は圧力センサ３４が
1.5Mpa以上のとき−中、水温センサ３５が80℃
以上90℃未満のとき、又はコンプレツサ・スイツ
チ３６がONのとき−小、水温センサ３５が80℃
未満、かつコンプレツサ・スイツチ３６がOFF
のとき−極小、のように判定する。尚、上記第１
表の水温センサ３５、圧力センサ３４の検出値
は、各種車両の冷却システムに応じて変更される
ことは言うまでもない。 次に上記構成及び第１表に示した放熱負荷に基
づいて、その作動を第２表で説明する。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷却フアンによつて冷却媒体を熱交換器で冷
   却する車両用冷却システムにおいて、車輪の操舵
   機構に作動流体を供給する液圧ポンプと、該液圧
   ポンプから吐出供給される流体の流量を制御する
   吐出流量制御手段と、前記操舵機構と直列的に配
   管接続されて前記液圧ポンプからの作動流体の供
   給によつて回転駆動される液圧モータと、該液圧
   モータから前記操舵機構へ至る流路途中に設けら
   れて前記液圧モータから前記操舵機構へ供給され
   る作動流体の流量を制御する流量制御手段と、該
   液圧モータの上流と下流を連通して前記液圧モー
   タを迂回させて作動流体を流通するバイパス路
   と、該バイパス路の流路面積を制御する流量切換
   手段とを具備し、前記液圧モータによつて前記冷
   却フアンを回転駆動して前記熱交換器を冷却する
   ことを特徴とする車両用冷却システム。