JPH0610157Y2 - 内燃機関の冷却フアンの回転速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、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、特にエアコン装置を
備えた車輌に於ける液圧駆動式冷却ファンの回転速度制
御装置に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に於ける内燃機関の冷却ファンを該内燃
機関によって駆動されるポンプより液体供給通路を経て
液体を供給される液圧モータにより駆動する技術は以前
より公知であり、又かかる液圧駆動式冷却ファンの回転
速度を液圧ポンプより液圧モータへ液体を供給する液体
供給通路の途中から液圧モータをバイパスして流れるバ
イパス流の制御によって行うことも特開昭６１−２５０
３３１号公報より既に公知である。

考案が解決しようとする課題 上記の如く、内燃機関により駆動されるポンプにより圧
送された液体により液圧モータを作動させて冷却ファン
を駆動し、またポンプより液体供給通路を経て液圧モー
タへ向けて送られる液体を液体供給通路の途中からバイ
パス通路を経て選択的にバイパスさせ、このバイパス通
路の開度を制御することによって冷却ファンの回転速度
を制御することにより、バイパス通路を全閉としたとき
には冷却ファンを機関の回転速度に応じて最大限の速度
にて回転させ、バイパス通路を全開としたときには機関
回転数に拘らず冷却ファン回転速度を零とし、これら両
極端の中間の運転状態ではバイパス通路の絞り度に応じ
て機関回転速度に対し任意に異なる比率にて冷却ファン
を回転させることができる。従って上記バイパス通路の
制御を内燃機関冷却水の温度に応じて制御すれば、機関
高温時には機関出力に応じて最大限の回転速度にて冷却
ファンを回転させ、機関冷温時には機関出力の如何に拘
わず冷却ファンを停止させ、これら両者の中間に於ける
機関の温度状態に対してそれに適応した度合による冷却
ファンの駆動を行わせることができる。

しかし、車輌にエアコンが装備され、その放熱器が内燃
機関のラジエータと共に内燃機関の冷却ファンによって
冷却風を受ける構成とされるときには、機関冷温時であ
って内燃機関の冷却の観点からは冷却ファンが停止され
ていてよい状態にあっても、エアコン放熱器の冷却に必
要な所定量の冷却風を冷却ファンによって与えられるの
が好ましく、従ってこのようにエアコン放熱器が内燃機
関のラジエータと共に内燃機関の冷却ファンによって冷
却されるようになっている場合には、冷却ファンの回転
速度は、内燃機関の温度状態に対応する回転速度が比較
的低いときには、エアコン作動時にはそれにエアコン用
の或る回転速度が加算されるように、制御されるのが好
ましい。

本考案は、上記の事情に鑑み、内燃機関により駆動され
るポンプによって液圧式に駆動される冷却ファンとエア
コンとを備え、エアコンの放熱器が内燃機関のラジエー
タと共に該冷却ファンにより冷却風を受けるよう構成さ
れた車輌に於ける冷却ファンの回転速度制御をより好ま
しい態様にて行うことのできる冷却ファン回転速度制御
装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段 上記の課題は、本考案によれば、内燃機関により駆動さ
れるポンプと、該ポンプより液体供給通路を経て液体を
供給される液圧モータと、前記液体供給通路の途中から
前記液圧モータをバイパスして流れる液体の流量を制御
する流量制御弁とを有し、前記液圧モータにより該内燃
機関の冷却ファンが回転駆動されるようになっている車
輌用内燃機関の冷却系に於ける冷却ファンの回転速度を
制御する冷却ファン回転速度制御装置にして、内燃機関
冷却水の温度の上昇に応じて電気抵抗値を減ずる第一の
電気抵抗手段と、車輌のエアコンの作動時に電気抵抗値
を減ずる第二の電気抵抗手段と、前記第一の電気抵抗手
段と前記第二の電気抵抗手段の並列回路の電気抵抗値の
低下に応じて前記流量制御弁の開度を減ずる電気的制御
手段とを有することを特徴とする冷却ファン回転速度制
御装置によって達成される。

考案の作用及び効果 上記の構成によれば、前記第二の電気抵抗手段がエアコ
ンの停止時には開かれるスイッチと或る所定の電気抵抗
要素の直列回路とされるか、或いはエアコンの冷媒回路
内に於ける冷媒圧力を感知し、冷媒圧力が所定値以下の
ときには無限大乃至それに近い抵抗値を呈し、冷媒圧力
の上昇と共に抵抗値を減ずるような電気抵抗手段とされ
ていれば、エアコンの停止時には実質的に前記第一の電
気抵抗手段のみによって内燃機関冷却水温度の上昇に応
じて前記のバイパス流量を減じ、機関冷温時に前記流量
制御弁が全開とされてバイパス流量が最大とされ、冷却
ファンが殆ど乃至全く駆動されない状態から、機関高温
時に前記流量制御弁が全閉とされてバイパス流量が零と
され、冷却ファンが内燃機関の回転速度に応じて最大限
の回転速度にて回転される状態迄、内燃機関冷却水の温
度に対応した回転速度にて冷却ファンを駆動することが
でき、またエアコンが作動されたときには、前記第二の
電気抵抗手段が或る所定の比較的低い電気抵抗値を与え
るので、前記第一の電気抵抗手段の抵抗値が高い機関冷
温時にもこれら両電気抵抗手段の並列合成による電気抵
抗値に応じて前記流量制御弁は或る開度迄閉じられ、そ
れに対応してバイパス流量を絞り、機関冷温時でも冷却
ファンを或る所定の比較的低い回転数に駆動し、それよ
り機関温度が上昇すれば、常に機関温度の上昇の度合い
に応じた風量とエアコン作動に対応する風量とを加算し
た風量を生ずるようなファン回転数の制御を、前記流量
制御弁が全閉となる迄随時行うことができる。

実施例 以下に添付の図を参照して、本考案を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本考案による速度制御装置を備えた液圧駆動式
ファンの一つの実施例を示している。第１図に於て、１
０は内燃機関５０のラジエータ５２に冷却風を供給する
冷却ファンを示しており、冷却ファン１０は液圧モータ
１２により回転駆動されるようになっている。液圧モー
タ１２は、その作動液体入口を導管１４によってポンプ
１６に接続され、ポンプ１６より作動液体を圧送される
ようになっており、ポンプ１６は、導管１８によってリ
ザーブタンク２０に接続され、これより作動液体を吸入
するようにになっている。尚、ポンプ１６はリリーフ弁
を内蔵しており、ポンプ１６が吐出する作動液体の圧力
は所定の一定値以下に制御されるようになっている。

液圧モータ１２は、作動液体出口を導管２２によりリザ
ーブタンク２０に接続され、作動液体をリザーブタンク
２０へ排出するようになっている。

導管１４と１８とは途中に流量制御弁２６を有するバイ
パス導管２４によって制御されている。流量制御弁２６
は、電磁作動式の流量制御弁であり、制御装置３０より
の制御信号に基いて作動し、バイパス導管２４を流れる
作動液体の流量を制御して液圧モータ１２に供給される
作動液体の流量を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２６は、これに与えら
れるパルス信号のデューティ比の増大にに応じてバイパ
ス導管２４を流れる作動液体を流量を低減せしめて液圧
モータ１２に供給する作動液体の流量を増大するように
なっている。

ラジエータ５２には内燃機関５０の冷却水の温度を検出
する水温センサ３２が、図示されていない車室内空調用
のエアコン装置にはＡ／Ｃスイッチ３４とその冷凍サイ
クルの冷媒圧力が所定値以上である時に閉じる高圧スイ
ッチ３６とが各々取付けられており、水温センサ３２は
冷却水温度に関する情報を、Ａ／Ｃスイッチ３４はエア
コン装置が作動しているか否かに関する情報を、高圧ス
イッチ３６は冷媒圧力が所定値以上であるか否かに関す
る情報を制御装置３０に各々与えるようになっている。

制御装置３０は、一般的構造のマイクロコンピュータを
含む電気式のものであり、水温センサ３２により検出さ
れた冷却水温度とＡ／Ｃスイッチ３４及び高温スイッチ
３６の開閉状態に応じてデューティ比を算出し、このデ
ューティ比のパルス信号を流量制御弁２６へ出力するよ
うになっている。このデューティ比は、冷却水温度の上
昇に伴ない増大し、またＡ／Ｃスイッチ３４が閉じられ
ている時にはそうでない時に比して所定量増大し、更に
高圧スイッチ３６が閉じている時にはそうでない時に比
して更に所定量増大するように決定される。

第２図に示された実施例に於ては、水温センサ３２は感
知温度の上昇に伴ない電気抵抗値を減少するサーミスタ
により構成され、この水温センサ３２と並列にＡ／Ｃス
イッチ３４と電気抵抗素子３８との直列回路が接続さ
れ、更に水温センサ３２と並列に高温スイッチ３６とも
う一つの電気抵抗素子４０との直列回路が接続されてい
る。

従って、Ａ／Ｃスイッチ３４と高圧スイッチ３６が共に
開いている時には、即ちエアコン装置が作動していない
時には上述の電気回路の電気抵抗値Ｒは水温センサ３２
の電気抵抗Ｒ_ｗに等しい値になり、Ａ／Ｃスイッチ３４
のみが閉じている時には前記電気回路の電気抵抗値の逆
数（１／Ｒ）は水温センサ３２の電気抵抗値Ｒ_ｗと電気
抵抗素子３８の電気抵抗値Ｒ_ａとの合成値（１／Ｒ_ｗ）
＋（１／Ｒ_ａ）となり、更にＡ／Ｃスイッチ３４と高圧
スイッチ３６が共に閉じている時には前記電気回路の電
気抵抗値の逆数（１／Ｒ）は水温センサ３２の電気抵抗
値Ｒ_ｗと電気抵抗素子３８の電気抵抗値Ｒ_ａともう一つ
の電気抵抗素子４０の電気抵抗値Ｒ_ｐとの合成値（１／
Ｒ_ｗ）＋（１／Ｒ_ａ）＋（１／Ｒ_ｐ）となる。制御装置
３０は電気抵抗値Ｒが小さい時ほど大きいデューティ比
のパルス信号を出力するように構成されており、これに
より制御装置３０が出力するデューティ比は冷却水温度
の増大に応じて増大し、またＡ／Ｃスイッチ３４が閉じ
ている時にはこれが開いている時に比して電気抵抗素子
３８の電気抵抗値Ｒ_ａの逆数の相当する分だけ大きくな
り、更にＡ／Ｃスイッチ３４と高圧スイッチ３６とが共
に閉じている時には電気抵抗素子３８の電気抵抗値Ｒ_ａ
の逆数と電気抵抗素子４０の電気抵抗値Ｒ_ｐの逆数との
和に相当する値だけ更に大きくなる。

上述の如くデューティ比が制御されることにより、液圧
モータ１２に供給される作動液体の流量は、冷却水温度
の上昇に伴ない増大し、またＡ／Ｃスイッチ３４が閉じ
ている時にはこれが開いている時に比して所定量増大
し、更にＡ／Ｃスイッチ３４と高圧スイッチ３６とが共
に閉じている時にはＡ／Ｃスイッチ３４のみが閉じてい
る場合に比して更に増大し、このように液圧モータ１２
に供給する作動液体の流量が制御されることによって冷
却ファン１０の回転速度は、第３図に示されている如
く、冷却水温度の上昇に伴ない増大し、Ａ／Ｃスイッチ
３４が閉じている時、即ちエアコン装置が作動している
時にはエアコン装置が作動していない場合に比してその
時の冷却水温度に応じて所定量ずつ定量的に増大し、更
にＡ／Ｃスイッチ３４に加えて高圧スイッチ３８が閉じ
られている時、即ちエアコン負荷が大きい時にはＡ／Ｃ
スイッチ３４のみが閉じられている場合に比して冷却水
温度に対してより一層増大するようになる。

これにより、この場合には、冷却ファン１０の回転速度
は冷却水温度の上昇に伴ない増大すると共にＡ／Ｃスイ
ッチ３４が閉じられている時或いは高圧スイッチ３６が
閉じられている時にはそうでない時に比して冷却水温度
が同一であって速くなり、これにより冷却ファン１０が
常に過不足なく適切な速度をもって回転駆動されるよう
になる。

第４図は本考案による速度制御装置の他の一つの実施例
をその要部について示している。この実施例に於ては、
Ａ／Ｃスイッチ３４と高圧スイッチ３６及び電気抵抗素
子３８及び４０に代えて電気抵抗式の冷媒圧力センサ４
２が水温センサ３２に対し並列に設けられており、冷媒
圧力センサ４２は冷媒圧力の増大に応じて電気抵抗値Ｒ
_ｃを減少するように構成されている。

従って、上述の如き電気回路の電気抵抗値の逆数（１／
Ｒ）は水温センサ３２の電気抵抗値Ｒ_ｗと冷媒圧力セン
サ４２の電気抵抗値Ｒ_ｃとの合成値（１／Ｒ_ｗ）＋（１
／Ｒ_ｃ）となり、制御装置３０が出力するデューティ比
は冷却水温度の増大するとともに冷媒圧力の増大に応じ
てもその圧力上昇に応じて定量的に増大するようにな
る。

これにより、この場合には、冷却ファン１０の回転速度
は冷却水温度の上昇に伴ない増大すると共に冷媒圧力が
高い時ほど冷却水温度が同一であっても速くなり、これ
により冷却ファン１０が常に過不足なく最少必要限度の
速度をもって回転駆動されるようになる。

以上に於ては、本考案を特定の実施例について詳細に説
明したが、本考案は、これらに限定されるものではな
く、本考案の範囲内にて他の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図は本考案による回転速度制御装置を備えた液圧駆
動式冷却ファンの一つの実施例を示すブロック線図、第
２図は本考案による回転速度制御装置の冷却水温度及び
エアコン作動状態検出部分の一つの実施例を示す電気回
路図、第３図はファン回転速度の制御特性を示すグラ
フ、第４図は本考案による回転速度制御装置の冷却水温
度及びエアコン作動状態検出部分の他の一つの実施例を
示す電気回路図である。 １０…冷却ファン，１２…液圧モータ，１４…導管，１
６…ポンプ，１８…導管，２０…リザーブタンク，２２
…導管，２４…バイパス導管，２６…流量制御弁，３０
…制御装置，３４…Ａ／Ｃスイッチ，３６…高圧スイッ
チ，３８、４０…電気抵抗素子，４２…冷媒圧力セン
サ，５０…内燃機関，５２…ラジエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 浜本 徹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−250331（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関により駆動されるポンプと、該ポ
   ンプより液体供給通路を経て液体を供給される液圧モー
   タと、前記液体供給通路の途中から前記液圧モータをバ
   イパスして流れる液体の流量を制御する流量制御弁とを
   有し、前記液圧モータにより該内燃機関の冷却ファンが
   回転駆動されるようになっている車輌用内燃機関の冷却
   系に於ける冷却ファンの回転速度を制御する冷却ファン
   回転速度制御装置にして、内燃機関冷却水の温度の上昇
   に応じて電気抵抗値を減ずる第一の電気抵抗手段と、車
   輌のエアコンの作動時に電気抵抗値を減ずる第二の電気
   抵抗手段と、前記第一の電気抵抗手段と前記第二の電気
   抵抗手段の並列回路の電気抵抗値の低下に応じて前記流
   量制御弁の開度を減ずる電気的制御手段とを有すること
   を特徴とする冷却ファン回転速度制御装置。