JPS62186012A - 車両用冷却フアン駆動制御装置 - 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、油圧によって回転駆動される油圧モータを用
いて車両用冷却ファンを駆動する車両用冷却ファン駆動
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐
出油を利用して油圧モータを駆動し、この油圧モータに
より冷却ファンを作動させる装置が考案されている。こ
のような装置としては、例えば実開昭５８−１４２３１
４号などに開示されている。この装置は、一定流量の作
動油を油圧ポンプから吐出させるとともに、冷却ファン
駆動用の油圧モータをバイパスするバイパス流量を制御
することで、冷却ファンの回転数を制御するものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のものは、外気温度が低い寒冷時に
使用すると次のような問題点を有することが判明した。

つまり寒冷時やエンジン始動前などには、作動油の温度
が近く、粘性が大きくなる。

このため、油圧モータを作動させないようにバイパス流
量を制御した場合であっても、配管内での通油抵抗及び
圧力損失が極めて大きくなり、油圧ポンプの動力損失を
まねくことが判明した。また、低温時に作動油の粘性が
大きくなることにより、油圧ポンプの吸入側配管中の吸
入圧が低下し、ひいてはキャビテーションによるエロー
ジョンが発生し、油圧ポンプの寿命を低下させることも
分かった。

本発明は上記問題点を解決した車両用冷却ファン駆動制
御装置を提供することを目的とするものである。すなわ
ち、低温時の配管系の圧力損失を減少させるとともに、
油圧ポンプの吸入キャビテーションを防止するに最適な
車両用冷却ファン駆動制御装置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、上記目的を解決するために、エンジンからの
出力により駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、 この油圧ポンプから吐出される作動油量を調整変更する
電磁流量制御手段と、 前記電磁流量制御手段で作動油量が調整された作動を受
けて回転駆動する油圧モータと、この油圧モータの回転
力を受けて駆動され・る冷却ファンと、 前記油圧モータと並列に設けられて作動油を流すバイパ
ス路と、 このバイパス路に設けられて、前記バイパス路の通油抵
抗を調整するバイパス通油抵抗調整手段と、 冷却系の温度を検出して温度信号を発生する温度検出手
段と、 前記温度信号を受けて、前記温度信号に対応した流路制
御値を前記電磁流量制御手段と前記バイパス通油ｍｍ整
手段に送出する制御手段とを備えることを特徴とする。

〔作用効果〕

本発明は上記構成により、温度検出手段が冷却系の温度
を検出すると、制御手段は、この温度信号に対応した流
量制御値を、前記電磁流量制御手段と前記バイパス通油
抵抗制御手段に送出して、配管内に供給される作動油量
及びバイパス路を流れる通油量を適切に調整することが
できる。

このため、油圧ポンプからの吐出流量、更にはバイパス
路を流れる通油量を、冷却系の温度に応じて積極的に制
御することにより比較的簡素な油圧回路でもって、配管
系の圧力損失によって生じる総合的な動力損失を減少さ
せ、しかも油圧ポンプの吸入側に発生するキャビテーシ
ョンを解決した耐久性のある車両用冷却ファン駆動制御
装置を提供することができるという効果を有する。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、符号１５０は本発明の主要部の一部と
なる油圧ポンプ装置で、油圧ポンプ装置１５０は、オイ
ルタンク１０からオイルを吸入する吸入口１５ｄ１圧油
を吐出する吐出口１５ｃが設けられている。ポンプ装置
１５０はプーリ１５ａを介してエンジンからの出力で駆
動される油圧ポンプ１５と、油圧ポンプ１５から吐出さ
れる作動油量を調整する電磁流量制御弁２１を内蔵して
いる。電磁流量制御弁２１には、絞り５０．５１の上流
５３と下流５４との差圧が設定圧力以上にならない様に
、余剰流量を油圧ポンプ１５の吸入側分岐路１５ｂにリ
ターンするため、リターン流量制御弁となる定差圧弁５
２が設けられてる。また、絞り５１の下流側には電磁切
換弁２２が配設され、ＥＵＣ３３からの電気信号により
、絞り５１の設けられた通路の開閉を制御している。

第２図に、電磁流量制御弁２１によって制御される吐出
流！　（Ｑｌ　）を示す。ここで、Ｎ□はアイドリング
時のエンジン回転数を示す。第２図中、実線Ｂは電磁切
換弁２２がＯＮ、つまり閉弁状態を示し、この時の流量
Ｑ、はエンジン回転数（Ｎｃ）がＮ７□以上になると一
定の小流ｉ１ａに制御される。

また、一点鎖線Ａは電磁切換弁２２がＯＦＦ、つまり開
弁状態を示し、この時の流量Ｑ、はエンジン回転数（Ｎ
Ｅ　）がＮ。以上になると一定の大電流ｂ　（＞ａ）に
制御される。

油圧ポンプ１５からパワステアリング装置１６へ至る管
路の途中には、油圧によって回転駆動される油圧モータ
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
却ファン１８が一体に回転するように連結されている。

冷却ファン１８によって発生する冷却風の下流側には、
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
であるラジェータ２０が配設されている。

油圧モータ１７には、その上、下流を結んで油圧モータ
１７と並列に第１バイパス路２００、第２バイパス路２
０１が設けられている。第１バイパス路には、この通路
の通油抵抗を調整するバイパス通油抵抗調整手段として
、ＥＣＵからの通電制御により切換られる第１の電磁差
圧切換弁２４、第２の電磁差圧切換弁２５が設けられて
いる。切換弁２４は２位置切換弁であり、ＥＣＵ３３の
非通電時には閉弁して、設定差圧（ｄ）以上で開弁する
第１差圧弁２５ａを介してその上、下流が連通し、通電
時には開弁状態になる。同様に、切換弁２５も２位置弁
であり、ＥＣＵ３３からの非通電時は閉弁して、その上
、下流は設定圧（８）以上で開弁する第２差圧弁２５ａ
を介して連通ずる。

ここで第１差圧弁２４ａの設定差圧（ｄ）は、第２差圧
弁２５ａの設定差圧（＋３）よりも大きく設定されてい
て、この２つの異なる設定差圧を備えた電磁差圧切換弁
２４．２５の組合せ制御により、第３図に示す様な第１
バイパス路の差圧を得る。

つまり２つの切換弁２４．２５へ７７）ＯＮ、ＯＦＦ通
電制御により、第１図の第１バイパス路２００の上、下
流分岐点間（イと口の間）のバイパス差圧、つまりバイ
パス路２００の通油抵抗を４段階に制御する。これによ
り第４図に示す様に油圧モータ１７の前後差圧が制御さ
れ、冷却ファン１８の回転数が４段階に制御される。

３３は電気制御手段（以下、ＥＣＵ）で、冷却系の温度
を検出する温度検出手段の１つとなる圧力センサ３４、
水温センサ３５、エアコンスイッチ３６などからの信号
を受けて、冷却系の放熱負荷を判定して、これに対応し
た制御信号を電磁切換弁２２、電磁差圧切換弁２４．２
５に送出する。

圧力センサ３４はＡ／Ｃ用コンデンサ１９に取付けられ
て冷媒圧力を検出し、水温センサ３５はラジェータ２０
に取付けられて冷却水温を検出する。

エアコンスイッチ３６は、図示せぬエアコン用コンプレ
ッサに連動し、コンプレッサが駆動中であるか否かを検
出する。ＥＣＵ３３はこれらの信号を受けて、下記の第
１表の様に放熱負荷を判定する。

第１表 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対応して適宜変更さ
れることは言うまでもない。

次に、第５図にてＥＣＵ３３の具体的な一回路図を説明
する。水温センサ３５の出力信号は、コンパレータ５１
，５２．５３の非反転入力端子に接続され、水温センサ
３５が８０℃以上、９０℃以上、１００℃以上になると
各々のコンパレータ５１．５２．５３の出力は“１″レ
ベルになる。

ＮＯＲ回路５４の入力端子には圧力センサ３４とコンパ
レータ５２の出力端子が接続され、ＮＯＲ回路５４の出
力は水温センサ３５が９０℃以上、又は圧力センサ３４
が１．５Ｍｐａ以上のとき“１”レベルになる。ＯＲ回
路５６の入力端子は、エアコンスイッチ３６の出力と、
インバータ５５を介したコンパレータ５１の出力、及び
コンパレータ５２の出力信号が接続される。ＯＲ回路５
６の出力信号は、水温センサ３５が８０℃未満で、かつ
コンプレッサスイッチ３６がＯＦＦのとき“０″レベル
となり、水温センサ３５が８０℃以上９０℃未満、又は
コンプレフサスイッチ３６がＯＮのとき“１”レベルに
なる。また、アンプ５７は電磁切換弁２２のソレノイド
と電磁差圧切換弁２４のソレノイドに接続され′ζ、両
者を通電制御する。

アンプ５８は、アンプ５９の出力により制御されるリレ
ー６０を介して、電磁差圧切換弁２５のソレノイドを通
電制御する。

また第１図において、１１０は第２バイパス路２０１に
設けられた圧力制御弁であり、圧力制御弁１１０は公知
のパワステアリング（Ｐ／Ｓ）装置の作動時（操舵時）
に、その上流配管の圧力が上昇するにともなって、徐々
に開弁じ、第２バイパス路の流路Ｑ４が連続的に増加す
るように切換でえて、作動油を優先的にＰ／Ｓ装置１６
に供給する。これにより、油圧ポンプ１５の最大吐出圧
力を上昇させることはなく、しかも操舵時の制御弁１１
０の切換りにともなう不連続的な操舵力変化を防止して
パワーステアリング装置１６を作動させる。この作動時
、油圧モータ１７、冷却ファン１８は一時的に停止する
が、一般にパワーステアリング装置は実用上数秒程度の
短時間で間欠的に使用するため、比較的長時間使用する
冷却システムに対して不具合は生じない。尚、パワース
テアリング装置の代りに、エアコン用コンプレッサ、空
調ファン、オルタネータなどを油圧モータで回転駆動す
る他の装置であってもよい。

第１図中１００は公知の定流量弁であり、この定流量弁
１００は、流入流量Ｑ、が変化しても流出流量Ｑｓが常
に一定となる様に、余剰流量をドレン通路１００ａを介
してリターンする。これにより、パワーステアリング装
置ｆ１６への供給流量Ｑ、を、冷却系負荷に無関係に一
定することができるので、油圧ポンプ１５の吐出流量Ｑ
、の変化にともなう操舵フィーリングへの悪影響を回避
できる。

次に上記構成及び前記第１表に示した放熱負荷に基づい
て、その作動を第２表、第３表で説明する。

以下余白 第２表 一般に、油圧ポンプ１５から吐出される作動油の温度が
低くて粘性が高い場合としては、エンジン始動直後や冬
季などの寒冷時がある。このような場合は、コンデンサ
１９、ラジェータ２０などの冷却系の放熱負荷も小さく
なるため、冷却系の放熱負荷に基づいて、電磁切換弁２
２、電磁差圧切換弁２４．２５の制御を行なうことによ
り低温時の配管系の圧力損失を減少させるとともに、ポ
ンプの吸入キャビテーションを防止することができる。

次に、放熱負荷が所定値より小さいときの制御について
説明する。第１表に基づいて放熱負荷を判定し、放熱負
荷が小、極小（パターンＩＩＩ；■）のときは、第２表
のパターンＩＩ［、ＩＶの如く各電磁弁２２，２４．２
５に通電制御される。つまり、放熱負荷が小（パターン
■）のときには、電磁切換弁２２がＯＮすることにより
、油圧ポンプ装置１５０からの吐出流量Ｑ、を減少させ
る。また放熱負荷が極小（パターン■）のときには、電
磁差圧切換弁２４．２５がＯＮＬ、て、吐出流量Ｑ、の
全てを第１バイパス路２００を介して流すので冷却ファ
ン１８゛は停止する。

第３表は、上記パターンに対応した各流路の流量を示す
。また第３表はエンジン回転数Ｎｔが第２図に示す所定
回転数ＮＥｔより大きい場合（Ｎ　Ｅ＜Ｎｔｚ）と、ア
イドリング（Ｎ　Ｅ　ｌ　）より大きく、かつ回転数Ｎ
０より小さい場合（Ｎ　Ｅｌ　＜　Ｎ　Ｅ　＜　Ｎ　ｔ
ｚ）に区別して示しである。尚、流ｔＱｌ〜Ｑ、は第１
図に示す各流路の？Ａ　量Ｑ　Ｉ＝　Ｑ　ｓに対応して
いる。

以下余白 このように、放熱負荷が所定値より小さいパターン■、
■の場合には、油圧ポンプ装置１５０から供給される流
量Ｑ、はａ　”−ｃの小さな流量に制御できるので、配
管系の圧力損失による動力損失を防ぐことができる。ま
た油圧ポンプ装置１５０が吸入口１５ｄを介して吸入す
る吸入量は、吐出流量Ｑ、と等しいため、この部分での
低温時の吸入圧の低下を防ぐことができ、キャビテーシ
ョンによるエロージョンの発生を抑制することができる
。

上述の実施例において、第１バイパス路２００のバイパ
ス流量調整手段となる２つの電磁差圧切換弁２４．２５
を、第６図に示す様に一体化してコンパクトにしてもよ
い。このとき、差圧弁２４ａ′の設定差圧の方が、差圧
弁２５ａ′の設定差圧より大きく設定されている。これ
により、第１バイパス路２００の通油抵抗を２段階に制
御することができる。

また、上述の実施例の電磁流量制御弁２１を、第７図に
示す制御弁２１′に変更してもよい。この制御弁２１′
は、第１図の制御弁２１の絞り５０．５１を電磁切換弁
に一体して電磁切換弁２２′としたものである。ここで
絞り５１の開口面積は、絞り５０の開口面積よりも大き
く設定されている。

次に第８図に基づいて第２実施例を説明する。

第１実施例との主な相違点は、バイパス路に設けられる
差圧切換弁２５０．２６０をパイロット弁２５１．２６
１により機械的に切換えるようにしたことにある。

パイロット弁２５１は、コンデンサ１９、又はラジェー
タ２０に接続される配管３００の途中に設けられる感温
アクチュエータ２５２からの出力値により、弁の開閉が
制御される。感温アクチュエータ２５２は、温度により
形状の変化するもの、例えばバイメタル、サーモワック
ス、形状記憶合金などが用いられ、これらの形状変化を
パイロット弁２５１に伝達する構造である。また差圧切
換弁２５０を切換えるパイロット弁２６１、感温アクチ
ユエータ２６２は前述と同様の構成であるが、感温アク
チュエータ２５２は８０℃でパイロット弁２５１を開弁
するのに対して、感温アクチュエータ２６２は９０℃で
パイロット弁２６１を開弁するように設定されている。

尚、２５３，２５４は絞りを示す。

またＥＣＵ３３は、水温センサ３５の他に、冷媒温度を
検出する冷媒温度センサ３７からの温度信号を入力して
、冷却系の放熱負荷を判定する。

水温センサ３５、または冷媒温度センサ３７は、感温ア
クチュエータ２５２，２６２の付近に設けることにより
、アクチュエータ２５２．２６２の作動温度とセンサ３
５．３７の検出温度との差を小さくすることができる。

上記構成により、水温センサ３５からの冷却水温度、ま
たは冷却温度センサ３７からの冷媒温度が低い場合には
、ＥＣＵが冷却系の放熱負荷が低いと判定し電磁切換弁
２２に通電して油圧ポンプ装置１５０からの吐出量を減
少させる。また、冷却系の温度が８０℃未満の場合には
、感温アクチュエータ２５２．２６２はパイロット弁２
５１゜２６１を閉弁しているため、切換弁２５０．２５
１の前後差圧の作用により答弁２５０，２５１が開弁す
る。これにより、油圧ポンプ１５からの吐出油は全て通
油抵抗の小さいバイパス路２００を介して流れるため、
低温時の配管系での圧力損失を減少することができる。

また、冷却系の温度が８０℃以上９０℃未満のときは、
切換弁２５０が開弁じ、切換弁２６０が閉弁状態にある
ので、バイパス路２００は比較的小さな通油抵抗になる
。

尚、上述実施例においては、冷却系の温度を検出するた
めに冷却水温や、冷媒圧力などを検出したが、作動油の
温度または吐出圧力を検出して代用することもできる。

また、第１図に示した第１実施例において、２つの電磁
差圧切換弁２４．２５の代りに、１つの電磁差圧切換弁
をデユーティ制御によって開閉制御するようにしてもよ
い。

また、第１図、第８図において、パワーステアリング装
置１６がない場合にも、本発明は有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す油圧回路図、第２図
はエンジン回転数とオイル吐出流量との関係を示す特性
図、第３図は電磁差圧切換弁２４゜２５の制御パターン
を示す作動表、第４図は油圧モータ（１７）の前後差圧
と冷却ファン回転数を示す特性図、第５図はＥＣＵ３３
内の回路を示す回路図、第６図は他の電磁差圧切換弁を
示す構成図、第７図は他の流量制御弁を示す構成図、第
８図は第２実施例を示す油圧回路図である。 １５・・・油圧ポンプ、１７・・・油圧モータ、１８・
・・冷却ファン、２１・・・電磁流量制御弁、　　２４
．　２５・・・バイパス通油抵抗調整手段となる第１．
第２電磁差圧切換弁、３４．３５・・・温度検出手段と
なる冷媒圧カセンサ、冷却水温センサ、３３・・・制御
手段となるＥＣＵ、２２・・・電磁切換弁、５２・・・
リターン流量制御弁となる定差圧弁。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第２図　　　　　　第３図 第４図 第５図 第６図　　　　　　第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンからの出力により駆動されて作動油を吐
   出する油圧ポンプと、 この油圧ポンプから吐出される作動油量を調整変更する
   電磁流量制御手段と、 前記電磁流量制御手段で作動油量が調整された作動を受
   けて回転駆動する油圧モータと、 この油圧モータの回転力を受けて駆動される冷却ファン
   と、 前記油圧モータと並列に設けられて作動油を流すバイパ
   ス路と、 このバイパス路に設けられて、前記バイパス路の通油抵
   抗を調整するバイパス通油抵抗調整手段と、 冷却系の温度を検出して温度信号を発生する温度検出手
   段と、 前記温度信号を受けて、前記温度信号に対応した流路制
   御値を前記電磁流量制御手段と前記バイパス通油量調整
   手段に送出する制御手段とを備えることを特徴とする車
   両用冷却ファン駆動制御装置。
2. （２）前記電磁流量制御手段は、前記油圧ポンプの吐出
   側に設けられて、作動油の流量が設定流量以上のときに
   作動油を吸入側へリターンするリターン流量制御弁と、
   このリターン流量制御弁に作用する差圧を発生する吐出
   流路面積を制御する電磁切換弁とを備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用冷却ファン
   駆動制御装置。
3. （３）前記流路制御信号は、前記温度信号に基づいて前
   記冷却系の温度が低いときに、前記電磁流量制御手段か
   らの作動油量を小さく、かつ前記バイパス通油量調整手
   段に前記バイパス路の通油抵抗を小さくする信号である
   特許請求の範囲第１項記載の車両用冷却ファン駆動制御
   装置。
4. （４）前記バイパス通油抵抗調整手段は、第１の設定差
   圧で開弁する第１差圧弁を持つ第１電磁切換弁と、第２
   の設定差圧で開弁する第２差圧弁を持つ第２電磁切換弁
   とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の車両用冷却ファン駆動制御装置。
5. （５）前記リターン流量制御弁は、前記油圧ポンプの吐
   出側配管と吸入側配管と連通している配管途中に設けら
   れる特許請求の範囲第２項記載の車両用冷却ファン駆動
   制御装置。