JPS6346658Y2

JPS6346658Y2 -

Info

Publication number: JPS6346658Y2
Application number: JP1982062239U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1988-12-02
Also published as: JPS58165211U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、自動車等に搭載される内燃機関の冷
却フアン制御装置に関するものである。

内燃機関の動力効率を向上させて燃費を改善す
るには冷却フアンの消費電力を可能な限り小さく
することが望まれる。このために、近年では例え
ば第１図に示したような粘性式のフアンクラツチ
を冷却フアンへのトルク伝達系に介装して冷却フ
アンの過剰回転を回避している。

この第１図に示したフアンクラツチは、従来か
らよく知られているように、機関のクランクシヤ
フトに連結されたシヤフト１にドライブデイスク
２を固定し、冷却フアンを固定したクラツチケー
ス３を前記シヤフト１に軸着することにより、該
ケース３に形成したトルク伝達室４に前記ドライ
ブデイスク２を収容している。そして、トルク伝
達室４とセパレートプレート５を介して隔成した
油溜室６にシリコンオイル等のオイルを充填し、
前記ケース３の前面に取り付けたバイメタル７と
セパレートプレート５のポート８を開閉するバル
ブプレート９とをピストン１０を介して連動させ
ることにより、ラジエータを通過した空気の温度
に応じてバルブプレート９をセパレートプレート
５に接離させてポート８の開度を変え、以つて、
トルク伝達室４内のオイル量を増減調整して伝達
トルクを制御し、冷却フアンの回転数を自動制御
するものである。

ところが、このような粘性式のフアンクラツチ
では伝達トルクをゼロとすることができないので
冷却不要時にもフアンのつれ回りが生じて燃費を
悪化させると同時に、暖機運転性が悪化してい
た。又、ラジエータを通過した空気の温度によつ
てのみ伝達トルクが変るので、冷却フアンの制御
（駆動）特性が制約されてしまい、かつ、ベアリ
ング等のメンテナンスを行なう場合の作業性が悪
いという不都合があつた。一方、機関の暖機性能
を向上させるための手段として実開昭56−20028
号公報等があつた。

本考案は、このような従来の不都合に鑑みてな
されたもので、機関の運転状態、即ち、少なくと
も機関冷却水の出入口温度と機関回転数に応じて
フアンクラツチを断続作動させて冷却フアンの回
転を必要最少限に抑制すると共に、制御系等の故
障発生時にはこれをすみやかに警報するシステム
を備えた制御装置を提供することにより、冷却装
置の性能と信頼性とを向上させることを目的とし
ている。

以下に本考案を第２図ないし第７図に示された
一実施例に基づいて詳細に説明する。

第２図は装置全体の構成図、第３図はフアンク
ラツチの断面図であり、内燃機関１１のクランク
軸１２に固定したプーリ１３と、機関１１にブラ
ケツト１４及び支軸１５を介して取り付けたフア
ンクラツチ１６のプーリ１７とを図示しないベル
トを介して連動させている。前記支軸１５には、
冷却フアン１８を固定したケース１９を軸着し、
このケース１９に装着したピストン２０と前記プ
ーリ１７に固定したドライブデイスク２１とを対
接させている。そして、ピストン２０とケース１
９とで形成した圧力室２２とエアタンク２３とを
支軸１５に形成した通路２４及びソレノイドバル
ブ２５を介して連通させることにより、ソレノイ
ドバルブ２５がONされるとエアタンク２３のエ
アが圧力室２２に送り込まれる。すると、ピスト
ン２０がリターンスプリング２６に抗して図中左
側に移動してドライブデイスク２１に押し付けら
れ、以つて、ドライブデイスク２１及びピストン
２０を介してプーリ１７からケース１９にトルク
が伝達されるようになつている。２７はベアリン
グ、２８はエア入口である。

一方、前記ソレノイドバルブ２５をON，OFF
制御してフアンクラツチ１６を断続作動させるコ
ントローラ２９には、機関冷却水の入口温度Twi
及び出口温度Twoを検出する水温センサ３０，
３１と機関回転数Ｎを検出する回転センサ３２と
の出力を供給し、センサ及びコントローラ、ソレ
ノイドバルブ等の故障、作動不良が発生した時に
作動するウオーニングブザー及びランプ３３，３
４をコントローラ２９の異常出力端子に接続して
いる。

コントローラ２９は、第４図に示すように両水
温センサ３０，３１から出力された冷却水の入口
温度Twi出口温度Two及び回転センサ３２から
Ｆ−Ｖ変換器３６を経て出力された回転数Ｎと、
この回転数Ｎを微分回路３７に供給して得た回転
加速度αとが供給される条件判定回路３５と、こ
の回路３５から出力された判定信号に従つてソレ
ノイドバルブ２５に制御信号を出力するソレノイ
ドバルブ制御回路３８と、前記各センサからの信
号及びソレノイドバルブ制御回路３８の出力信号
が供給されるウオーニング回路３９とを備えてい
る。４０は電源回路である。

そして、上記の如きコントローラ２９では、第
５図に示すようなフローチヤートに従つて各信号
を処理してソレノイドバルブ２５を断続作動させ
る。

即ち、まず、ソレノイドバルブ２５及び各セン
サ３０，３１，３２等の故障が発生し、又は判定
回路等に故障、断線が発生した時は、ウオーニン
グ回路３９が作動してウオーニングブザー３３を
作動させる。又、冷却水の出口温度Twoが上限
設定値T₆より高い時はオーバーヒートであると
判断してブザー３３及びランプ３４を作動させ
る。従つて、ブザー３３及びランプ３４が作動し
た時は、手動でブザー等をOFFさせてバイパス
回路を開放する。この開放によつてランプ３４が
消灯すれば、制御系の故障であるのでクラツチが
ONする。又、ランプ３４が消灯しない時は、ソ
レノイドバルブ２５又はクラツチ３６の故障であ
るので、この場合はクラツチ１６を手動でロツク
作動させて直結にしフアンを常時回転させる。そ
れでも、ランプ３４が消灯しなければ冷却系の故
障であることが判る。

冷却水の出口温度TwoがT₅より高い時は、ソ
レノイドバルブ２５がONされ、Two＜T₅であ
れば、入口温度Twiと出口温度Twoとの差を求
める。そしてこの温度差が一定値より高い時は出
口温度TwoをT₄と比較する。この比較の結果
Two≧T₄であれば機関回転数ＮをN₁と比較し、
Ｎ≧N₁でない時、つまり、機関回転数が低いと
判断すればソレノイドバルブ２５をONさせる。
又、Ｎ≧N₁である時は機関が中高速で運転され
ている時であり加速状態が否かを判断する。この
判断は回転加速度αが一定値α₁より小さい時は、
定常運転であるとされてソレノイドバルブ２５を
ONさせるが、α≧α₁では加速であると判断して
一時的にOFFさせる。

そして、t₁秒後に再び回転数Ｎを一定値N₂と
比較し、Ｎ≦N₂であればONを出力するが、Ｎ＞
N₂であればOFFを出力する。

即ち、機関回転数Ｎが高い時は自動車が高速運
転されて走行風による冷却が大きくなるので、フ
アンを停止させて燃費を向上させるのである。尚
高速運転されているといえども、機関冷却水の出
口温度TwoがT₅より高い時はソレノイドバルブ
２５をONさせてフアンを駆動し、オーバーヒー
トを予防する。

一方、機関冷却水の入口温度Twiと出口温度
Twoとの差が一定値T₀より低い時は、出口温度
をT₂，T₁とそれぞれ比較し、T₂以上であれば暖
機が終了しているものとして回転数及び加速度に
よる制御に戻す。又、T₁以下であればOFFを出
力して暖機を促進させ、T₁より高い時は出口温
度Twoが上昇しているか否かをみる。そして上
昇中であれば暖機運転中であるを判断してOFF
を出力し上昇していない時は高速軽負荷運転であ
ると判断して回転数及び加速度による制御に戻
す。

同様に、出口温度TwoがT₄より低い時はT₃と
比較しTwo≦T₃であればOFFを出力するが、
Two＞T₃でありTwoが上昇もしていない時は回
転数及び加速度による制御に戻す。

従つて、機関冷却水の出口温度Twoと温度差
T₀とに対して、第６図に示すようにソレノイド
バルブがON，OFFしてフアンクラツチを断続
し、回転数及び回転加速度に対しては第７図に示
すようにON，OFF制御される。

尚、実施例ではフアンクラツチをエア作動型の
クラツチで構成しているが、油圧又は電磁式のク
ラツチで構成しても良く、フアンクラツチの制御
には必ずしも回転加速度を必要としない。

以上説明したように本考案によれば、機関の運
転状態に応じてフアンクラツチを断続作動させる
ようにしているので走行風又は自然通風によつて
冷却が行なわれ、又は、機関発熱量が少ない時等
には冷却フアンを停止させて動力の消費を軽減で
きるため、燃費が向上する。又、従来の粘性式フ
アンクラツチのようにフアンのつれ回りがなくな
るので機関の暖機運転性も改善される。更に、制
御系及びフアンクラツチ等に異常が生じた時は、
ウオーニングブザー及びウオーニングランプ等を
作動させることができるので、これらの異常によ
るオーバーヒートがなくなつて冷却装置の信頼性
が向上する。

しかも、故障原因によつて警報パターンを異な
らせてあるので、故障原因を即座に知ることがで
き迅速な対応ができると共に各系の点検も行なえ
るという安全対策上極めて大きな効果を有するも
のである。

更に、機関冷却水の出口と入口の温度を検出す
る２つの温度センサを設けてその温度差を検出し
て機関の負荷状態を把握するようにしたので、組
付けに際して構造が複雑となり、コストも高くな
る負荷センサを設ける必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフアンクラツチの一例の断面
図、第２図は本考案の一実施例の全体構成図、第
３図は第２図のフアンクラツチの断面図、第４図
はコントローラのブロツク図、第５図はコントロ
ーラのフローチヤート、第６図及び第７図は冷却
フアン（フアンクラツチ）の制御特性図である。１０…内燃機関、１６…フアンクラツチ、１８
…冷却フアン、２９…コントローラ、３０，３１
…水温センサ、３２…回転センサ、３３…ウオー
ニングブザー、３４…ウオーニングランプ、３５
…条件判定回路、３９…ウオーニング回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

少なくとも機関冷却水の出入口温度と機関回転
数とを検出する手段と、これら２つの温度検出手
段及び機関回転数検出手段から出力された信号を
入力して冷却フアンの駆動条件を判定する手段
と、該手段から出力された判定信号に従つてフア
ンクラツチを断続作動させる手段と、前記各手段
を構成する回路の断線及び冷却水温度の異常上昇
を検知した時にウオーニング手段を作動させる手
段とを備えてなる内燃機関の冷却フアン制御装
置。