JPH0623713Y2 - 冷却ファンの駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、内燃機関に付設されたラジエータ内の冷却水
を冷却するファンの駆動装置に関する。

従来の技術 従来の冷却ファンの駆動装置としては、例えば特開昭６
２−２８２１１０号公報等に記載されているものが知ら
れている。

概略を説明すれば、内燃機関のクランク軸に連結された
オイルポンプと、該オイルポンプの吐出通路下流に比例
差圧制御弁を介して並設され、かつ冷却ファンの駆動軸
に直結する同容量の第１，第２油圧モータと、該両油圧
モータに供給される作動油を貯留するリザーバタンク
と、第１，第２油圧モータ間の流路を切り換える第１，
第２切換弁と、機関運転状態に応じて前記比例差圧制御
弁を切換作動させると共に、第１，第２切換弁を切換作
動させる電子制御部とを備えている。

そして、例えば機関の冷却水温が所定以下である場合は
機関回転数に拘わらず比例差圧制御弁によりリリーフ通
路が開成されて各油圧モータへの油供給量を減少させ
る。一方、機関冷却水温が所定以上でかつ機関低回転域
では、比例差圧制御弁がリリーフ通路を閉成すると共
に、第１，第２切換弁によって第１油圧モータを駆動し
た作動油が第２油圧モータを駆動するように流路を直列
に切り換える。したがって、両油圧モータが低圧で高回
転し冷却ファンを高回転で作動させることができる。さ
らに、機関冷却水温が所定以上でかつ高回転域では、第
１，第２切換弁により第１，第２油圧モータの油圧回路
が並列となるように切換制御され、これによって冷却フ
ァンの回転数をさらに上昇させて冷却効果を向上させる
ようになっている。

考案が解決しようとする課題 前記従来の駆動装置にあっては、第１，第２油圧モータ
の油圧回路を、主として機関回転数変化に応じて直列あ
るいは並列に切り換えるようにしたため、機関回転数の
変化が大きい運転域、例えばミッションポジションをロ
ー（１_ｓｔ）からセカンド（２_ｎｄ）切り換える発進加
速時には、前記油圧回路が短時間の間に直列−並列−直
列−並列−直列などのようにその切換頻度が多くなる。
このため、斯かる油圧回路切換時における第１，第２油
圧モータの急激な回転変動による異音や冷却ファンの回
転変化に伴う異音が発生し、車両の搭乗者に不快感を与
える。

課題を解決するための手段 本考案は、前記従来の問題点に鑑みて案出されたもの
で、とりわけ制御手段に、車両の所定値以上の加減速時
には油圧回路の切換制御を停止させる停止機構を設けた
ことを特徴としている。

作用 上記構成の本考案によれば、例えば発進加速時などにお
いては、その加速状態を検出したセンサからの出力信号
に基づいて制御手段の停止機構が各油圧モータの直列，
並列回路への切換えを停止させるため、切換異音の発生
量が減少する。

実施例 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は本考案の一実施例を示す油圧回路図である。図
中１はラジエータ（図示せず）を冷却する１つの冷却フ
ァン、２，３は該冷却ファン１の駆動軸１ａに連結され
た第１及び第２の定容積型油圧モータであって、この油
圧モータ２，３は相互に同容積を有し、軸４により連結
されて同一回転数で回転する。５は内燃機関６に図外の
クランクプーリやベルト６ａ等を介して連結され、クラ
ンク軸と同期回転する油圧供給手段たるオイルポンプで
あって、このオイルポンプ５は、リザーバタンク７内の
作動油を第１及び第２油圧モータにより圧送する。

オイルポンプ５の吸入口には、リザーバタンク７に接続
する吸入管８が連結され、オイルポンプ５の吐出口に
は、吐出管９が連結されている。この吐出管９の下流に
は、第１，第２分岐管９ａ，９ｂが分岐しており、この
第１分岐管９ａに第１油圧モータ２の吸入口が接続さ
れ、第２分岐管９ｂに第１切換弁１０を介して第２油圧
モータ３の吸入口が接続されている。一方、リザーバタ
ンク７に接続された戻り管１１の上流には、第１，第２
戻り分岐管１１ａ，１１ｂが分岐しており、この第１戻
り分岐管１１ａに第２切換弁１２を介して第１油圧モー
タ２の吐出口が接続され、第２戻り分岐管１１ｂに第２
油圧モータ３の吐出口が接続されている。また、第１戻
り分岐管１１ａのうち、第１油圧モータ２の吐出口と第
２切換弁１２の入口ポートとの間が接続管１３を介して
第１切換弁１０の入口ポートに接続されている。

前記第１切換弁１０は、電磁制御される３ポート２位置
弁であり、ソレノイドが励磁されないとき図示された第
１の位置にあって第２分岐管９ｂを連通させ、ソレノイ
ドが励磁されたとき図示されない第２の位置にあって第
２分岐管９ｂを遮断すると共に、接続管１３と第２分岐
管９ｂの下流側を連通する。第２切換弁１２は、電磁制
御される２ポート２位置弁であり、ソレノイドが励磁さ
れないときは図示された第１の位置にあって第１戻り分
岐管１１ａを連通させ、ソレノイドが励磁されたとき図
示されない第２の位置にあって第１戻り分岐管１１ａを
遮断するようになっている。

したがって、第１，第２切換弁１０，１２が夫々第１の
位置にあるとき、第１分岐管９ａ，第１戻り分岐管１１
ａ及び第１油圧モータ２を含む流路と、第２分岐管９
ｂ，第２戻り分岐管１１ｂ及び第２油圧モータ３を含む
流路とが相互に並列に接続され、これによってオイルポ
ンプ５から吐出された作動油は、第１，第２油圧モータ
２，３に別々に供給され、夫々リザーバタンク７に還流
する。これに対し、第１，第２切換弁１０，１２が夫々
第２の位置にあるときは、流路は第１分岐管９ａ，第１
油圧モータ２，接続管１３，第２油圧モータ３及び第２
戻り分岐管１１ｂの順に直列に連結される。この結果、
オイルポンプ５から吐出された作動油は、第１油圧モー
タ２を通過した後、第２油圧モータ３を通ってリザーバ
タンク７に還流する。

吐出管９と吸入管８は、リリーフ管１４によって連結さ
れ、このリリーフ管１４と吐出管９の分岐箇所に比例差
圧制御弁１５が設けられている。この比例差圧制御弁１
５は、リリーフ管１４内の圧力が水温及び油圧回路の許
容圧力によって定まる所定値に達したとき開放し、吐出
管９を流れる作動油の一部をオイルポンプ５へ還流さ
せ、吐出管９内の油圧を所定値以下に保持すると共に、
オイルポンプ５の駆動損失を低減させる。この比例差圧
制御弁１５を開弁させるための圧力は、図示しないソレ
ノイドに供給する電流の大きさを制御することにより変
化する。

そして、前記第１，第２切換弁１０，１２と比例差圧制
御弁１５は、マイクロコンピュータを備えた電子制御部
１６により制御されるようになっている。この電子制御
部１６は、クランク角センサ１７から出力された機関回
転数ＮＥ及び冷却水温センサ１８から出力された機関冷
却水温ｔに基づいて各弁１０，１２，１５を制御してい
る。また、電子制御部１６には、図外のトランスミッシ
ョンに取り付けられたポジションセンサ１９が接続され
ている。このポジションセンサ１９は、トランスミッシ
ョンギアがロー（１_ｓｔ）またはセカンド（２_ｎｄ）の
いずれかに入っている場合は、その情報信号を電子制御
部１６に出力し、電子制御部１６では、この情報信号に
基づき前記第１，第２切換弁１２，１３の切換制御を停
止するようになっている。

以下、この電子制御部１６の制御作用を第２図のフロー
チャート図に基づいて説明する。

ステップ１０１では、機関回転数ＮＥと冷却水温ｔの値
を読む。次にステップ１０２ではポジションセンサ１９
からトランスミッションのギア位置を読み、ステップ１
０３で現在のギアのポジションが１_ｓｔ位置か２_ｎｄ位
置か判別し、ＮＯつまり１_ｓｔ，２_ｎｄいずれの位置で
もないと判別した場合は、ステップ１０４に進む。この
ステップ１０４〜ステップ１０８まで機関回転数ＮＥと
冷却水温ｔの値に従って第１，第２油圧モータ２，３に
連結される分岐管を直列に接続するか、あるいは並列に
接続させるかを定める。ステップ１０４では機関回転数
ＮＥが一定値α以上か否かを判別し、一定値α以上であ
ればステップ１０５へ進み、一定値αより小さければス
テップ１０６へ進む。ステップ１０６において冷却水温
ｔが第１の判定値Ｔ_１以上であれば、ステップ１０８に
おいて直列フラグｆを１にセットし、逆に冷却水温ｔが
第１の判定値Ｔ_１より低ければステップ１０８を飛ばし
てステップ１０９へ進む。後述するように油圧モータ
２，３は、直列フラグ１のとき直列に接続され直列フラ
グｆが０のとき並列に接続される。ステップ１０５にお
いて冷却水温ｔが第２の判定値Ｔ_２以上であれば、ステ
ップ１０７において直列フラグｆをクリアして０にし、
逆に冷却水温ｔが第２の判定値Ｔ_２より低ければステッ
プ１０７を飛ばしてステップ１０９へ進む。

したがって、機関回転数ＮＥが一定値αより小さいと
き、冷却水温ｔが第１の判定値Ｔ_１以上であれば油圧モ
ータ２，３を直列に接続すべく直列フラグｆを１にセッ
トし、第１の判定値Ｔ_１より低ければ油圧モータ２，３
の接続は直列及び並列のいずれでもよい。また、機関回
転数ＮＥが一定値α以上のとき、冷却水温ｔが第２の判
定値Ｔ_２以上であれば油圧モータ２，３を並列に接続す
べく直列フラグｆを０にクリア、第２の判定値Ｔ_２より
高ければ油圧モータ２，３の接続は直列及び並列のいず
れでもよい。このように、機関回転数ＮＥが一定値αよ
り低く、かつ冷却水温ｔが第１の判定値Ｔ_１より低い場
合及び機関回転数ＮＥが一定値α以上であり、かつ冷却
水温ｔが第２の判定値Ｔ_２より低い場合は直列フラグｆ
現状のままとし、あえて切り換えない。

また、前記ステップ１０３でＹＥＳつまりギアポジショ
ンが１_ｓｔかあるいは２_ｎｄの位置にある場合は、ステ
ップ１０４〜１０８の処理を飛ばしてステップ１０９に
進む。すなわち、１_ｓｔあるいは２_ｎｄの場合は機関回
転数ＮＥや冷却水温ｔに拘わらず第１，第２油圧モータ
２，３の接続の切換えを全く行わない。これによって、
切換え頻度を十分に減少させることが可能になる。

ステップ１０９〜１１１では、直列フラグｆに基づいて
第１及び第２の切換弁１０，１２を切り換える。すなわ
ち、ステップ１０９では直列フラグｆが１か否かを判別
し、直列フラグｆが１であればステップ１１０を実行し
て第１及び第２の切換弁１０，１２をＯＮ状態すなわち
第２の位置に切り換え、逆に直列フラグｆが１でなけれ
ばステップ１１１を実行して第１及び第２の切換弁１
０，１２をＯＦＦ状態すなわち第１の位置に切り換え
る。

しかして切換弁１０，１２が第２の位置にあると、作動
油は第１分岐管９ａ、第１油圧モータ２、接続管１３、
第１切換弁１０、第２油圧モータ３、第２戻り分岐管１
１ｂ及び戻り管１１の順に流動してリザーバ７へ還流す
る。したがって、作動油の流量は相対的に少なく、油圧
モータ２，３は高圧かつ高回転数で回転して冷却ファン
１を回転駆動することができる。ここで比例差圧制御弁
１５が閉塞しているとすると、機関回転数ＮＥの上昇に
伴い冷却ファン回転数ＮＦは直線的に急増する。機関回
転数ＮＥがさらに上昇すると、オイルポンプ５の吐出圧
はその内部に設けられた図示しないリリーフ機構の作用
により所定値以上にならないため、もはや作動油の流量
および圧力は上昇しなくなり、冷却ファン回転数ＮＦは
一定値をとるようになる。なお、オイルポンプ５の吐出
圧を所定値以下に抑えるのではなく、比例差圧制御弁１
５を開閉制御して冷却ファン回転数ＮＦを一定値に保持
するようにしてもよい。

一方、ステップ１１１の実行により切換弁１０，１２が
第１の位置にあると、作動油の一部は第１分岐管９ａ，
第１油圧モータ２，第２切換弁１２及び第１戻り分岐管
１１ａを通って戻り管１１へ流れ、また他の作動油は第
２分岐管９ｂ，第１切換弁１０，第２油圧モータ３及び
第２戻り分岐管１１ｂを通って戻り管１１へ流れる。し
たがって、このときの作動油の流量は相対的に多く、油
圧モータ２，３は低圧で高回転し、冷却ファン１をさら
に高回転させることができる。ここで、比例差圧制御弁
１５が閉塞しているとすると、機関回転数ＮＥの上昇に
伴い冷却ファン回転数ＮＦは直線的に緩増する。さら
に、回転数ＮＥが上昇すると、切換弁１０，１２が第２
の位置にあるときと同様のリリーフ作用により、作動油
の圧力は上昇しなくなり、冷却ファン回転数ＮＦは一定
値をとる。

上述したように、機関回転数ＮＥが一定値αより低いと
き、冷却水温ｔが判定値Ｔ_１以上であれば直列フラグｆ
は必ず１にセットされ、冷却水温ｔが判定値Ｔ_１より低
ければ直列フラグｆは０または１の両方の値をとりうる
ようになっている。

ステップ１１２，１１３では、冷却水温に従って比例差
圧制御弁１５の制御デューティ比を計算する。ステップ
１１２は直列制御時におけるデューティ比の計算を行な
い、ステップ１１３は並列制御時におけるデューティ比
の計算を行なう。すなわち、冷却水温が所定値より低い
場合、並列制御時におけるデューティ比は直線的に変化
し、高温になるほど制御弁１５を閉弁させてリリーフ量
を減少させる。また、直列制御時におけるデューティ比
は、高温になるほど制御弁１５を閉弁させてリリーフ量
を減少させるが、リリーフ量は並列制御時よりも多い。
尚、冷却水温が所定値より低い場合、制御弁１５は全閉
状態となり、作動油はオイルポンプ５の吸込側にリリー
フされ、冷却ファン１は停止する。したがって機関冷間
時、不必要な冷却や高粘度のオイルの吸込みによるオイ
ルポンプ５の駆動損失が低減される。また、冷却水温が
所定値以上の場合、制御弁１５は全閉状態となり、制御
弁１５からリリーフ管１４へのリリーフ量は０となる。
さらに、機関回転数ＮＥが一定値α以上の場合には、並
列制御時におけるリリーフ量が直列制御時におけるリリ
ーフ量よりも多くなる。

ステップ１１４ではステップ１１２，１１３において計
算されたデューティ比に基づき、比例差圧制御弁１５が
制御される。しかして、ステップ１１２〜１１４の制御
によって任意の低い冷却ファン回転数が得られる。

上述のように、本実施例では車両の発進加速状態をポジ
ションセンサ１９によって検出しているが、これに限定
されず、例えば機関回転の加速度を検出するセンサを用
いることも可能である。したがって、前記フローチャー
ト図のセンション１０２を加速度センサからの信号を読
み込み、センション１０３では加速度が所定値以下の場
合はセンション１０４に進むが、加速度が所定値以上の
場合はセンション１０４〜１０８を飛ばして１０９に進
むように構成する。これによって、たとえ１_ｓｔまたは
２_ｎｄ以外の加速時にも直列−並列の切換制御が行われ
ず、異音の発生を更に制御できる。尚、前記実施例で
は、加速時について説明したが、所定値以上の減速時に
も同様に切換制御を行なうようにすることも可能であ
る。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、本考案によれば、機関低
回転域において冷却ファンを十分に高回転させることが
できることは勿論のこと、例えば車両の発進加速あるい
は減速時には、制御手段の停止機構によって各油圧モー
タの直列あるいは並列への切換制御が停止されるため、
加減速時における切換頻度が減少し、異音の発生量を十
分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第２図は
電子制御部の制御作用を示すフローチャート図である。 １…冷却ファン、２，３…第１，第２油圧モータ、５…
オイルポンプ（油圧供給手段）、６…内燃機関、１０，
１２…第１，第２切換弁、１６…電子制御部（制御手
段）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関によって駆動する油圧供給手段の下流
   側に、１つの冷却ファンを駆動する複数の油モータを配
   置すると共に、前記各油圧モータの油圧回路を直列ある
   いは並列に切り換える流路切換手段を設け、かつ該流路
   切換手段を機関条件に応じて切換作動させる制御手段を
   設けた駆動装置において、前記制御手段に、車両の所定
   値以上の加減速時には前記油圧回路の切換制御を停止さ
   せる停止機構を設けたことを特徴とする冷却ファンの駆
   動装置。