JPH01257712A - 液圧駆動式冷却ファンの制御装置 - 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、液圧駆動式冷却ファンの制御装置に係り、特
に自動車等の車輌に用いられる内燃機関の液圧駆動式冷
却ファンの制御装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輌に用いられる内燃機関に於て、機関冷却
用のラジェータへ冷却風を供給する冷却ファンを油圧モ
ータの如き液圧モータによって駆動し、その回転速度を
冷却水温度等に応じて制御することが既に考えられてお
り、これは例えば、実公昭４９−４０１８３号、特開昭
５８−１３１１９号の各公報に示されている。

上述の如き液圧駆動式の冷却ファンに於ては、液圧モー
タに供給される作動液体の流量により液圧モータの回転
数が制御されてファン回転数が制御される。

液圧駆動式冷却ファンのファン回転数の制御を行う制御
装置として、ポンプより冷却ファン駆動用の液圧モータ
へ作動液体を供給する作動液体供給通路の途中に絞り部
を設け、この絞り部より前記ポンプの側のポンプ側作動
液体供給通路の圧力を及ぼされる第一の圧力室と前記絞
り部より前記液圧モータの側のモータ側作動液体供給通
路の圧力を及はされる第二の圧力室とを有し前記第一の
圧力室と前記第二の圧力室との差圧に応してスプール弁
体が移動することにより前記ポンプ側作動液体供給通路
のドレン通路に対する接続を制御するよう構成された圧
力制御装置を用い、これによって前記ポンプ側作動液体
供給通路とモータ側作動液体供給通路との差圧をほぼ一
定に制御し、そして前記絞り部の絞り度を電磁比例弁等
を用いて可変設定することにより前記液圧モータに対す
る作動液体の供給流量を制御する制御装置が考えられて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き制御装置は、通常作動時に於ては問題を生じ
ることなくファン回転数制御を良好に行うが、しかし低
温始動時にポンプの吐出圧力が一気に上昇すると、作動
液体の粘性か高いことと相俟って前記圧力制御装置が作
動応答遅れにより一時的に作動不能状態に陥り、高い圧
力の作動液体が液圧モータに作用すると云う不具合が生
じる。

これは、ポンプ吐出圧の上昇により前記第一の圧力室の
圧力が上昇すると、これに応じてこの圧力か前記第二の
圧力室へ伝わろうとすることに加えて作動液体の粘性が
高いことから第二の圧力室の作動液体が該第二の圧力室
より速やかに流出せずにここに作動液体か封入された如
き状態が生し、このために前記スプール弁体が前記第一
の圧力室をリリーフ通路に接続する方向へ移動できず、
前記第一の圧力室のリリーフ通路に対する接続が良好に
行われなくなることに起因している。特に前記第二の圧
力室の入口部にハンチング防止のための平滑用のチョー
ク部が設けられている場合に於ては、このチョーク部に
よる通路抵抗により作動液体の粘性が高いことと相俟っ
て前記第二の圧力室に作動液体が封入される状態がより
顕著なものになり、スプール弁体の移動不能によって液
圧モータに供給する作動液体の圧力が調節されず、液圧
モータに特に高圧力の作動流体が供給されことになる。

これは液圧モータの耐久性を低下する原因になり、また
内燃機関の燃費の悪化の原因になる。

ポンプに単純なリリーフ弁が内蔵されている場合には、
上述の如き不具合は生じないが、しかし高速走行により
冷却ファンが走行風を受けてこれが自ずから高速回転す
ると、冷却ファン駆動用の液圧モータがポンプとして作
用するようになり、この時には本来のポンプはその吐出
圧が前記リリーフ弁により規定される圧力になるまでポ
ンプ吐出流量を増大しようとし、これに応じてポンプに
作動液体タンクよりの作動液体吸入量が増大し、ポンプ
の吸入不良が生じる虞れが生じるようになる。またこの
時には液圧モータの回転数も高くなり、これの耐久性も
問題になる。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、高速走行時にポン
プの作動液体吸入量を不必要に増大することなく、即ち
、ポンプにリリーフ弁を設けることなく、低温始動時に
液圧モータへ高圧の作動流体を供給することがない制御
装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、ポンプより冷却フ
ァン駆動用の液圧モータへ作動液体を供給する作動液体
供給通路の途中に設けられた絞り部と、前記絞り部より
前記ポンプの側のポンプ側作動液体供給通路の圧力を及
ぼされる第一の圧力室と前記絞り部より前記液圧モータ
の側のモータ側作動液体供給通路の圧力を及ぼされる第
二の圧力室とを有し前記第一の圧力室と前記第二の圧力
室との差圧に応じてスプール弁体が移動することにより
前記ポンプ側作動液体供給通路のリリーフ通路に対する
接続を制御して前記ポンプ側作動液体供給通路と前記モ
ータ側作動液体供給通路との差圧を制御する圧力制御装
置と、少なくとも低温時には前記第二の圧力室或いは前
記第二の圧力室へ前記モータ側作動液体供給通路の圧力
を伝達する圧力通路をリリーフ通路に接続する低温時減
圧弁とを有する油圧駆動式冷却ファンの制御装置によっ
て達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、低温時減圧弁が設けられたこ
とにより、低温時には第二の圧力室或いはこれに圧力を
伝達する圧力通路がリリーフ通路に接続され、第二の圧
力室の作動液体が高粘性状態であってもこれか速やかに
流出し得る状態になり、これにより低温始動時に於て、
ポンプの吐出圧が上昇して第一の圧力室の圧力が上昇す
ると、第二の圧力室の作動液体がリリーフ通路へ流出し
つつスプール弁体が速やかに移動し、第一の圧力室も速
やかにリリーフ通路に接続されるようになる。これによ
り前記第一の圧力室の圧力が異常上昇することが回避さ
れ、液圧モータに高圧の作動液体が供給されることが回
避されるようになる。

低温時減圧弁が開弁して減圧作用を行う低温時とは、作
動液体自体の温度が低い時、或いはこれと相関関係を有
する機関冷却水温度、機関潤滑油温度等が低い時であっ
てよい。尚、この様な低温時は内燃機関の暖機過程時で
あり、この時には冷却ファンは回転されなくてよいから
、前記第二の圧力室がリリーフ通路に接続されて前記第
一の圧力室の圧力が低下し、液圧モータにこれの駆動に
必要な圧力を有する作動液体が必ずしも供給されなくな
ってもよい。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による液圧駆動式冷却ファンの制御装置
の一つの実施例を示している。この実施例に於ては、ポ
ンプと圧力制御装置とが一つのハウジング組立体１０に
構成されている。ハウジング組立体は、吸入通路１１と
、吸入ポート１２と、吐出ポート１３と、吐出通路１４
とを有し、複数個のベーン１６を有するロータ１８を回
転可能に受入れており、これらによりベーンポンプ２０
が構成されている。ベーンポンプ２０はロータ１８を図
示されていない内燃機関により回転駆動されることによ
り作動液体タンクとしてのリザーバ１０６の作動液体を
吸入通路１１を経て吸入ポート１２より吸入し、これを
吐出ポート１３より吐出通路１４へ吐出するようになっ
ている。

ハウジング組立体１０には圧力制御装置の弁室２２が形
成されている。弁室２２にはスプール弁体２４がその軸
線方向に移動可能に設けられており、これにより弁室２
２は第一の圧力室２６と第二の圧力室２８とに区分され
ている。第一の圧力室２６にはベーンポンプ２０の吐出
通路１４が直接連通しており、第一の圧力室２６にはベ
ーンポンプ２０の吐出圧が直接及ぼされるようになって
いる。第一の圧力室２６は可変絞り部３０及び作動液体
通路３２を経てハウジング組立体１０に設けられた作動
液体出力ポート３４に連通している。

出力ポート３４は導管１００によって液圧モータ１０２
に連通接続されている。液圧モータ１０２は出力ポート
３４より作動液体を導管１００を経て与えられ、この作
動液体を導管１０４によってリザーブタンク１０６に戻
し、この際に作動液体の流れによって回転駆動されて冷
却ファン１〇８を回転駆動するようになっている。

第二の圧力室２８は、平滑用のオリフィス３６及び圧力
通路３８を経て通路３２に連通し、可変絞り部３０より
液圧モータ１０２の側の作動液体の圧力を及ぼされるよ
うになっている。

スプール弁体２４は第一の圧力室２６と第二の圧力室２
８の差圧に応じて図にて左右方向に移動し、第一の圧力
室２６の圧力が第二の圧力室２８の圧力より所定値以上
高い時には図示されている如き位置より圧縮コイルばね
４０のばね力に抗して図にて左方へ移動して第一の圧力
室２６をハウジング組立体１０に設けられているリリー
フ通路４２に連通せしめ、そうでない時には圧縮コイル
ばね４０のばね力によって図示されている如き位置に位
置して第一の圧力室２６とリリーフ通路４２との連通を
遮断するようになっている。リリーフ通路４２はベーン
ポンプ２０の吸入ポート１２に連通している。

これにより、通常作動下に於ては、第一の圧力室２６の
圧力と第二の圧力室２８の圧力、換言すれば通路３２の
圧力とは圧縮コイルばね４０がスプール弁体２４に及は
ずばね力により決まるほぼ一定の圧力差に保たれるよう
になる。即ち、通路３２の圧力は第一の圧力室２６の圧
力より常に所定量低い圧力に保たれるようになる。

第一の圧力室２６より通路３２へ流れる作動液体の流量
は可変絞り部３０の実効通路断面積により決まり、この
実効通路断面積はハウジング組立体］Ｏに対して固定の
弁座部＋４’４４と可動の弁要素４６とにより決定され
るようになっている。弁要素４６はハウジング組立体］
０に取付けられたりニアソレノイド装置４８により図に
て左右方向に駆動され、弁座部月４４に対する接近量を
制御されて可変絞り部３０の実効通路断面積をリニアソ
レノイド装置４８の電磁コイル５０に与えられる電流量
に応じて定量的に制御するようになっている。

リニアソレノイド装置４８の電磁コイル５０の電流制御
は冷却ファン１０８の回転数を制御する冷却水温度等の
各種パラメータに応じて行われればよく、これにより液
圧モータ１０２に供給される作動液体の流量か制御され
てモータ回転数か制御され、ファン１０８の回転数か制
御されるようになる。

ハウジング組立体１０には第二の圧力室２８を通路４２
に直接連通接続するリリーフ通路５２が設けられており
、またこのリリーフ通路５２の途中には該リリーフ通路
を開閉する低温時減圧弁としての感温弁５４が設けられ
ている。感温弁５４は、作動液体の温度に感応して作動
するサーモワックス型の感温弁であってよく、作動液体
温度が所定値以下である時には開弁してリリーフ通路５
２の連通を確立し、これに対し作動液体の温度か所定値
以上である時には閉弁してリリーフ通路５２の連通を遮
断するようになっている。

上述の如き構成によれば、作動液体の温度が低い時には
、感温弁５４か開弁することにより、リリーフ通路５２
の連通が確立して第二の圧力室２８がリリーフ通路４２
を経てベーンポンプ２０の吸入ポート１２に連通ずるよ
うになる。これにより低温始動時に於て、第二の圧力室
２８に低温の高粘性の作動液体が溜っていても、ポンプ
２０の起動によって第一の圧力室２６の圧力が上昇する
と、その圧力によってスプール弁体２４が図にて左方へ
押されることに伴い、また第二の圧力室２８の作動流体
がベーンポンプ２０により吸引されることにより第二の
圧力室２８の作動液体がリリーフ通路５２及び４２を経
て速やかに流出するようになる。これによりスプール弁
体２４が速やかに図にて左方へ移動し、第一の圧力室２
６がリリーフ通路４２に接続され、第一の圧力室２６の
減圧が速やかに行われるようになる。

上述の如き作動により低温始動時であっても液圧ポンプ
１０２に高い圧力の作動液体かいきなり供給されること
が回避されるようになる。

尚、スプール弁体２４には上述の如き減圧構造以外に第
二の圧力室２８の圧力か異常上昇した時にはこの第二の
圧力室２８を弁要素２４に設けられた孔２５を経てドレ
ン通路４２に連通接続するためのボール弁式のリリーフ
弁５４が組込まれている。

第２図は本発明による液圧駆動式冷却ファンの制御装置
の他の一つの実施例を示している。尚、第２図に於て第
１図に対応する部分は第１図に伺した符号と同一の符号
により示されている。かかる実施例に於ては、通路３２
の途中に固定絞り部材５６が設けられ、圧力通路３８は
固定絞り部祠５６より液圧モータ１０２の側の通路３２
に連通しており、また圧力通路３８はリリーフ通路５８
によってリリーフ通路４２に連通し、圧力通路３８とリ
リーフ通路５８との連通度が可変絞り装置６０により制
御されるようになっている。可変絞り装置６０は、ハウ
ジング組立体１０に設けらたれ固定の弁座部６２と、リ
ニアソレノイド装置６４により図にて上下方向に駆動さ
れて弁座部６２に対する接近度を制御される弁要素６６
とを有し、その実効開口面積をリニアソレノイド装置６
４の電磁コイル６８に与えられる電流に応じて制御する
ようになっている。電磁コイル６８は、上述の実施例に
於けるリニアソレノイド装置４８の電磁コイル５０に対
する通電制御と同様に冷却ファン１０８の回転数制御特
性に応じて電流制御されることに加え、冷却水温度が所
定値以下である時は弁要素６４を弁座部６２より最も引
離して可変絞り部６０の実効開口面積を最大にすべく電
流を与えられるようになっている。

この実施例に於ては、冷却水温度が所定値以下の低温時
、特に低温始動時に於ては、圧力通路３８は実質的な絞
りを含むことなくリリーフ通路５８を経てリリーフ通路
４２に連通され、また第二の圧力室２８もオリフィス３
６を介しながらもリリーフ通路５４に連通接続され、こ
れにより低温状態にての始動に際してポンプ２０が起動
されて第一の圧力室２６の圧力が上昇し、またこれに伴
い圧力通路３８の圧力が上昇してもこの圧力はリリーフ
通路５８及び４２を経てポンプ２０の吸入ポート１２に
速やかに逃され、また第二の圧力室２８に圧力通路３８
の圧力が実質的に及ばないことから、第二の圧力室２８
内の作動液体の粘性が高くとも第一の圧力室２６の圧力
上昇によってスプール弁体２４が図にて左方へ押される
と、第二の圧力室２８内の作動液体はオリフィス３６を
経て圧力通路３８へ流出するようになり、これによリス
ブール弁体２４の図にて左方への移動が阻害されること
が回避され、スプール弁体２４の移動により第一の圧力
室２６がドレン通路４２に連通するようになる。これに
より第一の圧力室２６の圧力上昇が抑えられ、これに伴
い液圧モータ１０２に高圧の作動流体が作用されること
が回避されるようになる。

この実施例に於ては、通常作動下に於ては、リニアソレ
ノイド装置６４による弁要素６４の位置制御により圧力
通路３８の圧力が制御されて第二の圧力室２８に及ぼさ
れる圧力が制御され、これによって第一の圧力室２６の
圧力と通路３２の圧力との差が制御されるようになって
この圧力差に応じて液圧ポンプ１０２に供給される作動
流体の流量が制御され、冷却ファン１０８の回転数が制
御されるようになる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて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図は本発明による液圧駆動式冷却ファンの制御装置
の一つの実施例を示す縦断面図、第２図は本発明による
液圧駆動式冷却ファンの制御装置の他の一つの実施例を
示す縦断面図である。 １０・・・ハウジング組立体、１１・・・吸入通路、１
２・・・吸入ポート、１３・・・吐出ポート、１４・・
・吐出通路、１６・・・ベーン、１８・・・ロータ、２
０・・・ベーンポンプ、２２・・・弁室、２４・・・ス
プール弁体、２６・・・第一の圧力室、２８・・・第二
の圧力室、３０・・・可変絞り部、３２・・・通路、３
４・・・作動液休出カポ−）、３６・・・オリフィス、
３８・・・圧力通路、４０・・・圧縮コイルばね、４２
・・・リリーフ通路、４４・・・弁座部材、４６・・・
弁要素、４８・・・リニアソレノイド装置、５０・・・
電磁コイル、５２・・・リリーフ通路。 ５４・・・感温弁、５６・・・固定絞り部材、５８・・
・リリ−フ通路、６０・・・可変絞り装置、６２・・・
弁座部。 ６４・・・リニアソレノイド装置、６６・・・弁要素、
６８・・・電磁コイル、１００・・・導管、１０２・・
・液圧モータ、１０４・・・導管、１０６・・・リザー
バ、１０８・・・冷却ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプより冷却ファン駆動用の液圧モータへ作動液体を
   供給する作動液体供給通路の途中に設けられた絞り部と
   、前記絞り部より前記ポンプの側のホンプ側作動液体供
   給通路の圧力を及ぼされる第一の圧力室と前記絞り部よ
   り前記液圧モータの側のモータ側作動液体供給通路の圧
   力を及ぼされる第二の圧力室とを有し前記第一の圧力室
   と前記第二の圧力室との差圧に応じてスプール弁体が移
   動することにより前記ポンプ側作動液体供給通路のリリ
   ーフ通路に対する接続を制御して前記ポンプ側作動液体
   供給通路と前記モータ側作動液体供給通路との差圧を制
   御する圧力制御装置と、少なくとも低温時には前記第二
   の圧力室或いは前記第二の圧力室へ前記モータ側作動液
   体供給通路の圧力を伝達する圧力通路をリリーフ通路に
   接続する低温時減圧弁とを有する油圧駆動式冷却ファン
   の制御装置。