JPH04106022U - ウオーターポンプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適なウォーターポンプの回転数を得る。 【構成】 機関１により油圧ポンプ２を駆動し、その油
圧で油圧モータ６を駆動し、これによりウォーターポン
プ７を駆動する。油圧ポンプ２から油圧モータ６への油
圧を調整手段により調整することにより、機関回転数Ｎ
ｅ及び吸入負圧Ｐｂに基づいて設定された回転数Ｎｐ
に、ウォーターポンプ７の回転数を制御する。また、冷
却水温Ｔｗが所定値以下のときは前記回転数制御に優先
して、ウォーターポンプ７を停止させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ウォーターポンプ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のウォーターポンプは、機関に取付けられ、クランク軸によりベルト駆動 されて、機関回転に同期して回転していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のウォーターポンプ駆動装置にあっては、ウォ ーターポンプは、機関の回転に同期して回転するようになっていたため、以下に 示すような問題点があった。 即ち、低回転高負荷状態にあって、冷却水の循環量を多く必要とする場合にお いて、低回転であるがために、少流量しか得られず、もって、冷却が不十分とな り、耐ノック性が悪化する。

【０００４】 また、ウォーターポンプが高回転し過ぎると、冷却水中にキャビテーションが 発生するため、循環量には限度があるにもかかわらず、高回転状態にあっては、 機関の回転に同期して、ウォーターポンプも回転するので、無駄仕事が生じ、も って、燃費，動力性能が悪化する。 更に、早く暖機したいときでも、冷たい冷却水を循環してしまうので、暖機が 遅くなる。

【０００５】 また、実開昭５９−１５２１３３号公報に示されるように、機関のクランク軸 とウォーターポンプの駆動軸との間に流体クラッチを設けて、冷却水温の低いと きにはウォーターポンプの駆動を停止させるようにしたものがあるが、上記の問 題点を全て解決できるものではなかった。 本考案は、上記の従来の問題点に鑑み、ウォーターポンプを運転状態に応じた 最適な回転数で駆動し、機関冷却性能，排気性能，燃費，動力性能の向上を図る ことのできるウォーターポンプ駆動装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案は、機関により駆動される油圧ポンプと、 該油圧ポンプからの油により駆動される油圧モータと、該油圧モータにより駆動 され機関の冷却水を循環するウォーターポンプと、を備える一方、機関の回転数 を検出する機関回転数検出手段（ａ）と、機関の負荷を検出する機関負荷検出手 段（ｂ）と、機関の冷却水温を検出する機関冷却水温検出手段（ｃ）と、機関の 回転数と負荷とに応じてウォーターポンプの回転数を設定するウォーターポンプ 回転数設定手段（ｄ）と、機関の冷却水温が所定値以下のときに前記ウォーター ポンプ回転数設定手段に優先してウォーターポンプの回転数をゼロに設定する回 転数ゼロ設定手段（ｅ）と、設定されたウォーターポンプの回転数に基づいて前 記油圧ポンプから前記油圧モータへ供給される油圧または油量を調整する調整手 段（ｆ）と、を設ける構成とする。

【０００７】

【作用】

上記の構成によると、機関により油圧ポンプが駆動され、これにより油圧モー タが駆動され、更に、これによりウォーターポンプが駆動される。 また、機関回転数検出手段により機関の回転数を検出し、機関負荷検出手段に より機関の負荷を検出し、機関冷却水温検出手段により機関の冷却水温を検出す る。

【０００８】 そして、ウォーターポンプ回転数設定手段により機関の回転数と負荷とに応じ てウォーターポンプの回転数を設定し、回転数ゼロ設定手段により機関の冷却水 温が所定値以下のときにウォーターポンプ回転数設定手段に優先してウォーター ポンプの回転数をゼロに設定する。 調整手段により、設定されたウォーターポンプの回転数に基づいて油圧ポンプ から油圧モータへ供給される油圧または油量を調整する。

【０００９】 このようにすることで、機関の運転状態にあったウォーターポンプの駆動を実 現できる。

【００１０】

【実施例】

以下に、本考案に係る一実施例を図面に基づいて説明する。 図２を参照して、本実施例のシステムを説明する。 機関１に固定された油圧ポンプ２は、機関１のクランク軸（図示せず）との間 に巻き掛けられたベルト３を介して回転駆動されるようになっており、油圧ポン プ２の吸入口２ａにはリザーバタンク４から油が吸入され、吐出口２ｂから吐出 される油は配管５により機関以外の車体側に固定された油圧モータ６に供給され る。この油圧ポンプ２は、後述するコントロールユニット10からの信号により、 その吐出油圧または油量を調整可能である。

【００１１】 油圧モータ６は、可変式油圧ポンプ２からの油により回転駆動されるようにな っており、この油圧モータ６によりウォーターポンプ７がベルト８を介して駆動 される（後に詳述）。 また、配管５の途中には、リザーバタンク４に至るリリーフ通路５ａが設けら れており、このリリーフ通路５ａには開閉弁９が介装されている。開閉弁９は、 開位置（オン）で、配管５内の油をリザーバタンク４に流出させ、閉位置（オフ ）で流出を閉止するようになっている。

【００１２】 ここで、コントロールユニット10からの信号により、開閉弁９をオフにすると 共に、可変式油圧ポンプ２の出力を調整して油圧モータへの油圧または油量を変 えてウォーターポンプ７の回転を制御したり、開閉弁９をオンにしてウォーター ポンプ７を停止させたりする。 コントロールユニット10には、クランク角センサ11，負圧センサ12，水温セン サ13からの信号が入力され、それぞれ機関の回転数Ｎｅ，機関の吸入負圧（負荷 ）Ｐｂ，機関の冷却水温Ｔｗを検出可能になっており、また、運転者等によるヒ ータスイッチ14のオンオフ信号が入力される。そして、後述するフローチャート により、可変式油圧ポンプ２及び開閉弁９を介してウォーターポンプ７の回転数 を制御する。

【００１３】 尚、破線は、冷却水の循環路を示しており、15はヒータ、16はラジエータを示 している。 図３に基づいて、その制御をフローチャートにより説明する。 ステップ１（図中、Ｓ１と記す。以下同様）では、機関の回転数Ｎｅを検出し 、ステップ２で機関の負荷としての機関の吸入負圧Ｐｂを検出し、更にステップ ３で機関の冷却水温Ｔｗを検出する。

【００１４】 そして、ステップ４で、ヒータスイッチ14がオンであるかオフであるかを判定 し、オフのときはステップ５に進み、機関の冷却水温Ｔｗを所定値と比較する。 この比較において、機関の冷却水温Ｔｗが所定値超過であるときはステップ６に 進み、図４に示すように、ウォーターポンプの回転数Ｎｐを機関の回転数Ｎｅ及 び機関の吸入負圧Ｐｂとに基づいて設定する。そして、ステップ７で、その設定 値を可変式油圧ポンプ２に出力して油圧モータ６への油圧（または油量）を調整 する。その後このルーチンを終了する。油圧モータ６への油圧（または油量）を 調整することによって、ウォーターポンプの回転数Ｎｐが設定値に制御される。

【００１５】 また、ステップ５の比較において、機関の冷却水温Ｔｗが所定値以下のときは 、ステップ８に進み、ウォーターポンプの回転数Ｎｐをゼロに設定する。ステッ プ９で、開閉弁９をオンにする。開閉弁９がオンになると、油圧モータ６への油 圧（または油量）はほぼ０になり、ウォーターポンプ７は停止する。その後、こ のルーチンを終了する。

【００１６】 一方、ステップ４の判定で、ヒータスイッチ14がオンのときは、ステップ10に 進み、ウォーターポンプの回転数Ｎｐを機関の回転数Ｎｅ及び機関の吸入負圧Ｐ ｂとに基づいて設定する。尚、このステップで使用するウォーターポンプの回転 数Ｎｐ設定用の関数或いはマップは、ステップ６でのそれと相違するものである 。そして、ステップ11で、その設定値を可変式油圧ポンプ２に出力して油圧モー タ６への油圧（または油量）を調整する。その後、このルーチンを終了する。

【００１７】 ここで、ステップ１がクランク角センサ11と共に機関回転数検出手段に相当し 、ステップ２が負圧センサ12と共に機関負荷検出手段に相当し、ステップ３が水 温センサ13と共に機関冷却水温検出手段に相当し、ステップ６，10がウォーター ポンプ回転数設定手段に相当し、ステップ８が回転数ゼロ設定手段に相当し、ス テップ７，９，11が可変式油圧ポンプ２及び開閉弁９と共に調整手段に相当する 。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によると、低回転高負荷時等の冷却水の循環量が 多く必要なときに、循環量を多くすることができるので、耐ノック性を向上させ ることができる。もって、機関を高圧縮比化して、燃費及び出力性能を向上させ ることができるという効果を得ることができる。

【００１９】 また、高回転時には、ウォーターポンプの回転数を一定にしたり、低負荷時に は、冷却水の循環量を少なくして、無駄仕事をなくすことができるという効果も 得ることができる。 更に、早く暖機したい低水温時には、ウォーターポンプの回転を停止して、暖 機性能を向上させることができるという効果も得ることができる。

【００２０】 このように、機関の回転数に関係なく、最適な回転数でウォーターポンプを駆 動することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の構成を示す機能ブロック図

【図２】 実施例を示すシステム図

【図３】 実施例の制御を示すフローチャート

【図４】 機関回転数と機関負荷とに基づいたウォータ
ーポンプ回転数を示す図

【符号の説明】

１ 機関 ２ 可変式油圧ポンプ ４ リザーバタンク ５ 配管 ６ 油圧モータ ７ ウォーターポンプ ９ 開閉弁 10 コントロールユニット 11 クランク角センサ 12 負圧センサ 13 水温センサ 14 ヒータスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】機関により駆動される油圧ポンプと、該油
   圧ポンプからの油により駆動される油圧モータと、該油
   圧モータにより駆動され機関の冷却水を循環するウォー
   ターポンプと、を備える一方、機関の回転数を検出する
   機関回転数検出手段と、機関の負荷を検出する機関負荷
   検出手段と、機関の冷却水温を検出する機関冷却水温検
   出手段と、機関の回転数と負荷とに応じてウォーターポ
   ンプの回転数を設定するウォーターポンプ回転数設定手
   段と、機関の冷却水温が所定値以下のときに前記ウォー
   ターポンプ回転数設定手段に優先してウォーターポンプ
   の回転数をゼロに設定する回転数ゼロ設定手段と、設定
   されたウォーターポンプの回転数に基づいて前記油圧ポ
   ンプから前記油圧モータへ供給される油圧または油量を
   調整する調整手段と、を設けることを特徴とするウォー
   ターポンプ駆動装置。