JPH04112916A - 冷却ファンの駆動方法 - 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］ 未発明は、自動車における冷却ファンの駆動方法に関す
る。

［従来の技術］ 第２図は、大型車等における従来の冷却ファンの駆動装
置をシステム図によって示したものであり、図示してい
ないエンジンによって駆動されている油圧ポンプ１は吐
出管路１ｂを介して油圧モータ２に連通し、油圧モータ
２はエンジンから離れた位置に設置されたラジェータ用
の冷却ファン２ｂに連動し、油圧モータ２の排出管路２
Ｃはリザーバ７に連通し、吐出管路ｌｂにはリリーフ弁
８を設け、リリーフ弁８の出口管路はリザーバ７に開放
し、油圧モータ２と並列にチエツク弁２ａを設けている
。

上記従来における第２図の冷却ファンの駆動装置におい
て、その作用は下記のようになっている。

エンジンが駆動されることによって、油圧ポンプ１はリ
ザーバ７から作動油を吸入し、その吸入した作動油は油
圧モータ２に圧送して油圧モータ２を駆動し、その駆動
によって、冷却ファン２ｂが回転し、その回転によって
生じた空気の流れがラジェータにおける水を冷却する。

この場合、油圧ポンプ１は固定容積型の油圧ポンプであ
るから、吐出管路１ｂに吐出される作動油の単位時間あ
たりの流量はエンジンの回転速度に比例している。また
、油圧モータ２も固定容積型であるから、油圧モータ２
によって駆動される冷却ファン２ｂの回転速度は、油圧
ポンプ１からの単位時間あたりの筺量、すなわちエンジ
ンの回転速度に比例している。

また、油圧モータ２が冷却ファン２ｂを駆動する駆動ト
ルクは冷却ファン２ｂの回転速度の自乗に比例し、冷却
ファン２ｂの駆動馬力は、その回転速度とその駆動トル
クの積に比例している。

したかって、冷却ファン２ｂの所用馬力は、その回転速
度の３乗に比例し、その所用馬力は動力伝達効率を１０
０％とすれば、エンジンが油圧ポンプ１を駆動する所用
馬力に等しいものであるから、エンジンにおいては、冷
却ファン２ｂの駆動のために、エンジン回転速度の３乗
に比例した駆動馬力を消費していることになる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来における冷却ファンの駆動装置は。

上記のように、エンジンの駆動時にエンジンのウォータ
ジャケットで吸収したエンジンの発生熱をラジェータに
おいて冷却するための装置となっているものである。

したがって、エンジンの駆動、すなわちその車両の駆動
時に、そのようにラジェータにおける冷却水の冷却用と
してエンジンの回転速度の３乗に比例した駆動馬力を消
費しているのであるが、このことは、上記装置の構成上
の必然から、エンジンブレーキ時にも、エンジンは冷却
ファン２ｂを駆動することになる。

それゆえ、そのエンジンブレーキ時にもそのエンジン回
転速度の３乗に比例した冷却ファン２ｂの駆動馬力を生
じさせて、そのエンジンブレーキ能力を高めるものとは
なっている・しかし、この冷却ファンの駆動によるエン
ジンブレーキ能力の向上は、上記のように、エンジン回
転速度の３乗に比例するものとなっているから、エンジ
ンの回転速度を相当に高く設定しないとエンジンブレー
キ能力向上には役立たない。

また逆に、エンジンブレーキ時において、そのようにエ
ンジンブレーキを大きく設定するためにエンジンの回転
速度、すなわち冷却ファン２ｂの回転速度を高くしたま
すにし続けると、ラジェータ水温を過冷却にしてしまう
恐れかある。

未発明の目的は、エンジン回転速度が比較的に低い回転
速度であっても、エンジンブレーキ能力を向上させるこ
とが可能となる冷却ファンの駆動方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための特徴］ （１）請求項１の発明の特徴 エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐出圧油
によって駆動される油圧モータが、該エンジンの冷却水
を冷却するラジェータの空冷ファンを駆動し、その油圧
ポンプからの吐出管路に圧力設定手段を設けた従来の油
圧駆動において、下記の冷却ファン駆動の方法を採用し
ている点に特徴がある。

すなわち、 （ａ）通常の走行時には、上記従来のまま油圧ポンプか
らの吐出圧油によって冷却ファンを駆動し、 （ｂ）エンジンブレーキ時には、上記圧力設定手段から
油圧モータまでの間の吐出管路を絞ってそのエンジンの
駆動負荷を高める方法を採用している。

このことは、エンジンの回転速度が低い状態にあっても
、その回転速度とは無関係に、その吐出管路の絞りによ
って、油圧ポンプ吐出圧が圧力設定手段の設定圧力まで
増大するから、その圧力増大によるエンジン負荷の増大
が、エンジンブレーキ能力を大きく向上させることを意
味している。

なお、この場合、圧力設定手段の設定圧は、そのエンジ
ンブレーキ操作に連動させた可変設定であってもよい。

（２）請求項２の発明の特徴 上記請求項１の発明に加え、上記エンジンブレーキ時に
、吐出管路を絞ってその油圧ポンプ吐出管路の油圧を増
圧させ、その増圧した圧油によって発電機に連動した他
の油圧モータを駆動させている点に特徴がある。

すなわち、上記請求項１においては圧力設定手段からエ
ンジンブレーキ時に増圧した油圧エネルギを捨てていた
が、この請求項２の場合はその油圧エネルギを使用して
他の油圧モータによって発電機を駆動し、エネルギ回収
を行なっている点に特徴がある。

（３）請求項３の発明の特徴 請求項１における圧力設定手段は、その圧力設定がラジ
ェータ水温によって調節される圧力設定手段となってお
り、エンジンブレーキ時には、す請求項ｌにおいて吐出
管路を絞ることと同時に、上記ラジェータ水温とは無関
係に、その圧力設定手段の設定圧を高める点に特徴があ
るすなわち、そのラジェータ水温によってその圧力設定
が調節される圧力設定手段は、ラジェータ水温が低いと
きは、その圧力設定手段を低い圧力に設定して、冷却フ
ァン２ｂの回転速度を低速化あるいは停止させるもので
あるが、エンジンブレーキ時には、ラジェータ水温が低
くとも、圧力設定手段の圧力設定値を高めて、エンジン
ブレーキ能力を高めるものである。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明における冷却ファンの駆動方法を実施
するに必要な冷却ファン駆動装置をシステム図によって
示したものであり、図示していないエンジンによって駆
動されている油圧ポンプ１は吐出管路１ｂ、チエツク弁
１ａ、切換弁３および入口管路２ｄを介して油圧モータ
２に接続し、油圧モータ２はエンジンから離れた位置に
設置されたラジェータ用の冷却ファン２ｂに連動し、油
圧モータ２の排出管路２Ｃはリザーバ７に連通し、吐出
管路１ｂには第１のリリーフ弁４を設け、リリーフ弁４
におけるパイロット管路４ｂは、絞り流路４Ｃおよび第
２のリリーフ弁４ａを介してリザーバ７に連通し且つパ
イロット管路４ｂからはバイパス回路として、リリーフ
弁４ａと並列にリザーバ７に連通したオン・オフ弁６を
設け、油圧モータ２と並列にチエ−２り弁２ａを設けて
いる。

チエツク弁１ａと切換弁３を接続する管路ＩＣからは、
チエツク弁５ａおよび入口管路５Ｃを介して油圧ポンプ
モータ５に接続し、油圧ポンプモータ５の排出管路５ｄ
はリザーバ７に連通し、切換弁３からの枝管路３ｂは油
圧ポンプモータ５の入口管路５Ｃに連通し、油圧ポンプ
モータ５はモータ・ジェネレータ５ｂに連動している。

以上の本発明における実施例の構成において以下その作
用を説明する。

通常の状態、すなわちエンジンのウォータジャケットに
おける水温が適切な温度にあり、且つ自動車が駆動走行
状態にあるときは、切換弁３におけるソレノイド３ａが
オフ（ｏｆｆ　）になり、オンやオフ弁６におけるソレ
ノイド６ａはオン（Ｏｎ）となって、切換弁３の切換位
置が設定圧は吐出管路１ｂの最高設定圧となっている。

ここで、入口管路２ｄにおける作動油圧は冷却ファン２
ｂの駆動トルクに比例し、その駆動トルクは上述のよう
に冷却ファン２ｂの回転速度の自乗に比例している。し
たがって、この状態においては、従来と同様、そのリリ
ーフ弁４によって設定されている設定圧力までの間にお
・−・いて、冷却ファン２ｂあるいは油圧ポンプｌの〜 上げた作動油が、吐出管路１ｂ、チエツク弁１ａ、管路
ＩＣ１切換位置３Ｂおよよび入口管路２ｄを介して油圧
モータ２に圧送され、その圧送によって油圧モータ２は
冷却ファン２ｂを回転させ、その油圧モータ２において
仕事をした作動油は排出管路２Ｃを介してリザーバ７に
戻る。

この場合において、リリーフ弁４ａはリリーフ弁４の設
定圧を設定し、そのリリーフ弁４のる。

また、このように駆動された冷却ファン２ｂの回転によ
ってラジェータに空気疏が生じ、その空気流がラジェー
タに流れる水を冷却する。

なお、この場合、チエツク弁５ａおよび２ａのそれぞれ
は、管路ＩＣあるいは入口管路２ｄにおいて生じている
油圧によってそれぞれ閉じた状態になっている。

この油圧ポンプｌの駆動状態からエンジンの回転速度が
急速に低下させられた場合、油圧モータ２および冷却フ
ァン２ｂは、今までの回転慣性によって回転するため、
入口管路２ｄが排出管路２Ｃに対して低圧化しようとす
る。

しかし、その入口管路２ｄが排出管路２Ｃの圧力以下に
なったことによって、排出管路２Ｃ側の作動油がチエツ
ク弁２ａを介して入口管路２ｄ側に補充され、油圧モー
タ２および冷却ファン２ｂはフリーホイール作用を行な
う、なおこのフリーホイール作用の構成は公知である上
記通常の状態に対して、ラジェータ水温が未だ低い状態
においては、冷却ファン２ｂを駆動してラジェータに冷
却用の風を送る必要はない、そのため、このようなラジ
ェータ水温の未だ低い状態においては、ソレノイド６ａ
をオフにして、オン・オフ弁６を開状態とする。

このことは、リリーフ弁４においてパイロット管路４ｂ
がオン・オフ弁６を介してリザーバ７の大気圧に開放さ
れ、リリーフ弁４の設定圧をそのパイロ−２ト管路４ｂ
の圧力、すなわち大気圧に設定したことになる。

その結果、この状態において吐出管路１ｂが大気圧とな
って冷却ファン２ｂは駆動されず、油圧ポンプ１は無負
荷状態となる。

上記エンジンの駆動状態に対して、その自動車において
エンジンブレーキの必要となるときは適温になっている
から、ソレノイド６ａはオンになって、オン−オフ弁６
は閉の状態になって、リリーフ弁４の設定圧は高いイｅ
になっている。

この状態において、エンジンのアクセルペダルを零に戻
したとき、あるいはエンジン・ブレーキの指示信号によ
って、ソレノイド３ａはオンにされ、切換弁３の切換位
置が３Ａに設定される。

このことによって、油圧ポンプ１から吐出した圧力油は
、吐出管路１ｂ、チエ−７り弁１ａ管路１ｃおよび切換
位置３Ａを介して枝管路３ｂから入口管路５Ｃに圧送さ
れて、油圧ポンプモータ５を駆動し、モータ舎ジェネレ
ータ５ｂが発電機として駆動され、そのモータ・ジェネ
レータ５ｂにおいて発電した電力は、図示していないバ
ッテリに充電される。

に停止させたとすると、油圧モータ２の回転慣性によっ
て入口管路２ｄが急激な負圧になる。

また、この場合、そのことによって上述のように、チエ
ツク弁２ａの存在によって油圧モタ２はフリーホイール
作用をすることにはなるしかし、そのとき管路１ｃ側か
らの圧油供給おいて電機エネルギに変換してバッテリに
回収され、且つその駆動負荷分が、エンジンのエンジン
ブレーキ能力を向上させる。

なお、この場合において、切換弁３における切換位置３
Ａには管路１ｃから入口管路２ｄに連通ずる通路に絞り
が入っている。

このことは下記のことを意味している。

今まで冷却ファン２ｂを比較的に高速で駆動していた場
合、仮に急に上記エンジンブレーキに入るために入口管
路２ｄへの圧油供給を完全なり過ぎ、そのフリーホイー
ル作用が不十分になる恐れがある。

このようなことから、切換位置３Ａにおける管路ＩＣか
ら入口管路２ｄの間に管路ＩＣ側から入口管路２ｄ側へ
の一部圧油供給用の絞り流路を設けているものである。

上記エンジンブレーキを必要とする場合において、仮に
上記のようにラジェータ水温が低過ぎる場合であっても
、オン・オフ弁６はそのエンジンブレーキを優先して、
この場合、ソレノイド６ａをオンにしてリリーフ弁４の
設定圧力を正規の高い設定圧力に設定し、上記エンジン
ブレーキのかかる状態とするようにしている。

更に、上記バッテリに充電されたエネルギは自動車の加
速時において、下記のように再使用される。

自動車の加速時には、切換弁３を切換位置３Ｂに設定し
、オン・オフ弁６を開の状態に設定力によってモータ・
ジェネレータ５ｂを駆動する。

このことによって、リリーフ弁４の設定圧、すなわち吐
出管路ｉｂの設定圧はりザーパ７と同じ大気圧になり、
モータ・ジェネレータ５ｂの駆動によって油圧ポンプモ
ータ５がポンプ作用を行ない、油圧ポンプモータ５はリ
ザーバ７からの作動油を排出管路５ｄから入口管路５Ｃ
に吐出し、その吐出した圧油はチエツク弁５ａを押し開
き、更に管路１ｃ、切換位置３Ｂおよび入口管路２ｄを
介して油圧モータ２を駆動しその駆動によって冷却ファ
ン２ｂが上述の場合と同様に、ラジェータに冷却風を送
ることになる。

この場合において、吐出管路１ｂは上記のように大気圧
になり、且つ管路ＩＣ側に油圧ポンプモータ５からの吐
出油圧が生じているから、チエ−７り弁１ａは閉じ、且
つチエツク弁２ａも入口管路２ｄに生じている油圧によ
って閉じている。

１記操作によって、冷却ファン２ｂの駆動はエンジンか
らのエネルギを使用せず、すなわち油圧ポンプｌを無負
荷にしてバッテリの電気エネルギによって冷却ファン２
ｂを駆動しているしたかって、自動車の加速時には、今
まで冷却ファン２ｂをエンジンによって駆動していた分
、エンジンの出力に余裕が生じ、その余裕分をもって、
エンジンは有効に自動車を加速させることができること
になる。

以上の実施例において、第１のリリーフ弁４、第２のリ
リーフ弁４ａおよびオン・オフ弁６は、上記のように、
吐出管路１ｂにおける設定圧力を設定する圧力設定手段
となっている。それは吐出管路１ｂにおける最高圧力を
所定の許容最大圧力か大気圧かのいずれかに選択設定す
るものでる。

しかし、この圧力設定手段は、例えばリリー化させるも
のであってもよい・ また、その圧力設定手段は、従来におけるリリーフ弁８
のようにその設定圧力が一定のものであってもよい。

唯、その圧力設定手段が段階的にあるいはアナログ的に
調整できるものであるときは、上述のエンジンブレーキ
時において、エンジンの回転速度が同じであっても、油
圧ポンプｌに生じさせる圧力角々を連続的に変化させて
５　そのエンジンブレーキ能力を制御することが可能に
なる有利さがある。

また、上記第１図における実施例においては、油圧ポン
プモータ５によってエンジンブレーキ時における油圧ポ
ンプｌの負荷動力をエネルギ回収している。

しかし、従来、ラジェータ冷却の必要の無いエンジンブ
レーキ時において、エネルギ回収することなく、冷却フ
ァン２ｂを駆動してその駆動エネルギを消費させていた
のである。

本発明は、そのエンジンブレーキ時に管路ＩＣを絞って
、エンジン回転速度の低い状態においても、従来以上の
エンジンブレーキがかかるものである。したがって、そ
のエンジンブレーキ能力向上の目的のみからすると、上
記エネルギ回収は必ずしも必要ではない・ また、エンジンブレーキ−エネルギを電気エネルギに変
換して回収し、その自動車の加速時にその回収エネルギ
を再利用しているが、この電気エネルギは、必ずしも自
動車の加速に再利用するのではなく、他の電力利用に供
するものであってもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明における効果は
下記のとおりである。

（１）請求項１の発明については、冷却ファンの油圧駆
動装置において、油圧ポンプｌの吐出管路を絞ることに
よって、エンジン回転速度とは無関係に、エンジンにお
ける負荷抵抗を高め、そのことによってエンジンブレー
キ能力の向上を図ることが可能となる。

（２）請求項２の発明については、請求項１における効
果に加え、請求項１において油圧ポンプｌの吐出管路を
絞ることによって生じた高油圧エネルギを電気エネルギ
に変換回収することは、その回収分について、ブレーキ
・エネルギの有効利用を図ることが可能となる。

（３）請求項３の発明については、請求項１における油
圧ポンプｌの吐出管路に設けた圧力設定手段を、ラジェ
ータ水温の低いとき、その設定値を大気圧に設定できる
構成とし、そのラジェータ水温の低いとき冷却ファン２
ｂの回転を停止させて、実効にラジェータ水温を高める
ことが可能となる。

才だ、この請求Ｘｊｊ３の場合、エンジンブレーキ時に
おいてその圧力設定手段の設定圧力を高めることができ
るから、そのエンジンブレーキ時において、油圧ポンプ
ｌにおける吐出管路を絞ることと同時に、その圧力設定
手段の設定圧力を高め、そのことによって、そのエンジ
ンブレーキ能力を向上させることが可能となるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明における冷却ファンの駆動方法を実施
するに必要な冷却ファンの油圧駆動装置をシステム図に
よって示したものであり、第２図は、従来における冷却
ファンの油圧駆動装置をシステム図によって示したもの
である。 実施例に使用した主な符号は下記のとおりである。 ｌ：油圧ポンプ、　　ｌｂ＝吐出管路、　　２：油圧モ
ータ、　　２ｂ：冷却ファン、　３：切換弁 ４および４ａ：リリーフ弁 ：油圧 ポンプモータ、 ５ｂ：モ タ・ジェネレータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐出
   圧油によって駆動される油圧モータは、該エンジンの冷
   却水を冷却するラジエータの空冷ファンを駆動し、その
   油圧ポンプからの吐出管路に圧力設定手段を設けた油圧
   駆動において、 エンジンブレーキ時には、前記圧力設定手 段から前記油圧モータまでの間の前記吐出管路を絞って
   そのエンジンの駆動負荷を高め、通常の走行時にはその
   吐出管路のその絞りを開いて、その油圧ポンプからの吐
   出圧油によって前記冷却ファンを駆動するようにしたこ
   とを特徴とする冷却ファンの駆動方法。 ２、エンジンブレーキ時において、油圧ポンプから圧力
   設定手段までの間に生じた圧油によって、発電機に連動
   した他の油圧モータを駆動するようにした請求項１記載
   の冷却ファンの駆動方法。 ３、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの吐出
   圧油によって駆動される油圧モータは、該エンジンの冷
   却水を冷却するラジエータの空冷ファンを駆動し、その
   油圧ポンプからの吐出管路に前記ラジエータ水温によっ
   てその圧力設定を調節する圧力設定手段を設けた油圧駆
   動において、 前記エンジンのエンジンブレーキ時には、 前記圧力設定手段から前記油圧モータまでの間の前記吐
   出管路を絞り且つ前記圧力設定手段の設定圧も高めて、
   そのエンジンの駆動負荷を高め、 通常の走行時にはその吐出管路のその絞り を開いて、その油圧ポンプからの吐出圧油によって前記
   冷却ファンを駆動するようにしたことを特徴とする冷却
   ファンの駆動方法。