JPH07102774B2 - 車両用電動フアンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラジエターを冷却する電動ファンの制御装置
に関する。

［従来の技術］ エンジンの冷却水を冷却するラジエターの上流側に、冷
凍サイクルの室外熱交換器を装着した車両では、ラジエ
ターを冷却するラジエターファンの他に、冷凍サイクル
の冷媒圧に応じて作動する電動ファンを備えたものがあ
る。

このタイプのものには、例えば冷房運転時、冷媒圧縮機
の吐出側と室外熱交換器との間の冷媒圧力が所定圧以上
になると、室外熱交換器の放熱量が増大してラジエター
ファンのみではラジエターの放熱が不足してオーバーヒ
ートする可能性があると判断して電動ファンを作動させ
るものがある。

一方、車両駆動用のエンジンにより冷媒圧縮機を駆動す
るものは、冷媒圧縮機の駆動時、エンジンの動力が、車
両を走行させる動力と冷媒圧縮機を駆動する動力とに分
割されるため、車両の走行性能は冷媒圧縮機を駆動しな
い場合に比較して劣化する。このため、加速時、登坂時
など、エンジンに高負荷が掛る時、制御装置を用いて冷
媒圧縮機の駆動を停止し、冷媒圧縮機の負荷がエンジン
に掛らないようにした車両が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、上記に示す従来の技術では、エンジンに高負
荷が翔ると、冷媒圧縮機の運転が停止されるため、冷凍
サイクル内の冷媒圧力は冷媒凝縮器の放熱量に関係なく
低下し、電動ファンがOFFされてしまう。

このため、室外熱交換器の放熱量が多い状態で、例えば
長い登坂路など、エンジンの高負荷状態が続き、電動フ
ァンが作動しないと、エンジンの高負荷状態でエンジン
の発熱量が増加することも手伝って、ラジエターファン
のみではラジエターの放熱が不足して、特に外気の高い
状態ではオーバーヒートする可能性があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、加速時、登坂時などエンジンに高負荷が加わった
時、冷媒圧縮機の運転を停止しても、オーバーヒートす
る心配のない車両用電動ファンの制御装置の提供にあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、ラジエターを備え
た車両走行用の水冷式エンジンと、該エンジンによって
駆動される冷媒圧縮機を備えるとともに、前記ラジエタ
ーと熱交換される空気の上流側に設置された室外熱交換
器を備える冷凍サイクルと、該冷凍サイクルの冷媒圧に
応じて作動し、前記ラジエターと空気とを強制的に熱交
換させる電動ファンと、前記エンジンが高負荷運転され
る所定条件が揃うと高負荷信号を発生する高負荷信号発
生手段と、該高負荷信号発生手段が高負荷信号を発生す
ると前記冷媒圧縮機の運転を所定時間停止する冷凍サイ
クル制御手段と、前記高負荷信号発生手段が高負荷信号
を発生すると前記電動ファンを所定時間作動させる電動
ファン制御手段とからなる技術的手段を採用する。

〔作用〕

本発明は上記構成を採用することにより、冷凍サイクル
の冷房運転時、急加速時や登坂走行時など、エンジンが
高負荷運転される所定条件が揃うと高負荷信号発生手段
が高負荷信号を発生する。

高負荷信号発生手段が高負荷信号を発生すると、冷凍サ
イクル制御手段が冷媒圧縮機の運転を所定時間停止する
と共に、電動ファン制御手段が冷凍サイクルの冷媒圧力
に関係なく電動ファンを所定時間作動させる。

［発明の効果］ 本発明によれば、室外熱交換器の放熱量が多い状態で、
エンジンの高負荷状態が続いて冷媒圧縮機の運転が停止
しても、電動ファンが作用するため、エンジンの高負荷
時にラジエターの放熱を促進して冷却水の水温の上昇を
防ぎ、オーバーヒートが発生する可能性をなくすことが
できる。

［実施例］ 次に、本発明の車両用電動ファンの制御装置を図面に示
す一実施例に基づき説明する。

第２図に冷凍サイクルおよびラジエターの配置の概略図
を示す。車両100の前面の通風性の良い場所には、車両
走行用の水冷式エンジン200の冷却水を外気と熱交換さ
せるラジエター201が配設されている。このラジエター2
01は冷却水配管202を介してエンジン200内のウォーター
ジャケットと接続されている。

またラジエター201のエンジン側には、ラジエター201を
外気と強制的に熱交換させるラジエター放熱ファン210
と電動ファン300が取付けられている。ラジエター放熱
ファン210は、エンジン200のクランク軸203にブイベル
ト211、プーリー212類を介して駆動され、エンジン200
の回転時、常にラジエター放熱ファン210がラジエター2
01を冷却する。

また、エンジン200には、冷凍サイクル400の冷媒圧縮機
410が締結されている。この冷媒圧縮機410は、エンジン
200のクランク軸にブイベルト411、プーリー412類を介
して連結され、冷媒圧縮機410の電磁クラッチ413が通電
されることにより、エンジン200の動力が冷媒圧縮機410
に伝達される。

冷凍サイクル400は、冷媒圧縮機410の他に、ラジエター
201の前面（ラジエターと熱交換される空気の上流側）
に装着された室外熱交換器である冷媒凝縮器420、レシ
ーバ430、冷媒減圧装置440、車室内の計器盤内に装着さ
れた例えば冷風温風混合方式の空気調和装置500の通風
路510内に設置された冷媒蒸発器450などを備え、冷媒配
管460で連結されている。

なお、空気調和装置500の通風路510内には、ヒーターコ
ア520およびエアミックスダンパ530などが設けられ、車
室内に吐出する空気の温度制御を行なっている。

また、冷凍サイクル400の冷媒圧縮機410の吐出側と冷媒
凝縮器420の間の冷媒配管460には、第１の設定圧でON
し、この第１の設定圧より低い第２の設定圧でOFFする
プレッシャースイッチ600が取付けられている。なお、
第１の設定圧および第２の設定圧は冷媒凝縮器420の放
熱量で設定される。

第１図に冷媒圧縮機410の電磁クラッチ413および電動フ
ァン300の制御装置700を示す。

高負荷信号発生回路710は、例えば自動変速機等の制御
回路を用いても良く、例えば車両走行時、常に車速とス
ロットル開度を検出して、車速が所定速度以下で、且つ
スロットル開度が所定開度以上の時、エンジン200が高
負荷運転される所定条件が揃ったと判断して高負荷信号
を冷凍サイクル制御回路720と電動ファン制御回路730に
出力する。

冷凍サイクル制御回路720は、マグネットクラッチリレ
ー721のリレーコイル722を通電制御するように設けられ
ている。このリレーコイル722が冷凍サイクル制御回路7
20により通電されると、マグネットクラッチリレー721
の常開スイッチ723が閉じ、電磁クラッチ413が通電さ
れ、エンジン200の回転トルクが冷媒圧縮機410に伝達さ
れる。

この冷凍サイクル制御回路720は、高負荷信号発生回路7
10より高負荷信号を受けると、リレーコイル722への通
電を所定時間（例えば数秒間）停止するタイマー回路72
4を内部に備えている。

また冷凍サイクル制御回路720は、マグネットクラッチ
リレー721の他に、空気調和装置500のヒーターコア520
に流入する冷却水の流量を制御するウォータバルブ52
1、エアミックンスダンパ530、送風機540の風量、内外
気切換ダンパ550、各吹出口の図示しないダンパ類等を
室温や操作者の設定状態に応じて制御する。

マグネットクラッチリレー721の常開スイッチ723が閉じ
ると、第１電動ファンリレー725のリレーコイル726がプ
レッシャースイッチ600を介して通電可能に接続されて
おり、常開スイッチ723が閉じた状態でプレッシャース
イッチ600がONすると第１電動ファンリレー725の常開ス
イッチ727が閉じて電動ファン300が通電される。

電動ファン制御回路730は、マグネットクラッチリレー7
21および第１電動ファンリレー725と並列に設けられた
第２電動ファンリレー731のリレーコイル732を通電制御
するように設けられている。そして、電動ファン制御回
路730は、高負荷信号発生回路710より高負荷信号を受け
ると、リレーコイル732を所定時間（例えば数分間）通
電し、第２電動ファンリレー731の常開スイッチ733が閉
じられて電動ファン300を通電するように設けられてい
る。これにより、高負荷信号発生回路710が高負荷信号
を発生すると、マグネットクラッチリレー721、第１電
動ファンリレー725およびプレッシャースイッチ600の状
態に関係なく電動ファン300が所定時間作動する。

なお、800は車両用電源であるバッテリを示し、810はヒ
ューズを示す。

次に、上記実施例の作動を説明する。

図示しなクーラスイッチが車両乗員により投入される
と、冷凍サイクル制御回路720の制御状態に応じてマグ
ネットクラッチリレー721のリレーコイル722が通電され
る。これによりマグネットクラッチリレー721の常開ス
イッチ723が閉じて電磁クラッチ413が通電されて冷媒圧
縮機410が駆動される。

冷媒圧縮機410が駆動されると、高温、高圧のガス冷媒
を冷媒凝縮器420内に吐出する。冷媒凝縮器420内に流入
したガス冷媒は冷媒凝縮器420を通過する空気と熱交換
して凝縮され、低温の液化冷媒となり、レシーバ430内
に流入する。レシーバ430より流出した冷媒は減圧装置4
40で断熱膨張されて霧状となり、空気調和装置500の通
風路510内の冷媒蒸発器450内に流入する。冷媒蒸発器45
0内に流入した霧状冷媒は、通風路510内を流れる車室内
に吐出される空気の気化熱を奪って蒸発し、高温のガス
冷媒となって冷媒圧縮機410内に吸入される。上記サイ
クルを繰り返すことにより車室内が冷房される。

一方、冷媒凝縮器420を通過した空気は高温の冷媒と熱
交換する際に加熱されてラジエター201に流入する。ま
た、冷媒圧縮機410の吐出側の冷媒圧力が上昇すると、
冷媒凝縮器420の放熱量が増大する。

このため、電磁クラッチ413の通電時に、プレッシャー
スイッチ600の取付けられた冷媒配管460内の冷媒圧力が
第１の設定圧に達すると、プレッシャースイッチ600がO
Nして第１電動ファンリレー725のリレーコイル726が通
電されて常開スイッチ727が閉じ、電動ファン300が通電
されて作動する。これにより、冷媒凝縮器420の放熱量
が増加してもラジエター201は、ラジエター放熱ファン2
10に加えて電動ファン300により外気と強制的に熱交換
されるため、ラジエター201の放熱が促進され、オーバ
ーヒートが防がれる。

そして、冷媒凝縮器420の放熱量が低下してプレッシャ
ースイッチ600の取付けられた冷媒配管460内の冷媒圧力
が第２の設定圧より低下すると、プレッシャースイッチ
600がOFFされて電動ファン300が非通電とされ、ラジエ
ター201はラジエター放熱ファン210のみで冷却される。

車両が急加速走行や、登坂走行など、エンジン200に高
負荷を掛た走行を行なうと、高負荷信号発生回路710が
高負荷信号を冷凍サイクル制御回路720と電動ファン制
御回路730に発生させる。

冷凍サイクル制御回路720に高負荷信号が入力される
と、マグネットクラッチリレー721のリレーコイル722が
所定時間非通電とされる。これにより、電磁クラッチ41
3は所定時間非通電とされるため、エンジン200出力は冷
媒圧縮機410の駆動力が軽減され、車両走行性を向上す
ることができる。

一方、電動ファン制御回路730に高負荷信号が入力され
ると、クーラースイッチの投入の有無にかかわらず、第
２電動ファンリレー731のリレーコイル732を所定時間通
電する。すると、常開スイッチ733が閉じられて電動フ
ァン300が所定時間通電されて作動する。

これにより、例えば、冷媒凝縮器420の放熱量が多い状
態で、車両が長い登坂路を走行するなど、高負荷信号発
生回路710が高負荷信号を長い時間に渡って発生し、高
負荷状態が続くことによるエンジン200の発熱量が増加
し、外気温度が高いなど、オーバーヒートする要素が複
数重なっても、ラジエター201は、ラジエター放熱ファ
ン210に加えて電動ファン300により外気と強制的に熱交
換されるため、従来ではオーバーヒートするような場合
でもオーバーヒートする心配がない。

（変形例） 上記実施例ではラジエター放熱ファンがエンジンに駆動
される例を示したが、ラジエター放熱ファンがラジエタ
ーの水温等により通電制御される電動ファンでも良い。

高負荷信号発生回路が高負荷信号を発生すると、クーラ
ースイッチの投入の有無に関係なく電動ファンが所定時
間作動する例を示したが、クーラースイッチの投入時の
みに作動するように設けても良い。

冷房運転のみを行なう冷凍サイクルを示したが、冷媒圧
縮機の冷媒の給排方向を切替えて冷房暖房の両方を行な
う冷凍サイクルに適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷媒圧縮機および電動ファンの制御装置の電気
回路図、第２図は冷凍サイクルおよびラジエターの配置
を示す概略図である。 図中 200……水冷式エンジン、201……ラジエター、30
0……電動ファン、400……冷凍サイクル、410……冷媒
圧縮機、420……冷媒凝縮器、600……プレッシャースイ
ッチ、710……高負荷信号発生回路、720……冷凍サイク
ル制御回路、730……電動ファン制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラジエターを備えた車両走行用の水冷式エ
   ンジンと、 該エンジンによって駆動される冷媒圧縮機を備えるとと
   もに、前記ラジエターと熱交換される空気の上流側に設
   置された室外熱交換器を備える冷凍サイクルと、 該冷凍サイクルの冷媒圧に応じて作動し、前記ラジエタ
   ーと空気とを強制的に熱交換させる電動ファンと、 前記エンジンが高負荷運転される所定条件が揃うと高負
   荷信号を発生する高負荷信号発生手段と、 該高負荷信号発生手段が高負荷信号を発生すると前記冷
   媒圧縮機の運転を所定時間停止する冷凍サイクル制御手
   段と、 前記高負荷信号発生手段が高負荷信号を発生すると前記
   電動ファンを所定時間作動させる電動ファン制御手段
   と、 からなる車両用電動ファンの制御装置。