(57)【要約】【課題】冷却ファンをオフとした後に冷却ファンをオンとした場合の応答性が良い冷却ファン制御装置を提供する。【解決手段】流体継手１０２と、作動流体量調整回路１０３と、を備え、作動流体量調整回路１０３は、冷却対象物の温度が第一温度閾値以上の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１をオンとし、冷却対象物の温度が第一温度閾値未満の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を阻害する事によって、冷却ファン１０１をオフとする様に構成される、冷却ファン制御装置１００に於いて、作動流体量調整回路１０３は、冷却ファン１０１をオフとした時に、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とする様に構成される、事を特徴とする冷却ファン制御装置１００によって課題を解決する事が出来る。【選択図】図１
2020023937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から冷却ファンに伝達される駆動力を自身に供給される作動流体の量に応じ変化させる流体継手と、
前記流体継手に供給される前記作動流体の量を調整する作動流体量調整回路と、
を備え、
前記作動流体量調整回路は、冷却対象物の温度が第一温度閾値以上の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンをオンとし、前記冷却対象物の温度が前記第一温度閾値未満の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を阻害する事によって、前記冷却ファンをオフとする様に構成される、
冷却ファン制御装置に於いて、
前記作動流体量調整回路は、前記冷却ファンをオフとした時に、前記冷却ファンの回転数が回転数閾値未満の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンの回転数を前記回転数閾値以上とする様に構成される、
事を特徴とする冷却ファン制御装置。
【請求項２】
前記作動流体量調整回路は、前記冷却ファンをオフとした時に、前記冷却ファンの回転数が回転数閾値未満で、且つ前記冷却対象物の温度が前記第一温度閾値よりも低い第二温度閾値以上の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンの回転数を前記回転数閾値以上とする様に構成される、
請求項１に記載の冷却ファン制御装置。
【請求項３】
前記流体継手は、前記内燃機関によって駆動される回転軸に軸受を介し支承されると共に前記冷却ファンが取り付けられ、相互に区画されると共に前記作動流体が相互に往来する第一空間と第二空間とによって構成される内部空間を有する筐体と、前記第二空間内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体的に駆動される駆動板と、前記第一空間から前記第二空間への前記作動流体の供給を許容又は阻害する弁機構と、を有し、
前記作動流体量調整回路は、前記弁機構の開閉を制御する事によって、前記第一空間から前記第二空間に供給される前記作動流体の量を調整する様に構成される、
請求項１又は２に記載の冷却ファン制御装置。
【請求項４】
前記第一空間と前記第二空間は、前記弁機構を開とした時に、前記筐体の回転に伴って生成される遠心力によって、前記作動流体が前記第一空間から前記第二空間に供給される様に構成される、
請求項３に記載の冷却ファン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
冷却ファンを制御する冷却ファン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、内燃機関から冷却ファンに伝達される駆動力を自身に供給される作動流体の量に応じ変化させる流体継手と、流体継手に供給される作動流体の量を調整する作動流体量調整回路と、を備える冷却ファン制御装置が知られている。
【０００３】
流体継手は、内燃機関によって駆動される回転軸に軸受を介し支承されると共に冷却ファンが取り付けられ、相互に区画されると共に作動流体が相互に往来する第一空間と第二空間とによって構成される内部空間を有する筐体と、第二空間内で回転軸に取り付けられ、回転軸と一体的に駆動される駆動板と、第一空間から第二空間への作動流体の供給を許容又は阻害する弁機構と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７７９２２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４０３７３号公報
【特許文献３】特開２００３−２３９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
第一空間と第二空間は、弁機構を開とした時に、筐体の回転に伴って生成される遠心力によって、作動流体が第一空間から第二空間に供給される様に構成されるが、冷却ファンの回転数が低い時は、筐体の回転に伴って生成される遠心力も小さい為、冷却ファンをオフ（冷却ファンの回転数が低い状態）とした後に冷却ファンをオン（冷却ファンの回転数が高い状態）とした場合に、第一空間から第二空間への作動流体の供給が迅速に行われず、応答性が悪いという課題が有る。
【０００６】
以上の事情に鑑み、冷却ファンをオフとした後に冷却ファンをオンとした場合の応答性が良い冷却ファン制御装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
内燃機関から冷却ファンに伝達される駆動力を自身に供給される作動流体の量に応じ変化させる流体継手と、前記流体継手に供給される前記作動流体の量を調整する作動流体量調整回路と、を備え、前記作動流体量調整回路は、冷却対象物の温度が第一温度閾値以上の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンをオンとし、前記冷却対象物の温度が前記第一温度閾値未満の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を阻害する事によって、前記冷却ファンをオフとする様に構成される、冷却ファン制御装置に於いて、前記作動流体量調整回路は、前記冷却ファンをオフとした時に、前記冷却ファンの回転数が回転数閾値未満の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンの回転数を前記回転数閾値以上とする様に構成される、冷却ファン制御装置を提供する。
【０００８】
前記作動流体量調整回路は、前記冷却ファンをオフとした時に、前記冷却ファンの回転数が回転数閾値未満で、且つ前記冷却対象物の温度が前記第一温度閾値よりも低い第二温度閾値以上の場合に、前記流体継手への前記作動流体の供給を許容する事によって、前記冷却ファンの回転数を前記回転数閾値以上とする様に構成される、事が望ましい。
【０００９】
前記流体継手は、前記内燃機関によって駆動される回転軸に軸受を介し支承されると共に前記冷却ファンが取り付けられ、相互に区画されると共に前記作動流体が相互に往来する第一空間と第二空間とによって構成される内部空間を有する筐体と、前記第二空間内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体的に駆動される駆動板と、前記第一空間から前記第二空間への前記作動流体の供給を許容又は阻害する弁機構と、を有し、前記作動流体量調整回路は、前記弁機構の開閉を制御する事によって、前記第一空間から前記第二空間に供給される前記作動流体の量を調整する様に構成される、事が望ましい。
【００１０】
前記第一空間と前記第二空間は、前記弁機構を開とした時に、前記筐体の回転に伴って生成される遠心力によって、前記作動流体が前記第一空間から前記第二空間に供給される様に構成される、事が望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
冷却ファンをオフとした後に冷却ファンをオンとした場合の応答性が良い冷却ファン制御装置を提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る冷却ファン制御装置１００の構成を示す一部断面図である。
【図２】実施の形態に係る冷却ファン制御装置１００の構成を示す一部断面図である。
【図３】実施の形態に係る冷却ファン制御装置１００の動作を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１４】
図１に示す様に、実施の形態に係る冷却ファン制御装置１００は、内燃機関（不図示）から冷却ファン１０１に伝達される駆動力を自身に供給される作動流体（例えば、作動油）の量に応じ変化させる流体継手１０２と、流体継手１０２に供給される作動流体の量を調整する作動流体量調整回路１０３と、を備える。
【００１５】
流体継手１０２は、内燃機関によって駆動される回転軸１０４（例えば、クランクシャフト）に軸受１０５を介し支承されると共に冷却ファン１０１が取り付けられ、相互に区画されると共に作動流体が相互に往来する第一空間１０６（回転貯留室又は油溜まり室とも呼称される）と第二空間１０７（回転作動室又はトルク伝達室とも呼称される）とによって構成される内部空間１０８を有する筐体１０９と、第二空間１０７内で回転軸１０４に取り付けられ、回転軸１０４と一体的に駆動される駆動板１１０と、第一空間１０６から第二空間１０７への作動流体の供給を許容又は阻害する弁機構１１１と、を有する。
【００１６】
第一空間１０６と第二空間１０７は、弁機構１１１を開とした時に、筐体１０９の回転に伴って生成される遠心力によって、作動流体が第一空間１０６から第二空間１０７に供給される様に構成される。
【００１７】
例えば、第一空間１０６が回転軸１０４の軸芯から近位に配置され、第二空間１０７が回転軸１０４の軸芯から遠位に配置される事によって、筐体１０９の回転に伴って生成される遠心力によって、作動流体が第一空間１０６から第二空間１０７に供給される様に構成する事が出来る。
【００１８】
弁機構１１１は、第一空間１０６と第二空間１０７とを連通させる連通路１１２を開放又は閉鎖する弁体１１３と、自身への通電時にアーマチュア１１４と共に弁体１１３を自身に引き寄せる電磁石１１５と、を有する。
【００１９】
図１の弁機構１１１は、電磁石１１５への通電時に弁体１１３が連通路１１２を開放する（電磁石１１５への通電時に弁体１１３が連通路１１２から離れ、連通路１１２が開放される）様に構成されるが、図２に示す様に、電磁石１１５への通電時に弁体１１３が連通路１１２を閉鎖する（電磁石１１５への通電時に弁体１１３が連通路１１２に近付き、連通路１１２が閉鎖される）様に構成されても良い。
【００２０】
作動流体量調整回路１０３は、冷却対象物（例えば、内燃機関の冷却水）の温度が第一温度閾値以上の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１をオンとし、冷却対象物の温度が第一温度閾値未満の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を阻害する事によって、冷却ファン１０１をオフとする様に構成される。
【００２１】
流体継手１０２への作動流体の供給とは、第一空間１０６から第二空間１０７への作動流体の供給を意味する。
【００２２】
作動流体量調整回路１０３は、例えば、電子制御装置によって実現される。
【００２３】
冷却対象物の温度は、冷却対象物の温度を検出する冷却対象物温度検出器（不図示）によって検出され、作動流体量調整回路１０３に入力される。
【００２４】
冷却ファン１０１をオフとした時も、回転軸１０４の駆動力が軸受１０５を通じ冷却ファン１０１に伝達されると共に冷却ファン１０１は走行風等の影響を受けて回転する為、冷却ファン１０１をオフとするとは、冷却ファン１０１の回転数をゼロとする事を意味しない。
【００２５】
流体継手１０２に供給される作動流体の量を調整するとは、作動流体量調整回路１０３が、弁機構１１１の開閉を制御する事によって、第一空間１０６から第二空間１０７に供給される作動流体の量を調整する事を意味する。
【００２６】
第一温度閾値は、冷却対象物の過熱を防止する為に冷却対象物を積極的に冷却する必要が有る温度に設定される。
【００２７】
第一空間１０６から第二空間１０７への作動流体の供給が許容されると、作動流体が第二空間１０７内に徐々に充填されていき、回転軸１０４と一体的に駆動される駆動板１１０の駆動力が冷却ファン１０１が取り付けられる筐体１０９に徐々に伝達されていく事によって、回転軸１０４の回転数と冷却ファン１０１の回転数とが徐々に一致していく。
【００２８】
作動流体が第二空間１０７内に十分に充填されていない状態に於いては、回転軸１０４の駆動力が冷却ファン１０１に伝達され難い為、冷却ファン１０１の回転数が回転軸１０４の回転数の変化に追従し難い。
【００２９】
対照的に、作動流体が第二空間１０７内に十分に充填されている状態に於いては、回転軸１０４の駆動力が冷却ファン１０１に伝達され易い為、冷却ファン１０１の回転数が回転軸１０４の回転数の変化に追従し易い。
【００３０】
特に、駆動板１１０は、表面に凹凸を有し、作動流体が第二空間１０７内に十分に充填されている状態に於いては、駆動板１１０と作動流体とが十分に広い接触面積によって接触する為、冷却ファン１０１の回転数が回転軸１０４の回転数の変化に迅速に追従する。
【００３１】
然し乍ら、作動流体が第二空間１０７内に充填されていない状態から作動流体が第二空間１０７内に充填されている状態に遷移させる場合（冷却ファン１０１をオフとした後に冷却ファン１０１をオンとした場合）は、第一空間１０６から第二空間１０７への作動流体の供給を促す筐体１０９の遠心力が小さく、作動流体が第二空間１０７内に十分に充填される迄に時間が掛かる為、応答性が悪かった。
【００３２】
冷却ファン制御装置１００に於いては、作動流体量調整回路１０３は、冷却ファン１０１をオフとした時に、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とする様に構成される。
【００３３】
冷却ファン１０１の回転数は、冷却ファン１０１の回転数を検出する冷却ファン回転数検出器（不図示）によって検出され、作動流体量調整回路１０３に入力される。
【００３４】
回転数閾値は、第一空間１０６から第二空間１０７への作動流体の供給を促す筐体１０９の遠心力を十分に得られる最低限の回転数に設定される。
【００３５】
従って、冷却ファン制御装置１００に於いては、冷却ファン１０１をオフとした時に、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値以上に維持される為、冷却ファン１０１をオフとした後に冷却ファン１０１をオンとした場合にも、作動流体が第二空間１０７内に十分に充填される迄の時間を従来よりも短縮し、応答性を改善する事が出来る。
【００３６】
更に、作動流体量調整回路１０３は、冷却ファン１０１をオフとした時に、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満で、且つ冷却対象物の温度が第一温度閾値よりも低い第二温度閾値以上の場合に、流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とする事が望ましい。
【００３７】
第二温度閾値は、現在は冷却対象物を積極的に冷却する必要が無いものの、今後、冷却対象物を積極的に冷却する必要が生じる可能性が高い温度に設定される。
【００３８】
冷却対象物の温度が第二温度閾値以上の場合とは、冷却の準備段階（今後、冷却対象物の温度が第一温度閾値以上と成った場合に直ちに冷却ファン１０１をオンとする事が出来る様に準備しておく段階）である事を意味する。
【００３９】
冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満で、且つ冷却対象物の温度が第二温度閾値以上の場合に、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とする理由は、冷却対象物の温度が第二温度閾値未満の場合（今後、冷却対象物を積極的に冷却する必要が生じる可能性が低い場合）は、応答性の良し悪しが問題と成らない為である。
【００４０】
更に、図１の様に、電磁石１１５への通電時に弁体１１３が連通路１１２を開放する様に弁機構１１１が構成される態様に於いては、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満で、且つ冷却対象物の温度が第二温度閾値以上の場合に、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とする事によって、冷却対象物の温度が第二温度閾値未満の場合に、電磁石１１５への通電を行う必要が無い為、不要なバッテリの電力消費が抑制され、燃費を改善する事が出来る。
【００４１】
冷却ファン制御装置１００は、以下の流れに沿って動作する。
【００４２】
図３に示す様に、内燃機関を始動させると、ステップＳ１０１に於いて、冷却対象物の温度が冷却対象物温度検出器によって検出されると共に作動流体量調整回路１０３に入力され、ステップＳ１０２に於いて、冷却対象物の温度が第一温度閾値以上か否かを作動流体量調整回路１０３が判定する。
【００４３】
冷却対象物の温度が第一温度閾値以上の場合は、ステップＳ１０３に於いて、作動流体量調整回路１０３が流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１をオンとし、ステップＳ１０１に戻る。
【００４４】
冷却対象物の温度が第一温度閾値未満の場合は、ステップＳ１０４に於いて、作動流体量調整回路１０３が流体継手１０２への作動流体の供給を阻害する事によって、冷却ファン１０１をオフとし、ステップＳ１０５に進む。
【００４５】
ステップＳ１０５に於いては、冷却対象物の温度が第二温度閾値以上か否かを作動流体量調整回路１０３が判定し、冷却対象物の温度が第二温度閾値未満の場合は、ステップＳ１０１に戻る。
【００４６】
冷却対象物の温度が第二温度閾値以上の場合は、ステップＳ１０６に於いて、冷却ファン１０１の回転数が冷却ファン回転数検出器によって検出されると共に作動流体量調整回路１０３に入力され、ステップＳ１０７に進む。
【００４７】
ステップＳ１０７に於いては、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満か否かを作動流体量調整回路１０３が判定し、冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値以上の場合は、ステップＳ１０１に戻る。
【００４８】
冷却ファン１０１の回転数が回転数閾値未満の場合は、ステップＳ１０８に於いて、作動流体量調整回路１０３が流体継手１０２への作動流体の供給を許容する事によって、冷却ファン１０１の回転数を増加させ、ステップＳ１０１に戻る。
【００４９】
ステップＳ１０８を繰り返し、流体継手１０２に供給される作動流体の量を調整する事によって、冷却ファン１０１の回転数を回転数閾値以上とするが、冷却対象物の温度が第一温度閾値に近付くに連れ、冷却ファン１０１の回転数を増加させていく様にしても良い。
【００５０】
以上に説明した様に、冷却ファン制御装置１００によれば、冷却ファン１０１をオフとした後に冷却ファン１０１をオンとした場合の応答性を改善する事が出来る。
【符号の説明】
【００５１】
１００  冷却ファン制御装置
１０１  冷却ファン
１０２  流体継手
１０３  作動流体量調整回路
１０４  回転軸
１０５  軸受
１０６  第一空間
１０７  第二空間
１０８  内部空間
１０９  筐体
１１０  駆動板
１１１  弁機構
１１２  連通路
１１３  弁体
１１４  アーマチュア
１１５  電磁石
【図１】
2020023937.tif 000003
【図２】
2020023937.tif 000004
【図３】
2020023937.tif 000005