(57)【要約】【課題】  可変容量ポンプからの流体の最大吐出圧の制御を比較的簡易な構成により達成するとともに、可変容量ポンプを最大吐出圧近傍で使用する場合であっても冷却ファンの制御性を高めた冷却システムを提供する。【解決手段】  冷却ファンを駆動するための流体圧モータと、前記流体圧モータに流体を供給するためにコントロールピストンを備える可変容量ポンプと、前記コントロールピストンに供給される流体圧を制御するための吐出量制御手段とを備え、前記吐出量制御手段には、前記可変容量ポンプの吐出側と前記流体圧モータとを接続する流路から抽出された流体が供給され、前記吐出量制御手段において、前記コントロールピストンに供給される流体圧を、前記流体圧モータに必要なトルクに応じて制御するようにした冷却システムであって、前記吐出量制御手段において、前記抽出された流体の流体圧の上限を制御するための圧力制御手段を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンを駆動するための流体圧モータと、前記流体圧モータに流体を供給するためにコントロールピストンを備える可変容量ポンプと、前記コントロールピストンに供給される流体圧を制御するための吐出量制御手段とを備え、
前記吐出量制御手段には、前記可変容量ポンプの吐出側と前記流体圧モータとを接続する流路から抽出された流体が供給され、
前記吐出量制御手段において、前記コントロールピストンに供給される流体圧を、前記流体圧モータに必要なトルクに応じて制御するようにした冷却システムであって、
前記吐出量制御手段において、前記抽出された流体の流体圧の上限を制御するための圧力制御手段を設けたことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記吐出量制御手段は、ソレノイドへの通電により弁体が駆動して、前記コントロールピストンに供給される流体圧の制御を行う電磁切換弁を備え、前記ソレノイドへの通電量は、前記流体圧モータの回転数を最大とするときに０になるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧モータにより駆動される冷却ファンを有する冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷却システムとしては、例えば、図２に示されるものが知られている。図示されるシステムでは、ラジエータを冷却する冷却ファン３１と、冷却ファン３１を駆動する流体圧モータ３２と、流体圧モータ３２に流体を圧送するためのコントロールピストン３４を備えた可変容量ポンプ３３と、コントロールピストン３４へ供給される流体圧を制御して可変容量ポンプ３３の吐出量を制御する吐出量制御手段３５とを備えている。
冷却ファン３１の回転数（Ｎ）と、前記冷却ファン３１の駆動トルク（＝流体圧モータの３２駆動トルク）（Ｔ）とは、２次関数（Ｔ＝ａＮ2）の関係を有しているため、冷却ファン３１の回転数は、流体圧モータ３２により生じるトルクにより制御される。
前記流体圧モータ３２のトルクは、可変容量ポンプ３３から吐出される流体圧により決定され、この流体圧の制御は、可変容量ポンプ３３のコントロールピストン３４により行われる。尚、前記コントロールピストン３４は、コントロールピストン３４に供給される流体の流体圧により、例えば、斜板式の可変容量ポンプ３３であれば斜板の傾転角を制御するように作用するものである。
前記コントロールピストン３４に供給される流体の流体圧は、吐出量制御手段３５により制御され、前記吐出量制御手段３５では、エンジン冷却水等の温度等に応じて開度が制御される比例弁３６により、コントロールピストン３４に供給される流体の流体圧を制御する。
【０００３】
上記システムは、安全性を確保するために、可変容量ポンプ３３の最大吐出圧を制限する必要がある。このため、可変容量ポンプ３３の吐出口と流体圧モータ３２との間に、圧力制御手段として、リリーフ弁を設けて、最大吐出圧を制限する方法がある。
しかしながら、可変容量ポンプ３３からの吐出圧をリリーフ弁により直接制御するようにしたのでは、リリーフ弁の容量を大きくする必要があり、また、可変容量ポンプ３３から吐出される流体は最大流量で吐出されることになるので無駄な馬力を消費してしまうことになる。
【０００４】
また、可変容量ポンプ３３の吐出圧の制御は、システムの電気系統においてトラブルが生じた場合にフェールセーフ機能を持たせるために、電流値が０の時に吐出圧が最大となるように、図３で示す関係で制御されている。更に、通常、このような冷却システムにおける可変容量ポンプ３３は、効率を考慮して最大吐出圧近傍で最大冷却能力が得られるように設定されている。
しかしながら、最大吐出圧近傍での制御は、電流値が０に近いため、指令のディザ効果が十分に得られず、円滑な吐出圧の制御ができず、結果として、冷却ファン３１の十分な制御が困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、可変容量ポンプからの流体の最大吐出圧の制御を比較的簡易な構成により達成するとともに、可変容量ポンプを最大吐出圧近傍で使用する場合であっても冷却ファンの制御性を高めた冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明者は、鋭意検討の結果、下記の通り解決手段を見出した。
即ち、本発明の冷却システムは、請求項１に記載の通り、冷却ファンを駆動するための流体圧モータと、前記流体圧モータに流体を供給するためにコントロールピストンを備える可変容量ポンプと、前記コントロールピストンに供給される流体圧を制御するための吐出量制御手段とを備え、前記吐出量制御手段には、前記可変容量ポンプの吐出側と前記流体圧モータとを接続する流路から抽出された流体が供給され、前記吐出量制御手段において、前記コントロールピストンに供給される流体圧を、前記流体圧モータに必要なトルクに応じて制御するようにした冷却システムであって、前記吐出量制御手段において、前記抽出された流体の流体圧の上限を制御するための圧力制御手段を設けたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の冷却システムにおいて、前記吐出量制御手段は、ソレノイドへの通電により弁体が駆動して、前記コントロールピストンに供給される流体圧の制御を行う電磁切換弁を備え、前記ソレノイドへの通電量は、前記流体圧モータの回転数を最大とするときに０になるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吐出量制御手段に圧力制御手段を設けることにより、可変容量ポンプの最大吐出量を規制するためのリリーフ弁等の容量を大きくする必要がない。しかも、必要最小限の吐出量で制御することができるので、可変容量ポンプの無駄なエネルギーを消費することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の第１の実施の形態によれば、前記吐出量制御手段において、前記抽出された流体の流体圧の上限を制御するための圧力制御手段を設けたものである。
【０００９】
これにより、可変容量ポンプの吐出圧が高くなると、吐出量制御手段に送られる流体は、所定の流体圧になるまでは、通常通り、コントロールピストンに送られ、可変容量ポンプの吐出圧を制御する。更に、吐出圧が高くなると、吐出量制御手段に送られる流体の一部が圧力制御手段により制限され、可変容量ポンプの吐出圧の高い領域をカットすることができる。
本発明において、流体圧モータに必要な流体圧に応じて制御するためには、例えば、ラジエータの冷却水や油圧回路のオイルクーラー等の温度をセンサにより検知し、この結果に基づいて吐出圧を制御することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、前記吐出量制御手段は、ソレノイドへの通電により弁体が駆動して、前記コントロールピストンに供給される流体圧の制御を行う電磁切換弁を備え、前記ソレノイドへの通電量は、前記流体圧モータの回転数を最大とするときに０になるようにしたものである。
上記電磁切換弁により、本システムにおいて電気系統のトラブルが生じた場合に、電流値を０にし、可変容量ポンプから供給される流体圧を最大にして流体圧モータの回転数を最大にする、いわゆるフェールセーフ機能を持たせることができる。また、電流値が０となる近傍で可変容量ポンプの最大吐出圧が得られ、ディザ効果が得られやすくなる。
【実施例】
【００１１】
次に、本発明の一実施例について図１を用いて説明する。
可変容量ポンプ３として斜板式のピストンポンプを使用し、この可変容量ポンプ３には、コントロールピストン４が設けられている。可変容量ポンプ３の吐出側には、冷却ファン１を備える流体圧モータ２が接続され、図示していないがラジエータ等を冷却する。尚、本実施例では、流体圧モータ２と並列にチェック弁７を設け、供給流量不足時に生じるキャビテーションを防止するようにしている。
前記可変容量ポンプ３の吐出側と流体圧モータ２とを接続する流路は分岐され、吐出量制御手段５の上流側に接続される。この吐出量制御手段５の下流側は、コントロールピストン４に接続され、可変容量ポンプ３の斜板の傾転角を調整できるようになっている。図示されるコントロールピストン４の状態では、可変容量ポンプ３の傾転角は大きく、可変容量ポンプ１の吐出圧の高い状態を示している。
尚、図中Ｌ及びＬ１はそれぞれ、エアー抜き及びオイル抜きのためのポートである。
【００１２】
前記吐出量制御手段５は、切換弁８、電磁比例弁６及びリリーフ弁９を備えている。
前記切換弁８を通過する可変容量ポンプ３から分岐された流体圧は、可変容量ポンプ３から分岐された流体の流体圧と、分岐された流体が絞り１０を介して電磁比例弁６により圧力制御されたラインＭの流体圧及びバネによる付勢力とで制御される。切換弁８の図示されたブロックでは、可変容量ポンプ３から分岐された流体は、コントロールピストン４に送られない。
【００１３】
前記電磁比例弁６によるラインＭの流体圧の制御は、電磁比例弁６の開度に応じて、ラインＭを通過する流体圧を制御することにより行われる。
電磁比例弁６の開度は、ソレノイドコイルに生じる力及びラインＭの流体圧と、バネによる付勢力とで制御される。従って、開度の制御は、ソレノイドコイルにより生じる力による。
このソレノイドコイルには、例えば、ラジエータの冷却水や油圧回路のオイルクーラー等の温度が変換された電流値が送られる。本実施例では、電流値が小さくなるにしたがって、冷却ファン１の回転数を増大させるような制御をするために、図３に示されるように、流体圧モータ２の回転数を増加させる場合は低い電流値が送られ、冷却ファン１の回転数を下げる場合は高い電流値が送られる。
そして、低い電流値がソレノイドコイルに送られた場合には、電磁比例弁６の開度が狭められラインＭの圧力が上昇し、反対に、高い電流値が送られた場合にはラインＭの圧力が低下する。
【００１４】
上記ラインＭの流体圧の制御が行われる状態で、切換弁８を通過する流体の量は、ラインＭの流体圧及びバネによる付勢力と、流体圧ポンプ３からの流体の流体圧とで制御される。
前記電流値が低いとラインＭの流体圧が高くなり、切換弁８は、図示されるブロックの状態となり、コントロールピストン４に流体は供給されず、流体圧ポンプ３の斜板の傾転角は大きいまま、即ち、吐出圧が高い状態を維持する。そして、電流値が高くなるとラインＭの流体圧が下がり、切換弁８の開度は広くなる。その結果、流体圧ポンプ３から吐出される流体は、切換弁８及び絞り１２を介してコントロールピストン４に流入して、斜板の傾転角度を小さくして吐出圧を抑えるように作動する。
【００１５】
そして、本実施例では、吐出量制御手段５において、流体圧ポンプ３から供給される流体を絞り１０及びリリーフ弁９を介してタンク１４に戻すようにしている。
このリリーフ弁９は、絞り１０により絞られた流体圧とバネによる付勢力とで制御され、絞り１０により絞られた流体圧が、バネによる付勢力よりも大きくなった場合に、タンク１４へ接続するようになっている。
上記のように吐出量制御手段５にリリーフ弁９を設けるだけで、流体圧ポンプ２の吐出圧を規制することができるようになるので、流体圧ポンプ２の吐出圧を直接リリーフ弁９により規制する場合に比べて、リリーフ弁９の容量を小さくすることができる。また、電流値の小さい範囲で、ほぼ最高の吐出圧が得られるのでディザ効果を得やすくなり、円滑に冷却ファン１の回転数の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例の冷却システムの説明図
【図２】従来の冷却システムの説明図
【図３】流体圧ポンプの吐出圧と制御弁の電流値との関係を示す制御線図
【符号の説明】
【００１７】
１    冷却ファン
２    流体圧モータ
３    可変容量ポンプ
４    吐出圧制御手段
５    吐出量制御手段
６    電磁比例弁
７    チェック弁
８    切換弁
９    リリーフ弁
１０    絞り
１１    絞り
１２    絞り
１４    タンク
３１    冷却ファン
３２    流体圧モータ
３３    可変容量ポンプ
３４    吐出量制御手段
３５    吐出量制御手段
３６    比例制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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