(57)【要約】【課題】開閉式グリル機構によりグリルが閉塞状態にあるときでも冷却ファンで回生を行うことができるようにする。【解決手段】車両は、開閉式グリル機構３と、ラジエータ２と、ラジエータ用冷却ファン装置１とを備える。エンジンルームの床板６には外気導入口６１が設けられている。開閉式グリル機構３が閉塞状態にあり且つ車速が所定の速度を超えるときは、角度変更機構で冷却ファン４１の角度を変更することにより、外気導入口６１からエンジンルームに導入される走行風を冷却ファン４１に当てて回生を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方部に設けられたグリルから外気を導入する状態と該導入を阻止する状態とに切り変え自在な開閉式グリル機構と、該開閉式グリル機構の後方に配置されたラジエータとを備える車両に設けられ、前記ラジエータを冷却する冷却ファンと、二次電池からの給電により該冷却ファンを駆動するファン駆動用電動機と、該ファン駆動用電動機を制御するコントローラとを備えるラジエータ用冷却ファン装置において、
前記グリルとは別の外気導入口と、
前記冷却ファンを、前記グリルから導入された外気が前記ラジエータを通過して該冷却ファンに当る状態と、前記外気導入口から導入された外気が前記ラジエータを通過することなく該冷却ファンに当る状態との何れかの状態に切り換え自在なファン状態切換機構とを備え、
前記コントローラは、前記開閉式グリル機構により前記グリルからの外気導入が阻止された状態で車速が所定速度以上である場合には、前記ファン状態切替機構により前記冷却ファンを前記外気導入口から導入された外気が当る状態とし、その外気による前記冷却ファンの回転によって前記ファン駆動用電動機で発電された電力を前記二次電池に蓄える回生制御を行うことを特徴とするラジエータ用冷却ファン装置。
【請求項２】
請求項１記載のラジエータ用冷却ファン装置において、前記外気導入口を閉塞自在な閉塞機構が設けられることを特徴とするラジエータ用冷却ファン装置。
【請求項３】
請求項２記載のラジエータ用冷却ファン装置において、前記閉塞機構は前記外気導入口の開口量を調整自在に構成されることを特徴とするラジエータ用冷却ファン装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のラジエータ用冷却ファン装置において、
前記冷却ファンは、車両に揺動自在に軸支され、
前記ファン状態切替機構は、前記冷却ファンを揺動させることにより前記冷却ファンの状態を切り換えるように構成され、
前記閉塞機構は、前記冷却ファンとリンク部材を介して連結され、前記ファン状態切換機構で前記冷却ファンを揺動させることにより、該リンク部材を介して前記開閉機構が開閉されることを特徴とするラジエータ用冷却ファン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生機能を有するラジエータ用冷却ファン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両前方部に設けられたグリルと、グリルの後方に配置されたラジエータとを備える車両に設けられ、二次電池の電力供給により駆動するファン駆動用電動機と、ファン駆動用電動機により駆動されラジエータを冷却する冷却ファンとを備えるラジエータ用冷却ファン装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、ラジエータの冷却が必要なく、且つ車速等の所定の条件を満たす場合には、グリルからエンジンルーム内に導入される外気（走行風）によって回転される冷却ファンを制動することにより電動機で発電させ、これにより得られた電力を二次電池に蓄える回生制御を行っている。
【０００４】
又、従来、車両前方部に設けられたグリルを開閉自在に構成した開閉式グリル機構が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２のものによれば、暖機中にグリルを閉じて、走行風がエンジンルーム内に導入されることを阻止し、ラジエータが必要以上に冷却されることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８９００６号公報
【特許文献２】特開平６−１０６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
開閉式グリル機構を備える車両に設けられたラジエータ用冷却ファンにより回生制御を行う場合、暖機中等でグリルが閉塞されていると冷却ファンには外気（走行風）が当らず、回生を行うことができない。
【０００７】
本発明は、開閉式グリル機構を備える車両に設けられるラジエータ用冷却ファン装置において、開閉式グリル機構によりグリルが閉塞状態にあるときでも冷却ファンで回生を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、車両前方部に設けられたグリルから外気を導入する状態と該導入を阻止する状態とに切り変え自在な開閉式グリル機構と、該開閉式グリル機構の後方に配置されたラジエータとを備える車両に設けられ、前記ラジエータを冷却する冷却ファンと、二次電池からの給電により該冷却ファンを駆動するファン駆動用電動機と、該ファン駆動用電動機を制御するコントローラとを備えるラジエータ用冷却ファン装置において、前記グリルとは別の外気導入口と、前記冷却ファンを、前記グリルから導入された外気が前記ラジエータを通過して該冷却ファンに当る状態と、前記外気導入口から導入された外気が前記ラジエータを通過することなく該冷却ファンに当る状態との何れかの状態に切り換え自在なファン状態切換機構とを備え、前記コントローラは、前記開閉式グリル機構により前記グリルからの外気導入が阻止された状態で車速が所定速度以上である場合には、前記ファン状態切替機構により前記冷却ファンを前記外気導入口から導入された外気が当る状態とし、その外気による前記冷却ファンの回転によって前記ファン駆動用電動機で発電された電力を前記二次電池に蓄える回生制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、グリルが閉塞されているときには、外気導入口から導入された外気（走行風）により冷却ファンが回転するように冷却ファンの状態を切り換えている。これにより、暖機運転中であっても、冷却ファンにより回生することができる。
【００１０】
又、本発明においては、外気導入口を閉塞自在な閉塞機構を設けることが好ましい。かかる構成によれば、回生を行わない場合には、外気導入口が閉塞されるため、外気がエンジンルーム等に入り込むことを阻止できる。これにより、空気抵抗を減少させることができ、燃費を向上させることができる。
【００１１】
又、前記閉塞機構は外気導入口の開口量を調整自在に構成することが好ましい。かかる構成によれば、例えば、減速している場合には、外気導入口を大きく開口させることができ、外気の導入を増加させ、回生量の低下を抑制させることができる。
【００１２】
又、本発明においては、前記冷却ファンは、車両に揺動自在に軸支され、前記ファン状態切替機構は、冷却ファンを揺動させることにより冷却ファンの状態を切り換えるように構成され、前記閉塞機構は冷却ファンとリンク部材を介して連結され、ファン状態切換機構で冷却ファンを揺動させることにより、リンク部材を介して開閉機構が開閉されるように構成することが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、ファン状態切換機構で開閉機構を制御することができ、別途開閉機構用のアクチュエータを設ける場合と比較して、部品点数を減少させることができ、小型化、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のラジエータ用冷却ファン装置を搭載した車両の実施形態を示す説明図。
【図２】実施形態のラジエータ用冷却ファン装置の冷却ファンが第１の所定角度であるときの状態を示す説明図。
【図３】実施形態のラジエータ用冷却ファン装置の冷却ファンが第２の所定角度であるときの状態を示す説明図。
【図４】実施形態の車両の構成を示すブロック図。
【図５】実施形態のラジエータ用冷却ファン装置のコントローラの作動を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のラジエータ用冷却ファン装置の実施形態を図１〜５を参照して説明する。実施形態のラジエータ用冷却ファン装置１は、車両前方のエンジンルームＲ内に配置されたラジエータ２の後方に配置される。ラジエータ２の前方には開閉式グリル機構３が配置されている。
【００１６】
開閉式グリル機構３は、車両前方部のボンネットＢ１とバンパＢ２との間に配置され、グリルＧを閉塞するための閉塞板３１と、グリル用アクチュエータ３２とを備える。閉塞板３１は、ブラケット３１ａを介して車両の左右方向に延びる閉塞板用軸Ｌ１で揺動自在に軸支され、ブラケット３１ａに設けられたレバー３１ｂにグリル用アクチュエータ３２のピストン３２ａが連結されている。
【００１７】
グリル用アクチュエータ３２はピストン３２ａを上下に移動させる。ピストン３２ａが、図１（ｂ）に示すように、下方に移動すると、閉塞板３１がレバー３１ｂ及びブラケット３１ａを介して上方へ揺動し、グリルＧが開口される。逆に、ピストン３２ａが、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、上方に移動すると、閉塞板３１がレバー３１ｂ及びブラケット３１ａを介して前方へ揺動し、グリルＧが閉塞される。
【００１８】
ラジエータ用冷却ファン装置１は、ラジエータ２の後面に沿うように配置された冷却ファン４１と、冷却ファン４１を駆動させるファン駆動用電動機７６（図４参照）と、ファン駆動用電動機７６を制御するコントローラ７３（図４参照）と、ファン状態切換機構５とを備える。
【００１９】
冷却ファン４１は、ラジエータ２を通過した外気（走行風）を冷却ファン４１に導くためのシュラウド（導風板）４２の中央に設けられている。シュラウド４２は、上端縁部に設けられた左右方向に延びるシュラウド用軸Ｌ２により冷却ファン４２と共に後方へ揺動自在となっている。又、シュラウド４２の下端部には、ワイヤーＹが設けられている。ワイヤーＹはシュラウド４２の後方に間隔を存して配置されたプーリ５１ａを介してファン状態切換用電動機５１の回転軸に設けられたスプール（図示省略）に接続されている。
【００２０】
シュラウド４２は、ファン状態切換用電動機５１を駆動させてスプールでワイヤーＹを巻き取ることにより、冷却ファン４２と共に、後方へ揺動した状態となる。又、後方へ揺動したシュラウド４２は、ファン状態切換用電動機５１でワイヤーＹの巻き取りを解除することにより、自重でラジエータ２の後面に沿う状態に戻る。
【００２１】
即ち、実施形態のラジエータ用冷却ファン装置１のファン状態切替機構５は、後方へ揺動自在なシュラウド４２、ワイヤーＹ、プーリ５１ａ及びファン状態切換用電動機５１で構成される。
【００２２】
エンジンルームＲの底板６には、ラジエータ２及びシュラウド４２の下方に位置させて、矩形状に開口する外気導入口６１が設けられている。外気導入口６１は蓋部材６２で閉塞されており、又、蓋部材６２は外気導入口６１の前端縁近傍で上方に揺動自在に軸支されている。蓋部材６２は、前板部６２ａと後板部６２ｂとで構成され、前板部６２ａの後端縁は、後板部６２ｂの前端縁と揺動自在に連結されている。後板部６２ｂの左右方向の両側縁部には、上方に向かって延びる突片６２ｃが夫々設けられている。
【００２３】
突片６２ｃには、シュラウド４２の側縁に揺動自在に連結されたリンク部材６３が揺動自在に設けられている。このリンク部材６３により、シュラウド４２の揺動に伴って蓋部材６２が上方に揺動し、外気導入口６１が開口する。
【００２４】
具体的には、シュラウド４２の揺動角度が図２に示す第１の所定角度の場合には、蓋部材６２の後板部６２ｂのみが前板部６２ａの前端縁を軸に上方へ回動する状態となって、外気導入口６１の後方部が開口する。シュラウド４２の揺動角度を第１の所定角度よりも大きい第２の所定角度とすると、図３に示すように、蓋部材６２全体が上方へ揺動し、外気導入口６１が全開となる。
【００２５】
本実施形態では、蓋部材６２とリンク部材６３により、シュラウド４２の揺動角度に連動して開閉される閉塞機構を構成している。
【００２６】
又、本実施形態の車両は、図４に示すように、エンジン水温センサ７１と、車速センサ７２と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）等で構成されるコントローラ７３と、二次電池（バッテリ）７４と、パワードライブユニット（ＰＤＵ）等で構成されるファンモータ駆動回路７５とを備える。
【００２７】
コントローラ７３は、エンジン水温センサ７１から受信したエンジン水温信号と、車速センサ７２から受信した車速信号とに基づいて、グリル用アクチュエータ３２、ファン状態切換用電動機５１、ファンモータ駆動回路７５に制御信号を送信する。
【００２８】
図５を参照して、コントローラ７３の作動を説明する。コントローラ７３は、ＳＴＥＰ１でエンジン水温Ｔｗが予め設定された所定の第１水温Ｔｗ１（例えば、７０℃）を超えているか否かをチェックする。エンジン水温Ｔｗが第１水温Ｔｗ１以下である場合には、ＳＴＥＰ２に進み、コントローラ７３はグリル用アクチュエータ３２を制御してグリルＧを閉塞板３１で閉塞させる。
【００２９】
そして、ＳＴＥＰ３に進み、車速Ｖが予め設定された所定の車速Ｖ１（例えば、６０ｋｍ／ｈ）を超えているか否かをチェックする。所定の車速Ｖ１は、ファン駆動用電動機７６により回生可能な走行風を得られる車速を予め実験により求めて設定されている。車速Ｖが所定の車速Ｖ１を超えている場合には、ＳＴＥＰ４に進み、車両が減速状態であるか否かをチェックする。減速状態であるか否かは、車速センサ７２から入力される信号に基づき、車速の変化率を求めることによりチェックできる。
【００３０】
ＳＴＥＰ４で減速状態でない場合には、ＳＴＥＰ５に進み、コントローラ７３はファン状態切換用電動機５１（揺動角度変更用電動モータ）を制御して、図２に示すように、シュラウド４２の揺動角度を第１の所定角度とすると共に、蓋部材６２の後板部６２ｂを上方に揺動させて、底板６の外気導入口６１の後方部を開口させる。
【００３１】
そして、ＳＴＥＰ６に進み、コントローラ７３はファンモータ駆動回路７５を制御して、ファン駆動用電動機７６の発電により得られた電力を二次電池７４に蓄電させる。
【００３２】
ＳＴＥＰ４で、車両が減速状態である場合には、ＳＴＥＰ７に分岐し、コントローラ７３は、ファン状態切換用電動機５１（揺動角度変更用電動モータ）を制御して、図３に示すように、シュラウド４２の揺動角度を第２の所定角度とすると共に、蓋部材６２全体を上方に揺動させて、外気導入口６１を全開に開口させる。そして、ＳＴＥＰ６に進み、回生制御を行う。
【００３３】
車両が減速状態にあるときに上記ＳＴＥＰ７からＳＴＥＰ６の如く制御することにより、外気導入口６１からより多くの外気（走行風）を導入させることができると共に、冷却ファン４１も走行風が適切に当る向きとなる。従って、車両の減速により走行風の風速が弱まる場合であっても、回生量の低下を抑制させることができる。
【００３４】
ＳＴＥＰ１でエンジン水温Ｔｗが第１水温Ｔｗ１を超えている場合には、ＳＴＥＰ８に分岐し、コントローラ７３はグリル用アクチュエータ３２を制御してグリルＧを開口させ、グリルＧから走行風がラジエータ２に供給されるようにする。又、これと共にシュラウド４２が揺動している場合には、図１に示す如く、元の状態に戻し、外気導入口６１を蓋部材６２で閉塞させる。
【００３５】
そして、ＳＴＥＰ９に進み、エンジン水温Ｔｗが第１水温よりも高い温度に予め設定された第２水温Ｔｗ２（例えば、９０℃）を超えているか否かをチェックする。エンジン水温Ｔｗが第２水温Ｔｗ２を越えていない場合には、ＳＴＥＰ６に進み、回生制御を行う。
【００３６】
ＳＴＥＰ９でエンジン水温Ｔｗが第２水温Ｔｗ２を超えている場合には、ＳＴＥＰ１０に進み、コントローラ７３は、ファンモータ駆動回路７５を制御して、二次電池７４の電力を用いてファン駆動用電動機７６を駆動させて、冷却ファン４１を回転させ、ラジエータ２の冷却を促進させる。
【００３７】
実施形態のラジエータ用冷却ファン装置１によれば、グリルが閉塞されている場合でもファン駆動用電動機７６による回生を行うことができる。従って、暖機運転制御と回生制御とを同時に行うことができる。
【００３８】
又、外気導入口６１の開度を制御することができるため、車両が減速状態にあるときでも回生を良好に行うことができる。
【００３９】
又、１つのファン状態切換用電動機５１で、冷却ファン４１の揺動させると共に外気導入口６１を開口させることができるため、２つの電動機を用いてファン状態切替機構５と蓋部材６２及びリンク部材６３で構成される閉塞機構とを個別に作動させる場合と比較して、構成を簡略化でき、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
又、暖機も回生も行わない場合には、開閉式グリル機構３でグリルＧが閉塞状態とし、蓋部材６２で底板６の外気導入口６１も閉塞状態とするため、エンジンルームＲ内に走行風が入り込まず、車両が受ける空気抵抗を低減させることができる。
【００４１】
尚、実施形態においては、ファン状態切替機構５の駆動源として電動機５１を用いているが、これに限らず、例えば、開閉式グリル機構３のように直動型アクチュエータを用いて冷却ファン４１を揺動させるように構成してもよい。この場合、例えば、開閉式グリル機構３のレバー３１ｂと同様に機能するレバーをシュラウド４２に設け、直動型アクチュエータのピストンをシュラウド４２に設けたレバーに連結すればよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ラジエータ用冷却ファン装置、２…ラジエータ、３…開閉式グリル機構、３１…閉塞板、３１ａ…ブラケット、３１ｂ…レバー、３２…グリル用アクチュエータ、３２ａ…ピストン、４１…冷却ファン、４２…シュラウド、５…ファン状態切替機構、５１…ファン状態切換用電動機、５１ａ…プーリ、６…底板、６１…外気導入口、６２…蓋部材、６２ａ…前板部、６２ｂ…後板部、６２ｃ…突片、６３…リンク部材、６４…案内板、７１…エンジン水温センサ、７２…車速センサ、７３…コントローラ（ＥＣＵ）、７４…二次電池、７５…ファンモータ駆動回路（ＰＤＵ）、７６…ファン駆動用電動機、Ｂ１…ボンネット、Ｂ２…バンパ、Ｇ…グリル、Ｌ１…閉塞板用軸、Ｌ２…シュラウド用軸、Ｔｗ…エンジン水温（現状のもの）、Ｔｗ１…第１水温、Ｔｗ２…第２水温、Ｖ…車速（現状のもの）、Ｖ１…所定の車速、Ｒ…エンジンルーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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