車両用グリルシャッターの制御方法
【課題】 重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費が向上する車両用グリルシャッターの制御方法を提供すること。
【解決手段】
ラジエータ３に外気を導入する外気導入口２１ａ、２１ｂに設けられるラジエータグリル２０ａ、２０ｂと、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３の間に設けられ、発電機能を有するクロスフローファン３０ａ、３０ｂと、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを制御する制御装置５０と、を備える車両用グリルシャッターの制御方法であって、制御装置５０は、エンジン４内を通る冷却水の水温と、車両が減速中か、減速中ではないかの判定に基づいてクロスフローファン３０ａ、３０ｂを外気導入口２１ａ、２１ｂが閉じる閉位置と、開く開位置とを移動させ、回転が規制されるロック又は回転が許容されるアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択するステップを有する車両用グリルシャッターの制御方法。
【解決手段】
ラジエータ３に外気を導入する外気導入口２１ａ、２１ｂに設けられるラジエータグリル２０ａ、２０ｂと、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３の間に設けられ、発電機能を有するクロスフローファン３０ａ、３０ｂと、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを制御する制御装置５０と、を備える車両用グリルシャッターの制御方法であって、制御装置５０は、エンジン４内を通る冷却水の水温と、車両が減速中か、減速中ではないかの判定に基づいてクロスフローファン３０ａ、３０ｂを外気導入口２１ａ、２１ｂが閉じる閉位置と、開く開位置とを移動させ、回転が規制されるロック又は回転が許容されるアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択するステップを有する車両用グリルシャッターの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能を備えた車両用グリルシャッターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用グリルシャッターの制御方法として、外気を導入する状態と外気を塞ぐ状態とを切り替えられる開閉式グリル機構と、開閉式グリル機構とは別に外気導入口と、開閉式グリル機構の後ろにラジエータと、電動冷却ファンと、コントローラと、ファン状態切替機構と、を備え、暖機運転時や所定車速以上走行時には開閉式グリル機構を閉塞して外気導入口に冷却ファンを向けることで発電を行なうものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の車両用グリルシャッターの制御方法として、電動冷却ファンを供える車両用熱交換器において、電動冷却ファンのピッチ角度を、高速走行時には水平にして走行風による空気抵抗を減少させ、低温時には垂直にしてエンジン側への走行風を遮断することによってエンジンの過冷却を防止し、車両の高速走行時や減速時には最適な角度に回動させラジエータを通過した走行風によって電動冷却ファンを回転させ、発電を行なうものがある（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４８７４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の走行状態に合わせてラジエータ後方で電動冷却ファンを回動させる車両用グリルシャッターの制御方法では、開閉式グリル機構と電動冷却ファンとを別々に設けている為、エンジンルーム内のスペースを必要とし、更には車両の重量が大きくなり燃費を悪化させる問題がある。電動冷却ファンを回転させて発電を行なう為の走行風を取込む外気導入口を車両正面に配置出来ない為、外気導入口を車両正面に配置した場合よりも走行風の取込みと電動冷却ファンで発電する場合に発電効率が低下する問題がある。
【０００６】
また特許文献２の走行状態に合わせてラジエータ後方で回動させる電動冷却ファンの制御方法では、ラジエータを通過した走行風を利用する為、走行風の風速が落ち、電動冷却ファンによる発電効率が下がる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費が向上する車両用グリルシャッターの制御方法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】
【０００８】
本発明の第１の課題解決手段は、ラジエータに外気を導入する外気導入口に設けられるラジエータグリルと、
前記ラジエータグリルと前記ラジエータの間に設けられ、発電機能を有する電動冷却ファンと、エンジン内を通る冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記電動冷却ファンを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記水温状態検出手段による水温の状況に基づき、暖機状態を前記水温が第１設定温度となるまで前記エンジンを暖める第１暖機状態と、前記第１暖機状態よりも前記水温が高く、前記水温が第２設定温度内にとどまる第２暖機状態と、前記第２暖機状態よりも前記水温が高い第３暖機状態とのいずれかに区分する第１ステップと、前記第２暖機状態または前記第３暖機状態の場合、前記走行状態検出手段により車両が減速中か否かを判定する第２ステップと、前記第１ステップと、前記第２ステップとの判定に基づいて前記電動冷却ファンを前記外気導入口が閉じる閉位置と前記外気導入口が開く開位置とを移動させ、前記電動冷却ファンの回転を規制するロック又は回転を許容するアンロック若しくは前記電動冷却ファンへ駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択する第３ステップと、を有する車両用グリルシャッターの制御方法車両用グリルシャッターの制御方法である。
【０００９】
本発明の第２の課題解決手段は、前記第１ステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第１の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つアンロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１０】
本発明の第３の課題解決手段は、前記第１ステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第２の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つアンロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１１】
本発明の第４の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第１暖機状態と判定される場合又は前記第１のステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定された場合は、前記第３ステップでグリルシャッターモードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１２】
本発明の第５の課題解決手段は、前記制御手段は、前記第２ステップと前記第３ステップとの間で、前記第３暖機状態であって前記車両が減速中ではないと判定されたとき、前記水温が第３設定温度より高い要冷却状態かどうかを判定する第４ステップを有する、ことを特徴とする制御方法である。
【００１３】
本発明の第６の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より低い前記第３暖機状態と判定された場合は、前記第３ステップで通常冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする、車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１４】
本発明の第７の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より高い前記要冷却状態と判定された場合は、前記第３ステップで強制冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つ前記電動ファンを強制駆動させる、ことを特徴とする、車両用グリルシャッターの制御方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用グリルシャッターの制御方法では、第１ステップと第２ステップと第３ステップとを用いてエンジンの暖機状態及び車両の走行状態に合わせてモードを選択し、電動冷却ファンを開位置又は閉位置に移動して外気導入口を開閉し、電動冷却ファンをロック又はアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うことで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来の電動冷却ファンとグリルシャッターとを別々に設ける場合と比べてエンジンルーム内のスペースが広くなり重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費を向上できる。さらに、電動冷却ファンは、ラジエータグリルとラジエータとの間に設けられる為、ラジエータグリルから導入された外気は直接電動冷却ファンに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００１６】
また、第４ステップで判定し、第３ステップで電動冷却ファンの回転を許容するアンロック又は駆動力を与える強制駆動の制御を行うことで、強制駆動時には、より多くの外気を直接ラジエータに当て、冷却性能を上げることができる。
【００１７】
また、エンジンが第１暖機状態か、第２暖機状態であって車両が減速中でないときのグリルシャッターモードの場合、電動冷却ファンは、閉位置にあり且つロックされるため、車両走行時にラジエータへの外気の導入が抑制されエンジンの早期暖機が可能になる。更に、外気導入口を塞ぐことで走行抵抗が低減して、燃費向上が図れる。
【００１８】
また、エンジンが第２暖機状態であって車両が減速中の第１の走行風発電モードの場合、電動冷却ファンは、閉位置にあり且つアンロックされるため、車両の減速時に外気により電動冷却ファンは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００１９】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中でなく、前記水温が前記第３設定温度より低い、通常冷却モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。
【００２０】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中の第２の走行風発電モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあり且つアンロックされるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。更に、車両の減速時に外気により電動冷却ファンは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００２１】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中でなく前記水温が前記第３設定温度より高い、強制冷却モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。更に、電動冷却ファンを強制駆動するため、より多くの外気を直接ラジエータに当て、冷却性能を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のグリルシャッターが設けられた車両の前方の斜視図である。
【図２】本発明のグリルシャッターがグリルシャッターモードの場合の説明図である。
【図３】本発明のクロスフローファン及び移動機構を駆動するための構成を示したブロック図である。
【図４】本発明のグリルシャッターが第１の走行風発電モードの場合の説明図である。
【図５】本発明のグリルシャッターが第２の走行風発電モードの場合の説明図である。
【図６】本発明のグリルシャッターが通常冷却モードの場合の説明図である。
【図７】本発明のグリルシャッターが強制冷却モードの場合の説明図である。
【図８】本発明のグリルシャッターの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、グリルシャッター１０（車両用グリルシャッター）が設けられた車両１の前方の斜視図である。車両１の前方には、フロントバンパー２の上方の外気導入口２１ａ、下方の外気導入口２１ｂにラジエータグリル２０ａ、２０ｂが各々設けられている。グリルシャッター１０は、フロントバンパー２の内側で、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂにより車両１の外側からは見えないように設けられている。
【００２５】
図２は、本発明のグリルシャッター１０がグリルシャッターモードの場合の説明図である。グリルシャッター１０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂ（電動冷却ファン）と、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを上下方向に移動する移動機構４０と、を備える構成である。なお、クロスフローファンとは、羽根の幅が直径に比べて大きく、気流は軸に垂直な方向から吸い込まれ、幅の広い膜状の吹き出し気流が得られるファン構造である。
【００２６】
クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータ３へ外気を導入する外気導入口２１ａ、２１ｂに設けられるラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間で、フロントバンパー２内の曲線部に沿うように収納される。クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータ３を冷却する冷却ファンとしての機能と、走行風を受けて回転して発電する発電機としての機能とを備える。
【００２７】
移動機構４０は、アクチュエータ４１と、アクチュエータ４１により上下方向に移動するガイド４２ａ、４２ｂとから構成される。ガイド４２ａ、４２ｂの端部には、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが各々取り付けられ、ガイド４２ａ、４２ｂと一体で上下方向に移動する。
【００２８】
制御装置５０（制御手段）は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが外気導入口２１ａ、２１ｂを閉じる位置（以下閉位置）と、外気導入口２１ａ、２１ｂを開く位置（以下開位置）とを移動するよう移動機構４０を制御する。また、制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロック又はアンロック又は強制駆動する。
【００２９】
グリルシャッターモードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により閉位置で、回転がロックされた状態で、発電機としては機能しない。車両１の走行状態において、外気導入口２１ａ、２１ｂからエンジンルーム５内に外気を流入させないようにしている。
【００３０】
ここで、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが駆動するため構成を示したブロック図である図３について説明する。ラジエータ３とエンジン４との間の冷却水の循環構造は周知である。循環構造は、エンジン４内の冷却水がラジエータ３へと排出される排出側配管（図示せず）と、ラジエータ３内からエンジン４へと冷却水が供給される供給側配管（図示せず）と、排出側配管と供給側配管とを連結するバイパス配管（図示せず）と、冷却水を配管内で循環させるためのウォーターポンプ（図示せず）とで構成されている。冷却水を冷やす必要がある場合は、冷却水がエンジン４から排出側配管、ラジエータ３、供給側配管、そして、エンジン４へと循環する。冷却水を冷やす必要がない場合は、冷却水がエンジン４から排出側配管、バイパス配管、供給側配管、そして、エンジン４へと循環する。
【００３１】
本発明は、循環構造内の冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段５１（例えば水温センサ）が、バイパス配管よりもエンジン４側で排出側配管又は供給側配管のいずれか一方に設けられている。これにより、エンジン側の冷却水の温度変化を常に検出することができる。
【００３２】
クロスフローファン３０ａ、３０ｂ及び移動機構４０は、エンジン４内の冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段５１からの信号及び車両１の走行状態（減速中か否か）を検出する走行状態検出手段５２からの信号が制御装置５０へ入力され、これらの信号に基づき、制御装置５０がモードを選択し、そのモードに適した信号を制御装置５０から出力することで駆動する。走行状態検出手段５２は、加速度等や制動動作を行ったことを検出することができる。例えば、タイヤに設けられた加速度センサ等によって加速度を検出する。
【００３３】
図４は、本発明のグリルシャッター１０が第１の走行風発電モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により閉位置で、回転がアンロックされた状態である。第１の走行風発電モードでは、車両１の減速、制動時等において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを回転して、エンジンルーム５内から掃気される。このときクロスフローファン３０ａ、３０ｂは発電機として機能し、走行エネルギーを回生する。
【００３４】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ａから流入した外気をエンジンルーム５内の上方へ掃気する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから流入した外気をエンジンルーム５内の下方へ掃気する。このとき、エンジンルーム５内に流入した外気は、ラジエータ３を回避するように上下方向に掃気されるため、外気がラジエータ３に直接当たることを抑制する。
【００３５】
図５は、本発明のグリルシャッター１０が第２の走行風発電モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、回転がアンロックされた状態である。第２の走行風発電モードでは、車両１の減速、制動時等において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを回転して、エンジンルーム５内から掃気される。このときクロスフローファン３０ａ、３０ｂは発電機として機能し、走行エネルギーを回生する。
【００３６】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ａから流入した外気をエンジンルーム５内の下方へ掃気する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから流入した外気をエンジンルーム５内の上方へ掃気する。このとき、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は直接ラジエータ３に当たり、エンジンルーム５内から掃気される。
【００３７】
図６は、本発明のグリルシャッター１０が通常冷却モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、回転がロックされた状態で、発電機としては機能しない。車両１の走行状態において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は直接ラジエータ３に当たり、エンジンルーム５内から掃気される。
【００３８】
図７は、本発明のグリルシャッター１０が強制冷却モードの場合の説明図である。強制冷却モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、強制的に駆動するよう制御された状態である。制御装置５０より電力が供給されて強制的に駆動し、強制冷却用ファンとして機能する。
【００３９】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ａから取り入れられた外気はクロスフローファン３０ａを介して、ラジエータ３に送られ、ラジエータ３を強制冷却する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから取り入れられた外気はクロスフローファン３０ｂを介して、ラジエータ３に送られ、ラジエータ３を強制冷却する。
【００４０】
図８は、本発明のグリルシャッターの制御フローチャートである。第１ステップＳ１はエンジン４内の水温Ｔに基づいて暖機状態を判定し、ステップＳ１ＡとステップＳ１Ｂを有する。第２ステップＳ２は減速しているかを判定し、ステップＳ２ＡとステップＳ２Ｂを有する。第３ステップＳ３は状況に応じてモードを選択し、ステップＳ３ＡとステップＳ３ＢとステップＳ３ＣとステップＳ３ＤとステップＳ３Ｅとを有する。第４ステップＳ４はエンジン４内の水温Ｔが第３設定温度より高い要冷却状態か否かを判定する。
【００４１】
スタートして、ステップＳ１Ａではエンジン４内の水温Ｔが第１設定温度Ｔ１（例えば９０℃）未満かの判定を行い、水温Ｔが第１設定温度Ｔ１未満であればステップＳ１Ｂに、第１設定温度Ｔ１以上であればステップＳ２Ｂに進む。ステップＳ１Ｂでは水温Ｔが第２設定温度Ｔ２（例えば７０℃）未満かの判定を行い、水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満であればステップＳ３Ａのグリルシャッターモードとなり、第２設定温度Ｔ２以上であればステップＳ２Ａに進む。ステップＳ２Ａでは減速をしているかの判定を行い、減速していればステップＳ３Ｂの第１の走行風発電モードとなり、減速していなければステップＳ３Ａのグリルシャッターモードとなる。ステップＳ２Ｂでは減速をしているか判定を行い、減速していればステップＳ３Ｃの第２の走行風発電モードとなり、減速していなければステップＳ４に進む。ステップＳ４では水温Ｔが第３設定温度Ｔ３（例えば９５℃）未満か判定を行い、第３設定温度Ｔ３未満であればステップＳ３Ｄの通常冷却モードとなり、第３設定温度Ｔ３以上であればステップＳ３Ｅの強制冷却モードとなる。ステップＳ３Ａのグリルシャッターモード、ステップＳ３Ｂの第１の走行風発電モード、ステップＳ３Ｃの第２の走行風発電モード、ステップＳ３Ｄの通常冷却モード、ステップＳ３Ｅの強制冷却モードからはリターンに進む。
【００４２】
なお、エンジン４内の水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満（水温が第１設定温度となるまでエンジンを暖める第１暖機状態）を暖機状態、第２設定温度Ｔ２以上第１設定温度Ｔ１未満（水温Ｔが第２設定温度Ｔ２と第１設定温度Ｔ１と間にとどまる第２暖機状態）を半暖機状態、第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満（水温Ｔが半暖機状態より高い第３暖機状態）を完全暖機状態、第３設定温度Ｔ３以上を要冷却状態とする。
【００４３】
（グリルシャッターモード）
車両１のエンジン４の水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満の暖機状態であるか、水温Ｔが第２設定温度Ｔ２以上第１設定温度Ｔ１未満の半暖機状態であって車両が減速していない場合、図２に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを閉位置までガイド４２ａを上昇させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを閉位置までガイド４２ｂを下降させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロックする。
【００４４】
（第１の走行風発電モード）
水温Ｔが第２設定温度Ｔ２以上であり第１設定温度Ｔ１未満の半暖機状態であって車両が減速している場合、図４に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを閉位置までガイド４２ａを上昇させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを閉位置までガイド４２ｂを下降させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をアンロックする。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂで発電した電力を図示しない蓄電池に貯える。
【００４５】
（第２の走行風発電モード）
水温Ｔが第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満の完全暖機状態であって車両が減速している場合、図５に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが開位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をアンロックする。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂで発電した電力を図示しない蓄電池に貯える。
【００４６】
（通常冷却モード）
水温Ｔが第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満の完全暖機状態であって車両が減速していない場合、図６に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが開位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロックする。
【００４７】
（強制冷却モード）
水温Ｔが第３設定温度Ｔ３以上の要冷却状態であって車両が減速していない場合、図７に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂに電力を供給して強制的に駆動し、エンジン４の冷却状態が最適となるようにラジエータ３を強制冷却する。
【００４８】
次に、本発明のグリルシャッター１０の効果について説明する。
【００４９】
グリルシャッター１０の制御方法では、車両１の走行状態に合わせて、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを開位置又は閉位置に移動して外気導入口２１ａ、２１ｂを開閉し、クロスフローファン３０ａ、３０ｂをロック又はアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うことで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来の電動冷却ファンとグリルシャッター１０とを別々に設ける場合と比べてエンジンルーム５内のスペースが広くなり重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費を向上できる。また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間に設けられる為、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂから導入された外気は直接クロスフローファン３０ａ、３０ｂに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００５０】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転を許容するアンロック又は駆動力を与える強制駆動の制御を行うことで、強制駆動時には、より多くの外気を直接ラジエータ３に当て、冷却性能を上げることができる。
【００５１】
また、グリルシャッターモードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、閉位置にあり且つロックされ、車両走行時にラジエータへの外気の導入が抑制されエンジン４の早期暖機が可能になる。更に、外気導入口２１ａ、２１ｂを塞ぐことで走行抵抗が低減して、燃費向上が図れる。
【００５２】
また、第１の走行風発電モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、閉位置にあり且つアンロックされるため、車両１の減速時に外気によりクロスフローファン３０ａ、３０ｂは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００５３】
また、通常冷却モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。
【００５４】
また、第２の走行風発電モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあり且つアンロックされるため、外気は直接ラジエータ３に当たり、冷却性能を損なわない。更に、車両１の減速時に外気によりクロスフローファン３０ａ、３０ｂは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００５５】
また、強制冷却モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータ３に当たり、冷却性能を損なわない。更に、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを強制駆動するため、より多くの外気を直接ラジエータ３に当て、冷却性能を上げることができる。
【００５６】
また、電動冷却ファンにクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いるため、ファンの枚数を減らし、開位置又は閉位置に移動する構造をとっても省スペースでかつ、モーターの個数も減らすことができる。さらに、外気導入口２１ａ、２１ｂからの外気の多くを回生することが可能になり、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。
【００５７】
また、本発明のグリルシャッター１０では、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを開位置又は閉位置に移動して外気導入口２１ａ、２１ｂを開閉し、クロスフローファン３０ａ、３０ｂをロック又はアンロックすることで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来のクロスフローファン３０ａ、３０ｂとグリルシャッター１０とを別々に設ける場合と比べて、重量の増大を抑えることができる。また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間に設けられる為、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂから導入された外気は直接クロスフローファン３０ａ、３０ｂに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００５８】
本実施例では、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エンジンの油温、排気温といった温度を判定に用いても良い。
【００５９】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エンジン出力、エンジントルク、車速等から、車両の走行状態を検知して判定に用いても良い。
【００６０】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エアコンのオンオフを判定に用いても良い。
【００６１】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に用いる、第１設定温度Ｔ１をサーモスタットの全開での開弁温度、第２設定温度Ｔ２をサーモスタットの開弁し始めの温度、としても良い。
【００６２】
また、２個のクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いたが、１個又は３個以上でもよい。
【００６３】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂはアクチュエータ４１を中心に上下方向対象に移動したが、別々に移動してもよい。
【００６４】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの移動は上下方向に限定されず、他の方向（例えば、左右方向）でもよい。
【００６５】
また、電動冷却ファンにクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いたが、これには限定されずに他の形式のファン（例えば、軸流ファン等）でもよい。
【００６６】
また、移動機構４０は、アクチュエータ４１によりガイド４２ａ、４２ｂを上下方向に移動する構成であるが、これには限定されず、例えばナットが螺合するガイドをアクチュエータで回転して、ナットに取り付けた電動冷却ファンを上下方向に移動する等の構成でもよい。
【００６７】
また、エンジン４の強制冷却は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置の場合に限定されず、開位置又は開位置と閉位置との間であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 車両
３ ラジエータ
１０ グリルシャッター（車両用グリルシャッター）
２０ａ、２０ｂ ラジエータグリル
２１ａ、２１ｂ 外気導入口
３０ａ、３０ｂ クロスフローファン（電動冷却ファン）
５０ 制御装置（制御手段）
５１ 水温状態検出手段
５２ 走行状態検出手段
Ｓ１ 第１ステップ
Ｓ２ 第２ステップ
Ｓ３ 第３ステップ
Ｓ４ 第４ステップ
Ｔ 水温
Ｔ１ 第１設定温度
Ｔ２ 第２設定温度
Ｔ３ 第３設定温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能を備えた車両用グリルシャッターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用グリルシャッターの制御方法として、外気を導入する状態と外気を塞ぐ状態とを切り替えられる開閉式グリル機構と、開閉式グリル機構とは別に外気導入口と、開閉式グリル機構の後ろにラジエータと、電動冷却ファンと、コントローラと、ファン状態切替機構と、を備え、暖機運転時や所定車速以上走行時には開閉式グリル機構を閉塞して外気導入口に冷却ファンを向けることで発電を行なうものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の車両用グリルシャッターの制御方法として、電動冷却ファンを供える車両用熱交換器において、電動冷却ファンのピッチ角度を、高速走行時には水平にして走行風による空気抵抗を減少させ、低温時には垂直にしてエンジン側への走行風を遮断することによってエンジンの過冷却を防止し、車両の高速走行時や減速時には最適な角度に回動させラジエータを通過した走行風によって電動冷却ファンを回転させ、発電を行なうものがある（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３４８７４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の走行状態に合わせてラジエータ後方で電動冷却ファンを回動させる車両用グリルシャッターの制御方法では、開閉式グリル機構と電動冷却ファンとを別々に設けている為、エンジンルーム内のスペースを必要とし、更には車両の重量が大きくなり燃費を悪化させる問題がある。電動冷却ファンを回転させて発電を行なう為の走行風を取込む外気導入口を車両正面に配置出来ない為、外気導入口を車両正面に配置した場合よりも走行風の取込みと電動冷却ファンで発電する場合に発電効率が低下する問題がある。
【０００６】
また特許文献２の走行状態に合わせてラジエータ後方で回動させる電動冷却ファンの制御方法では、ラジエータを通過した走行風を利用する為、走行風の風速が落ち、電動冷却ファンによる発電効率が下がる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費が向上する車両用グリルシャッターの制御方法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】
【０００８】
本発明の第１の課題解決手段は、ラジエータに外気を導入する外気導入口に設けられるラジエータグリルと、
前記ラジエータグリルと前記ラジエータの間に設けられ、発電機能を有する電動冷却ファンと、エンジン内を通る冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記電動冷却ファンを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記水温状態検出手段による水温の状況に基づき、暖機状態を前記水温が第１設定温度となるまで前記エンジンを暖める第１暖機状態と、前記第１暖機状態よりも前記水温が高く、前記水温が第２設定温度内にとどまる第２暖機状態と、前記第２暖機状態よりも前記水温が高い第３暖機状態とのいずれかに区分する第１ステップと、前記第２暖機状態または前記第３暖機状態の場合、前記走行状態検出手段により車両が減速中か否かを判定する第２ステップと、前記第１ステップと、前記第２ステップとの判定に基づいて前記電動冷却ファンを前記外気導入口が閉じる閉位置と前記外気導入口が開く開位置とを移動させ、前記電動冷却ファンの回転を規制するロック又は回転を許容するアンロック若しくは前記電動冷却ファンへ駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択する第３ステップと、を有する車両用グリルシャッターの制御方法車両用グリルシャッターの制御方法である。
【０００９】
本発明の第２の課題解決手段は、前記第１ステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第１の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つアンロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１０】
本発明の第３の課題解決手段は、前記第１ステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第２の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つアンロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１１】
本発明の第４の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第１暖機状態と判定される場合又は前記第１のステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定された場合は、前記第３ステップでグリルシャッターモードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つロックされる、ことを特徴とする車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１２】
本発明の第５の課題解決手段は、前記制御手段は、前記第２ステップと前記第３ステップとの間で、前記第３暖機状態であって前記車両が減速中ではないと判定されたとき、前記水温が第３設定温度より高い要冷却状態かどうかを判定する第４ステップを有する、ことを特徴とする制御方法である。
【００１３】
本発明の第６の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より低い前記第３暖機状態と判定された場合は、前記第３ステップで通常冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする、車両用グリルシャッターの制御方法である。
【００１４】
本発明の第７の課題解決手段は、前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より高い前記要冷却状態と判定された場合は、前記第３ステップで強制冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つ前記電動ファンを強制駆動させる、ことを特徴とする、車両用グリルシャッターの制御方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用グリルシャッターの制御方法では、第１ステップと第２ステップと第３ステップとを用いてエンジンの暖機状態及び車両の走行状態に合わせてモードを選択し、電動冷却ファンを開位置又は閉位置に移動して外気導入口を開閉し、電動冷却ファンをロック又はアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うことで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来の電動冷却ファンとグリルシャッターとを別々に設ける場合と比べてエンジンルーム内のスペースが広くなり重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費を向上できる。さらに、電動冷却ファンは、ラジエータグリルとラジエータとの間に設けられる為、ラジエータグリルから導入された外気は直接電動冷却ファンに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００１６】
また、第４ステップで判定し、第３ステップで電動冷却ファンの回転を許容するアンロック又は駆動力を与える強制駆動の制御を行うことで、強制駆動時には、より多くの外気を直接ラジエータに当て、冷却性能を上げることができる。
【００１７】
また、エンジンが第１暖機状態か、第２暖機状態であって車両が減速中でないときのグリルシャッターモードの場合、電動冷却ファンは、閉位置にあり且つロックされるため、車両走行時にラジエータへの外気の導入が抑制されエンジンの早期暖機が可能になる。更に、外気導入口を塞ぐことで走行抵抗が低減して、燃費向上が図れる。
【００１８】
また、エンジンが第２暖機状態であって車両が減速中の第１の走行風発電モードの場合、電動冷却ファンは、閉位置にあり且つアンロックされるため、車両の減速時に外気により電動冷却ファンは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００１９】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中でなく、前記水温が前記第３設定温度より低い、通常冷却モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。
【００２０】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中の第２の走行風発電モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあり且つアンロックされるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。更に、車両の減速時に外気により電動冷却ファンは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００２１】
また、エンジンが第３暖機状態であって車両が減速中でなく前記水温が前記第３設定温度より高い、強制冷却モードの場合、電動冷却ファンは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。更に、電動冷却ファンを強制駆動するため、より多くの外気を直接ラジエータに当て、冷却性能を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のグリルシャッターが設けられた車両の前方の斜視図である。
【図２】本発明のグリルシャッターがグリルシャッターモードの場合の説明図である。
【図３】本発明のクロスフローファン及び移動機構を駆動するための構成を示したブロック図である。
【図４】本発明のグリルシャッターが第１の走行風発電モードの場合の説明図である。
【図５】本発明のグリルシャッターが第２の走行風発電モードの場合の説明図である。
【図６】本発明のグリルシャッターが通常冷却モードの場合の説明図である。
【図７】本発明のグリルシャッターが強制冷却モードの場合の説明図である。
【図８】本発明のグリルシャッターの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、グリルシャッター１０（車両用グリルシャッター）が設けられた車両１の前方の斜視図である。車両１の前方には、フロントバンパー２の上方の外気導入口２１ａ、下方の外気導入口２１ｂにラジエータグリル２０ａ、２０ｂが各々設けられている。グリルシャッター１０は、フロントバンパー２の内側で、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂにより車両１の外側からは見えないように設けられている。
【００２５】
図２は、本発明のグリルシャッター１０がグリルシャッターモードの場合の説明図である。グリルシャッター１０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂ（電動冷却ファン）と、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを上下方向に移動する移動機構４０と、を備える構成である。なお、クロスフローファンとは、羽根の幅が直径に比べて大きく、気流は軸に垂直な方向から吸い込まれ、幅の広い膜状の吹き出し気流が得られるファン構造である。
【００２６】
クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータ３へ外気を導入する外気導入口２１ａ、２１ｂに設けられるラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間で、フロントバンパー２内の曲線部に沿うように収納される。クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータ３を冷却する冷却ファンとしての機能と、走行風を受けて回転して発電する発電機としての機能とを備える。
【００２７】
移動機構４０は、アクチュエータ４１と、アクチュエータ４１により上下方向に移動するガイド４２ａ、４２ｂとから構成される。ガイド４２ａ、４２ｂの端部には、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが各々取り付けられ、ガイド４２ａ、４２ｂと一体で上下方向に移動する。
【００２８】
制御装置５０（制御手段）は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが外気導入口２１ａ、２１ｂを閉じる位置（以下閉位置）と、外気導入口２１ａ、２１ｂを開く位置（以下開位置）とを移動するよう移動機構４０を制御する。また、制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロック又はアンロック又は強制駆動する。
【００２９】
グリルシャッターモードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により閉位置で、回転がロックされた状態で、発電機としては機能しない。車両１の走行状態において、外気導入口２１ａ、２１ｂからエンジンルーム５内に外気を流入させないようにしている。
【００３０】
ここで、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが駆動するため構成を示したブロック図である図３について説明する。ラジエータ３とエンジン４との間の冷却水の循環構造は周知である。循環構造は、エンジン４内の冷却水がラジエータ３へと排出される排出側配管（図示せず）と、ラジエータ３内からエンジン４へと冷却水が供給される供給側配管（図示せず）と、排出側配管と供給側配管とを連結するバイパス配管（図示せず）と、冷却水を配管内で循環させるためのウォーターポンプ（図示せず）とで構成されている。冷却水を冷やす必要がある場合は、冷却水がエンジン４から排出側配管、ラジエータ３、供給側配管、そして、エンジン４へと循環する。冷却水を冷やす必要がない場合は、冷却水がエンジン４から排出側配管、バイパス配管、供給側配管、そして、エンジン４へと循環する。
【００３１】
本発明は、循環構造内の冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段５１（例えば水温センサ）が、バイパス配管よりもエンジン４側で排出側配管又は供給側配管のいずれか一方に設けられている。これにより、エンジン側の冷却水の温度変化を常に検出することができる。
【００３２】
クロスフローファン３０ａ、３０ｂ及び移動機構４０は、エンジン４内の冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段５１からの信号及び車両１の走行状態（減速中か否か）を検出する走行状態検出手段５２からの信号が制御装置５０へ入力され、これらの信号に基づき、制御装置５０がモードを選択し、そのモードに適した信号を制御装置５０から出力することで駆動する。走行状態検出手段５２は、加速度等や制動動作を行ったことを検出することができる。例えば、タイヤに設けられた加速度センサ等によって加速度を検出する。
【００３３】
図４は、本発明のグリルシャッター１０が第１の走行風発電モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により閉位置で、回転がアンロックされた状態である。第１の走行風発電モードでは、車両１の減速、制動時等において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを回転して、エンジンルーム５内から掃気される。このときクロスフローファン３０ａ、３０ｂは発電機として機能し、走行エネルギーを回生する。
【００３４】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ａから流入した外気をエンジンルーム５内の上方へ掃気する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから流入した外気をエンジンルーム５内の下方へ掃気する。このとき、エンジンルーム５内に流入した外気は、ラジエータ３を回避するように上下方向に掃気されるため、外気がラジエータ３に直接当たることを抑制する。
【００３５】
図５は、本発明のグリルシャッター１０が第２の走行風発電モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、回転がアンロックされた状態である。第２の走行風発電モードでは、車両１の減速、制動時等において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを回転して、エンジンルーム５内から掃気される。このときクロスフローファン３０ａ、３０ｂは発電機として機能し、走行エネルギーを回生する。
【００３６】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ａから流入した外気をエンジンルーム５内の下方へ掃気する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから流入した外気をエンジンルーム５内の上方へ掃気する。このとき、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は直接ラジエータ３に当たり、エンジンルーム５内から掃気される。
【００３７】
図６は、本発明のグリルシャッター１０が通常冷却モードの場合の説明図である。第１の走行風発電モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、回転がロックされた状態で、発電機としては機能しない。車両１の走行状態において、外気導入口２１ａ、２１ｂから流入した外気は直接ラジエータ３に当たり、エンジンルーム５内から掃気される。
【００３８】
図７は、本発明のグリルシャッター１０が強制冷却モードの場合の説明図である。強制冷却モードは、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが、制御装置５０により開位置で、強制的に駆動するよう制御された状態である。制御装置５０より電力が供給されて強制的に駆動し、強制冷却用ファンとして機能する。
【００３９】
車両１の上方に設けたクロスフローファン３０ａは、図中反時計回りに回転し、外気導入口２１ａから取り入れられた外気はクロスフローファン３０ａを介して、ラジエータ３に送られ、ラジエータ３を強制冷却する。車両１の下方に設けたクロスフローファン３０ｂは、図中時計回りに回転し、外気導入口２１ｂから取り入れられた外気はクロスフローファン３０ｂを介して、ラジエータ３に送られ、ラジエータ３を強制冷却する。
【００４０】
図８は、本発明のグリルシャッターの制御フローチャートである。第１ステップＳ１はエンジン４内の水温Ｔに基づいて暖機状態を判定し、ステップＳ１ＡとステップＳ１Ｂを有する。第２ステップＳ２は減速しているかを判定し、ステップＳ２ＡとステップＳ２Ｂを有する。第３ステップＳ３は状況に応じてモードを選択し、ステップＳ３ＡとステップＳ３ＢとステップＳ３ＣとステップＳ３ＤとステップＳ３Ｅとを有する。第４ステップＳ４はエンジン４内の水温Ｔが第３設定温度より高い要冷却状態か否かを判定する。
【００４１】
スタートして、ステップＳ１Ａではエンジン４内の水温Ｔが第１設定温度Ｔ１（例えば９０℃）未満かの判定を行い、水温Ｔが第１設定温度Ｔ１未満であればステップＳ１Ｂに、第１設定温度Ｔ１以上であればステップＳ２Ｂに進む。ステップＳ１Ｂでは水温Ｔが第２設定温度Ｔ２（例えば７０℃）未満かの判定を行い、水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満であればステップＳ３Ａのグリルシャッターモードとなり、第２設定温度Ｔ２以上であればステップＳ２Ａに進む。ステップＳ２Ａでは減速をしているかの判定を行い、減速していればステップＳ３Ｂの第１の走行風発電モードとなり、減速していなければステップＳ３Ａのグリルシャッターモードとなる。ステップＳ２Ｂでは減速をしているか判定を行い、減速していればステップＳ３Ｃの第２の走行風発電モードとなり、減速していなければステップＳ４に進む。ステップＳ４では水温Ｔが第３設定温度Ｔ３（例えば９５℃）未満か判定を行い、第３設定温度Ｔ３未満であればステップＳ３Ｄの通常冷却モードとなり、第３設定温度Ｔ３以上であればステップＳ３Ｅの強制冷却モードとなる。ステップＳ３Ａのグリルシャッターモード、ステップＳ３Ｂの第１の走行風発電モード、ステップＳ３Ｃの第２の走行風発電モード、ステップＳ３Ｄの通常冷却モード、ステップＳ３Ｅの強制冷却モードからはリターンに進む。
【００４２】
なお、エンジン４内の水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満（水温が第１設定温度となるまでエンジンを暖める第１暖機状態）を暖機状態、第２設定温度Ｔ２以上第１設定温度Ｔ１未満（水温Ｔが第２設定温度Ｔ２と第１設定温度Ｔ１と間にとどまる第２暖機状態）を半暖機状態、第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満（水温Ｔが半暖機状態より高い第３暖機状態）を完全暖機状態、第３設定温度Ｔ３以上を要冷却状態とする。
【００４３】
（グリルシャッターモード）
車両１のエンジン４の水温Ｔが第２設定温度Ｔ２未満の暖機状態であるか、水温Ｔが第２設定温度Ｔ２以上第１設定温度Ｔ１未満の半暖機状態であって車両が減速していない場合、図２に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを閉位置までガイド４２ａを上昇させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを閉位置までガイド４２ｂを下降させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロックする。
【００４４】
（第１の走行風発電モード）
水温Ｔが第２設定温度Ｔ２以上であり第１設定温度Ｔ１未満の半暖機状態であって車両が減速している場合、図４に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを閉位置までガイド４２ａを上昇させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを閉位置までガイド４２ｂを下降させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をアンロックする。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂで発電した電力を図示しない蓄電池に貯える。
【００４５】
（第２の走行風発電モード）
水温Ｔが第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満の完全暖機状態であって車両が減速している場合、図５に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが開位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をアンロックする。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂで発電した電力を図示しない蓄電池に貯える。
【００４６】
（通常冷却モード）
水温Ｔが第１設定温度Ｔ１以上第３設定温度Ｔ３未満の完全暖機状態であって車両が減速していない場合、図６に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが開位置で、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転をロックする。
【００４７】
（強制冷却モード）
水温Ｔが第３設定温度Ｔ３以上の要冷却状態であって車両が減速していない場合、図７に示すように、制御装置５０は、アクチュエータ４１を駆動して、クロスフローファン３０ａが外気導入口２１ａを開位置までガイド４２ａを下降させ、クロスフローファン３０ｂが外気導入口２１ｂを開位置までガイド４２ｂを上昇させる。制御装置５０は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂに電力を供給して強制的に駆動し、エンジン４の冷却状態が最適となるようにラジエータ３を強制冷却する。
【００４８】
次に、本発明のグリルシャッター１０の効果について説明する。
【００４９】
グリルシャッター１０の制御方法では、車両１の走行状態に合わせて、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを開位置又は閉位置に移動して外気導入口２１ａ、２１ｂを開閉し、クロスフローファン３０ａ、３０ｂをロック又はアンロック若しくは駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うことで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来の電動冷却ファンとグリルシャッター１０とを別々に設ける場合と比べてエンジンルーム５内のスペースが広くなり重量の増大を抑え、状況に合わせてモードを選択し燃費を向上できる。また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間に設けられる為、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂから導入された外気は直接クロスフローファン３０ａ、３０ｂに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００５０】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの回転を許容するアンロック又は駆動力を与える強制駆動の制御を行うことで、強制駆動時には、より多くの外気を直接ラジエータ３に当て、冷却性能を上げることができる。
【００５１】
また、グリルシャッターモードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、閉位置にあり且つロックされ、車両走行時にラジエータへの外気の導入が抑制されエンジン４の早期暖機が可能になる。更に、外気導入口２１ａ、２１ｂを塞ぐことで走行抵抗が低減して、燃費向上が図れる。
【００５２】
また、第１の走行風発電モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、閉位置にあり且つアンロックされるため、車両１の減速時に外気によりクロスフローファン３０ａ、３０ｂは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００５３】
また、通常冷却モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータに当たり、冷却性能を損なわない。
【００５４】
また、第２の走行風発電モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあり且つアンロックされるため、外気は直接ラジエータ３に当たり、冷却性能を損なわない。更に、車両１の減速時に外気によりクロスフローファン３０ａ、３０ｂは回転して、走行風発電が可能で、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。更に、走行エネルギー回生時には、走行抵抗が増加するため、制動効果が得られる。
【００５５】
また、強制冷却モードの場合、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、開位置にあるため、外気は直接ラジエータ３に当たり、冷却性能を損なわない。更に、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを強制駆動するため、より多くの外気を直接ラジエータ３に当て、冷却性能を上げることができる。
【００５６】
また、電動冷却ファンにクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いるため、ファンの枚数を減らし、開位置又は閉位置に移動する構造をとっても省スペースでかつ、モーターの個数も減らすことができる。さらに、外気導入口２１ａ、２１ｂからの外気の多くを回生することが可能になり、走行エネルギー回生により燃費向上が図れる。
【００５７】
また、本発明のグリルシャッター１０では、クロスフローファン３０ａ、３０ｂを開位置又は閉位置に移動して外気導入口２１ａ、２１ｂを開閉し、クロスフローファン３０ａ、３０ｂをロック又はアンロックすることで、グリルシャッター機能と発電機能とが一体で得られる。よって、従来のクロスフローファン３０ａ、３０ｂとグリルシャッター１０とを別々に設ける場合と比べて、重量の増大を抑えることができる。また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂは、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂとラジエータ３との間に設けられる為、ラジエータグリル２０ａ、２０ｂから導入された外気は直接クロスフローファン３０ａ、３０ｂに当たり、従来よりも高い発電効率が得られる。
【００５８】
本実施例では、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エンジンの油温、排気温といった温度を判定に用いても良い。
【００５９】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エンジン出力、エンジントルク、車速等から、車両の走行状態を検知して判定に用いても良い。
【００６０】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に水温Ｔを用いているが、エアコンのオンオフを判定に用いても良い。
【００６１】
また、通常冷却モードと強制冷却モードの判定に用いる、第１設定温度Ｔ１をサーモスタットの全開での開弁温度、第２設定温度Ｔ２をサーモスタットの開弁し始めの温度、としても良い。
【００６２】
また、２個のクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いたが、１個又は３個以上でもよい。
【００６３】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂはアクチュエータ４１を中心に上下方向対象に移動したが、別々に移動してもよい。
【００６４】
また、クロスフローファン３０ａ、３０ｂの移動は上下方向に限定されず、他の方向（例えば、左右方向）でもよい。
【００６５】
また、電動冷却ファンにクロスフローファン３０ａ、３０ｂを用いたが、これには限定されずに他の形式のファン（例えば、軸流ファン等）でもよい。
【００６６】
また、移動機構４０は、アクチュエータ４１によりガイド４２ａ、４２ｂを上下方向に移動する構成であるが、これには限定されず、例えばナットが螺合するガイドをアクチュエータで回転して、ナットに取り付けた電動冷却ファンを上下方向に移動する等の構成でもよい。
【００６７】
また、エンジン４の強制冷却は、クロスフローファン３０ａ、３０ｂが閉位置の場合に限定されず、開位置又は開位置と閉位置との間であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 車両
３ ラジエータ
１０ グリルシャッター（車両用グリルシャッター）
２０ａ、２０ｂ ラジエータグリル
２１ａ、２１ｂ 外気導入口
３０ａ、３０ｂ クロスフローファン（電動冷却ファン）
５０ 制御装置（制御手段）
５１ 水温状態検出手段
５２ 走行状態検出手段
Ｓ１ 第１ステップ
Ｓ２ 第２ステップ
Ｓ３ 第３ステップ
Ｓ４ 第４ステップ
Ｔ 水温
Ｔ１ 第１設定温度
Ｔ２ 第２設定温度
Ｔ３ 第３設定温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータに外気を導入する外気導入口に設けられるラジエータグリルと、
前記ラジエータグリルと前記ラジエータの間に設けられ、発電機能を有する電動冷却ファンと、
エンジン内を通る冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記電動冷却ファンを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記水温状態検出手段による水温の状況に基づき、暖機状態を前記水温が第１設定温度となるまで前記エンジンを暖める第１暖機状態と、前記第１暖機状態よりも前記水温が高く、前記水温が第２設定温度内にとどまる第２暖機状態と、前記第２暖機状態よりも前記水温が高い第３暖機状態とのいずれかに区分する第１ステップと、
前記第２暖機状態または前記第３暖機状態の場合、前記走行状態検出手段により車両が減速中か否かを判定する第２ステップと、
前記第１ステップと、前記第２ステップとの判定に基づいて前記電動冷却ファンを前記外気導入口が閉じる閉位置と前記外気導入口が開く開位置とを移動させ、前記電動冷却ファンの回転を規制するロック又は回転を許容するアンロック若しくは前記電動冷却ファンへ駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択する第３ステップと、
を有する車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項２】
前記第１ステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第１の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つアンロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項３】
前記第１ステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第２の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つアンロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項４】
前記第１のステップで前記第１暖機状態と判定される場合又は前記第１のステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定された場合は、前記第３ステップでグリルシャッターモードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２ステップと前記第３ステップとの間で、前記第３暖機状態であって前記車両が減速中ではないと判定されたとき、前記水温が第３設定温度より高い要冷却状態かどうかを判定する第４ステップを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項６】
前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より低い前記第３暖機状態と判定された場合は、前記第３ステップで通常冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項７】
前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より高い前記要冷却状態と判定された場合は、前記第３ステップで強制冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つ前記電動ファンを強制駆動させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項１】
ラジエータに外気を導入する外気導入口に設けられるラジエータグリルと、
前記ラジエータグリルと前記ラジエータの間に設けられ、発電機能を有する電動冷却ファンと、
エンジン内を通る冷却水の水温状態を検出する水温状態検出手段と、
車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記電動冷却ファンを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記水温状態検出手段による水温の状況に基づき、暖機状態を前記水温が第１設定温度となるまで前記エンジンを暖める第１暖機状態と、前記第１暖機状態よりも前記水温が高く、前記水温が第２設定温度内にとどまる第２暖機状態と、前記第２暖機状態よりも前記水温が高い第３暖機状態とのいずれかに区分する第１ステップと、
前記第２暖機状態または前記第３暖機状態の場合、前記走行状態検出手段により車両が減速中か否かを判定する第２ステップと、
前記第１ステップと、前記第２ステップとの判定に基づいて前記電動冷却ファンを前記外気導入口が閉じる閉位置と前記外気導入口が開く開位置とを移動させ、前記電動冷却ファンの回転を規制するロック又は回転を許容するアンロック若しくは前記電動冷却ファンへ駆動力を与える強制駆動のいずれか１つの制御を行うモードを選択する第３ステップと、
を有する車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項２】
前記第１ステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第１の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つアンロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項３】
前記第１ステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２ステップで前記車両が減速中であると判定された場合は、前記第３ステップで第２の走行風発電モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つアンロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項４】
前記第１のステップで前記第１暖機状態と判定される場合又は前記第１のステップで前記第２暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定された場合は、前記第３ステップでグリルシャッターモードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記閉位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２ステップと前記第３ステップとの間で、前記第３暖機状態であって前記車両が減速中ではないと判定されたとき、前記水温が第３設定温度より高い要冷却状態かどうかを判定する第４ステップを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項６】
前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より低い前記第３暖機状態と判定された場合は、前記第３ステップで通常冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つロックされる、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【請求項７】
前記第１のステップで前記第３暖機状態と判定され、前記第２のステップで前記車両が減速中ではないと判定され、前記第４のステップで前記第３設定温度より高い前記要冷却状態と判定された場合は、前記第３ステップで強制冷却モードと判定されると、前記電動冷却ファンは、前記開位置にあり且つ前記電動ファンを強制駆動させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の車両用グリルシャッターの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２８２０９（Ｐ２０１３−２８２０９Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３８７２（Ｐ２０１１−１６３８７２）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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