車両用冷却装置
【課題】クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させる。
【解決手段】エンジンルーム５内の前部に配置した熱交換器１２の後方下部にクロスフローファン１３を設置し、これら相互間に設けたシュラウド１７に開閉ドア１９を設ける。ファン１３のファンモータ１３ａに流れる電流値が、所定時間におけるあらかじめ定めた上昇率未満で、かつ、前記電流値が、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値未満のときに、開閉ドア１９を閉じ状態としてファン１３を駆動し、前記電流値があらかじめ定められた上昇率以上、もしくは、所定値以上の上昇率となる電流値以上のときに、開閉ドア１９を開放してファン１３の前部を覆う状態とし、ファン１３を停止する。
【解決手段】エンジンルーム５内の前部に配置した熱交換器１２の後方下部にクロスフローファン１３を設置し、これら相互間に設けたシュラウド１７に開閉ドア１９を設ける。ファン１３のファンモータ１３ａに流れる電流値が、所定時間におけるあらかじめ定めた上昇率未満で、かつ、前記電流値が、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値未満のときに、開閉ドア１９を閉じ状態としてファン１３を駆動し、前記電流値があらかじめ定められた上昇率以上、もしくは、所定値以上の上昇率となる電流値以上のときに、開閉ドア１９を開放してファン１３の前部を覆う状態とし、ファン１３を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、熱交換器とクロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から空気流路に向けて流れる空気流によって熱交換器を冷却する車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前部には、エンジン冷却水を冷却する熱交換器（ラジエータ）やエアコンの冷媒を冷却液化する熱交換器（コンデンサ）を配置している。これらの熱交換器は車両走行風によって冷却されるが、車両が低速で走行しているとき（特に渋滞時など）には走行風が充分でなく、熱交換器を充分に冷却できない場合がある。このため、熱交換器の後部にファンを設置し、このファンを駆動して熱交換器の冷却を促進させている。
【０００３】
この際、通常使用されている軸流ファンに対して上下高さを低く抑えることができるクロスフローファンを用いる場合がある。クロスフローファンは、流速が高まる（風量が多くなる）と静圧が急激に低下し、ファン自体が通気抵抗となってしまうという特徴がある。これはファンに押し込まれる走行風によって、ファンが自ら回る以上に強制的に回されてしまうために発生する。
【０００４】
このため、車両が高速走行している場合などは、熱交換器の冷却効率が低下してしまうことが懸念されるので、従来では、車両が一定速度以上の高速走行時に、クロスフローファンの回転を妨げるような空気流の発生を阻止するファン覆い部分を設け、アイドル運転時や低速走行時にはファン覆い部分をクロスフローファンから遠ざけるようにして、クロスフローファンを、ファンが抵抗にならない領域で作動させるようにしている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５９−７３５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ファンに流れ込む空気流は、例えば強い向い風といった外乱により、車両の速度に比例しない場合があり、このため、上記した従来技術のように、車両の速度によってクロスフローファンの作動領域を設定した場合には、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付けたときに、ファン自体が通気抵抗となってしまうので、本来はファン覆い部分によりクロスフローファンを覆うべきところ、ファン覆い部分をクロスフローファンから遠ざけてクロスフローファンを作動させてしまうことになる。
【０００６】
このように、従来の車両用冷却装置では、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることが困難となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、前記熱交換器と前記クロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から前記空気流路に向けて流れる空気流によって前記熱交換器を冷却する車両用冷却装置において、前記空気案内部材に設けられ、車両前方からの空気流を前記クロスフローファンに導く導入状態と、前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替える流路切替手段と、前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転し、前記空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転する第２のファン駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、
前記ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて前記流路切替手段を切替制御する制御手段とを有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クロスフローファンの駆動状態によって、流路切替手段を、車両前方からの空気流をクロスフローファンに導く導入状態と、空気流の少なくとも一部をクロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替えるようにしたので、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、流路切替手段を回避状態としてファンが抵抗とならない状態に切り替えることで、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。なお、図１中の矢印Ｆで示す方向が車体前方である。図１において、車体１の前部に設けてあるバンパー３の車両後方側のエンジンルーム５内には、車体前方側からコンデンサ７とラジエータ１１とを順次配置している。
【００１２】
コンデンサ７は、車室内を空調するためのエアコンの冷媒を液化させる熱交換器であり、ラジエータ１１は、エンジン９の冷却水を冷却する熱交換器である。これらの熱交換器１２は、通常は車両の走行時に前方から受ける走行風で冷却される。しかし、渋滞で車両が停止しているときや低速走行時などでは、走行風が発生していなかったり走行風の風量が充分でなかったりすることがあり、このような場合には強制的に熱交換器１２を冷却するためのファン１３を、これら各熱交換器１２とエンジン９との間のエンジンルーム５の下部に設置している。
【００１３】
本実施形態のファン１３はクロスフローファンであり、全体として円筒形状を呈し、駆動部としてのファンモータ１３ａによって回転する回転軸１３ｂの外周に多数のフィン１３ｃを備えている。上記した回転軸１３ｂは、車幅方向に延長するよう配置しており、複数のフィン１３ｃも車幅方向に延長されている。
【００１４】
上記したファン１３と、コンデンサ７およびラジエータ１１からなる熱交換器１２との間には、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路１５を形成する空気案内部材としてのシュラウド１７を設けている。
【００１５】
シュラウド１７は、熱交換器１２の上部とファン１３の上部とを繋ぐ上部壁１７ａと、熱交換器１２の下部とファン１３の下部とを繋ぐ下部壁１７ｂと、これら上部壁１７ａ，下部壁１７ｂで囲まれる空間（空気流路１５）の車幅方向両側を覆い、かつ熱交換器１２の車幅方向両側縁とファン１３の車幅方向両側縁とを繋ぐ左右両側の側壁１７ｃとを備えている。
【００１６】
シュラウド１７の上部壁１７ａは、熱交換器１２の上部から下方の車体後方に向けて傾斜しており、この傾斜している部分のファン１３側に設けた開口部１７ｄに、流路切替手段としての開閉部材である開閉ドア１９を設けている。
【００１７】
開閉ドア１９は、ファン１３側に設けてある車幅方向に延びる回転支持軸２１を中心として、図１の全閉状態から矢印Ｄで示す開放方向に回転可能である。この開閉ドア１９の駆動手段としては、特に図示していないが、電動モータに限らず油圧による作動するものであってもよい。
【００１８】
また、シュラウド１７の下部壁１７ｂは、ファン１３から車体後方かつ上方に向けて突出する下部突出壁１７ｅを備え、これに対応して開閉ドア１９の下端の回転支持軸２１付近から車体後方かつ上方に向けて突出する上部突出壁１７ｆを備えている。これら各下部突出壁１７ｅ，上部突出壁１７ｆで囲まれる空間の下流側の端部が、空気流路１５の排出口１５ａとなり、該排出口１５ａは後方のエンジン９に指向している。
【００１９】
そして、前記したファンモータ１３ａには、該ファンモータ１３ａに流れる電流の値を検出する電流センサ２３を設け、電流センサ２３の検出値は、例えばマイクロコンピュータで構成されるＥＣＵ２５に入力される。ＥＣＵ２５は、電流センサ２３の検出電流値の入力を受けて、前記した開閉ドア１９に対して開閉駆動制御するとともに、ファンモータ１３ａに対しても駆動制御する。
【００２０】
図２は、ファン１３が吐出する風量Ｖと、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａとの関係を示すもので、風量Ｖがある一定の値Ｖ1を越えた時点で静圧が急激に低下してファンの能力が低下していることがわかる。一方、電流値Ａについては、この風量値Ｖ1を起点として風量の増加とともに逆に急激に上昇している。
【００２１】
すなわち、上記したファンモータ１３ａにおける電流値Ａは、風量Ｖ1に対応する電流値Ａ1未満では、ほぼ一定であるのに対し、電流値Ａ1以上では、風量Ｖの低下に反比例するように急激に上昇しており、ここでの電流値Ａ1は、クロスフローファン（ファン１３）の特性から所定値以上の上昇率となる電流値に対応している。
【００２２】
この電流値Ａ1以上のときには、ファン１３は、ファンモータ１３ａに供給される電流によってファン１３が自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風によって強制的に回されることになり、これとともに電流値が急激に上昇するのである。
【００２３】
また、電流値Ａが急激に上昇して電流値Ａ2まで達すると、静圧は負圧側となってファン１３は送風機として機能しなくなる。
【００２４】
一方図３は、ファン１３が作動しているときのファンモータ１３ａにおける電流値Ａの変化を、時間Ｔの経過とともに示すもので、時間Ｔ1からＴ2までの所定時間の間に電流値ＡがＡ3からＡ4まで上昇していることを示す。
【００２５】
上記図３での電流値Ａの上昇率［電流変化（Ａ4―Ａ3）÷所定時間（Ｔ2−Ｔ1）］が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満のときは、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給された電流によってファン１３が自力で回転する状態に相当する。
【００２６】
ここでＥＣＵ２５は、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給される電流つまり駆動部への通電によって自ら回転して空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、ファン１３が、ファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風（空気流）によって強制的に回される第２の駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、該ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて流路切替手段である開閉ドア１９を切替制御する制御手段とを含んでいる。
【００２７】
図４は、ＥＣＵ２５の制御動作を示すフローチャートであり、これに基づき第１の実施形態の作用を説明する。
【００２８】
ここで、第１の実施形態では、上記図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満で（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の電流上昇率となる電流値Ａ1未満のとき（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する第１のファン駆動状態となる。
【００２９】
この際、ＥＣＵ２５は、電流センサ２３によって検出した電流値と内蔵するタイマの計測時間に基づき電流上昇率を演算し、この演算した電流上昇率と、前記したあらかじめ定めた図３の上昇率Ａuとを比較するとともに、電流センサ２３によって検出した電流値Ａが図２の電流値Ａ1未満であるか否かを判断する。
【００３０】
この状態では、エンジン９が低負荷運転領域にあり、熱交換器１２を冷却するに際し、走行風だけで充分な場合（ファン１３は駆動しない）と、エンジン９の運転負荷がある程度高く、走行風だけでは充分でない場合（ファン１３は駆動する）がある。
【００３１】
そこで、ＥＣＵ２５は、エンジン９の運転負荷Ｌを検出し、この運転負荷Ｌがある程度高くなる所定値以上のときに（ステップＳ３でＹＥＳ）、開閉ドア１９を、図１のように開口部１７ｄが閉塞する（全閉）状態とし、かつファン１３を駆動する（ステップＳ４）。
【００３２】
ファン１３の駆動により車両前方からの空気を空気流路１５に取り入れ、これによりコンデンサ７やラジエータ１１からなる熱交換器１２を冷却するとともに、排出口１５ａから冷却風を排出してエンジン９の冷却も行う。
【００３３】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、車両前方からの空気流をファン１３に導く導入状態とする。
【００３４】
エンジン９の運転負荷Ｌが所定値未満のときには、開閉ドア１９は、図５のように開口部１７ｄが開放する（全開）状態とするとともに、この開放した開閉ドア１９によりファン１３の前部を覆うようにし、かつファン１３を停止させる（ステップＳ５）。
【００３５】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、車両前方からの空気流をファン１３に対して回避させる回避状態とする。
【００３６】
また、第１の実施形態では、上記図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu以上（ステップＳ１でＮＯ）と、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1以上（ステップＳ２でＮＯ）との少なくともいずれか一方のときに、開閉ドア１９を、図６のように開口部１７ｄに対して半開状態とするなどして開度調整を行う（ステップＳ６）。
【００３７】
すなわち、この場合は、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａが急激に上昇する心配があるか、またはファン１３がファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する以上に走行風や外乱の風によって回されてしまう第２のファン駆動状態である。
【００３８】
このような場合に、前記したように開閉ドア１９の開度調整を行って、空気流路１５を流れる冷却風を、ファン１３に流れる量と、開口部１７ｄを流れる量とを調整し、電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満となるようにするか、あるいは電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満となるようにする。
【００３９】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、空気流の少なくとも一部をファン１３に対して回避させる回避状態としている。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように電流値Ａを調整する過程において、該電流値Ａが、図２での静圧が負圧側となってファン１３が送風機として機能しなくなるＡ2以上となったときには（ステップＳ７でＹＥＳ）、前記した図５のように、開閉ドア１９を、開口部１７ｄに対して全開状態としてファン１３の前部を覆うようにするとともに、ファン１３を停止させる（ステップＳ５）。
【００４１】
これにより、車両前方からの走行風や外乱による風がコンデンサ７およびラジエータ１１を通過して冷却した後、空気流路１５から開口部１７ｄを経て後方のエンジン９に向けて流れ、ファン１３による冷却は行わない。
【００４２】
以上より、第１の実施形態によれば、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、開閉ドア１９を回避状態として冷却風をファン１３に対して回避させ、ファン１３が抵抗とならない状態に切り替えるので、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００４３】
また、前記流路切替手段を、前記空気案内部材に設けた開口部を開閉可能に設けた開閉部材で構成し、前記導入状態では前記開口部を閉塞する一方、前記回避状態では前記開口部を開放するようにしたので、簡単な構成でクロスフローファンを該ファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００４４】
また、車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記開閉部材は前記開口部を全閉として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動するようにしたので、クロスフローファンの送風によって熱交換器を効率よく冷却することができる。
【００４５】
また、車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止するようにしたので、走行風のみによって熱交換器を効率よく冷却することができる。
【００４６】
さらに、前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させるようにしたので、クロスフローファンが送風機として機能しない状態での無駄な駆動を防止することができる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。なお、図７においては、図１と同様に矢印Ｆで示す方向が車体前方であり、図１と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【００４８】
第２の実施形態は、図１に示した第１の実施形態における開閉ドア１９に代えて、動圧開放部材としての動圧フラッパ２７をシュラウド１７の上部壁１７ａに複数設けるとともに、動圧フラッパ２７の下端部とファン１３との間にスライド部材としてのスライドドア２９を設けている。これら動圧フラッパ２７およびスライドドア２９により流路切替手段を構成している。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４９】
動圧フラッパ２７は、上部壁１７ａの傾斜に沿って３箇所に設けてあり、それぞれに対応して設けてある開口部１７ｇに対し、上端の回転支持部３１を中心として図８，図９のように空気流路１５を流れる空気流の動圧によって押されて開放可能である。
【００５０】
一方、スライドドア２９は、上部壁１７ａの下部に位置する上部突出壁１７ｆの上部において、渦巻き状に巻き回した状態で後退位置として収容配置しているシャッター形状を呈し、ＥＣＵ２５によって駆動制御される図示しないモータなどの駆動手段によって図８，図９のように前進移動させた前進位置としてファン１３の前部の一部もしくは全部を覆う状態となる。
【００５１】
この際スライドドア２９は、上部壁１７ａの下部に設けたドア挿入孔１７ｈを通して前後移動し、また移動する際には、車幅方向両側に設けてあるガイド部３３にガイドされて、図８，図９の状態を確保する。
【００５２】
上記した第２の実施形態における図７に示す状態、すなわち動圧フラッパ２７が全閉状態でかつスライドドア２９が収納状態（後退位置）のときは、第１の実施形態における開閉ドア１９が全閉となっている図１の状態に相当する。
【００５３】
すなわち、図７の状態は、前記した図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満で（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満のとき（ステップＳ２でＹＥＳ）で、さらにエンジン９が所定値以上の運転負荷領域（ステップＳ３でＹＥＳ）で走行風だけの冷却では充分でない場合（ファン１３は駆動する）に相当する。
【００５４】
エンジン９が所定値未満の運転負荷領域では、図８に示すように、スライドドア２９がファン１３の前方のほぼ全域を覆う状態（前進位置）としてファン１３を停止させ（ステップＳ５に相当）、動圧フラッパ２７を前方からの空気流の動圧によって大きく開放させて走行風のみの冷却を行う。
【００５５】
また、図９に示すように、スライドドア２９が途中位置まで前進した状態は、第１の実施形態における開閉ドア１９の開度を調整する図６に相当する。すなわち、図９の状態では、前記した図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu以上（ステップＳ１でＮＯ）と、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1以上（ステップＳ２でＮＯ）との少なくともいずれか一方のときに相当する。
【００５６】
この場合には、スライドドア２９の前進位置を調整することで、ファン１３によって送風される空気量を調整し、またこの調整作業により空気流路１５内の圧力が変化して動圧フラッパ２７の開度が変化する。具体的には、スライドドア２９をより前進位置とすることで、空気流路１５内の圧力が高くなるので、動圧フラッパ２７の開度が大きくなる。
【００５７】
このとき調整するスライドドア２９の前進位置は、図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満となるようにするとともに、図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満となるようにする。
【００５８】
また、第２の実施形態においても、上記のように電流値Ａを調整する過程において、該電流値Ａが、図２での静圧が負圧側となってファン１３が送風機として機能しなくなるＡ2以上となったときには（ステップＳ７でＹＥＳ）、前記した図８のように、スライドドア２９を、最前進位置としてファン１３の前方のほぼ全域を覆うようにするとともに、ファン１３を停止させる（ステップＳ５に相当）。
【００５９】
これにより、車両前方からの走行風や外乱による風がコンデンサ７およびラジエータ１１を通過して冷却した後、空気流路１５から開口部１７ｇを経て後方のエンジン９に向けて流れ、ファン１３による冷却は行わない。
【００６０】
以上より、第２の実施形態においても、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、スライドドア２９を回避状態（前進位置）として冷却風をファン１３に対して回避させ、ファン１３が抵抗とならない状態に切り替えるので、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となるなど、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、第２の実施形態では、走行風によって動圧フラッパ２７の開度が変化するので、走行風量に応じた冷却を効率よく行うことができる。
【００６２】
なお、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａが、前記図２における電流値Ａ1以上のときには、ファン１３は、ファンモータ１３ａに供給される電流によって自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風によって回されることになることは前述したとおりであるが、このときの電流値Ａ1、すなわちファン１３が車両前方からの走行風や外乱による風によって回され始める時点では、図２に示すように、ファン１３の静圧が最大でありファン１３が最高の効率で作動していることになる。
【００６３】
第３の実施形態では、このファン１３による最高の効率点での電流値Ａ1をあらかじめ求めておき、該電流値Ａ1未満で、かつ、図４のフローチャートと同様にエンジン９の運転負荷Ｌが所定値以上のときに、第１の実施形態の開閉ドア１９を前記図１のように全閉状態とし、第２の実施形態のスライドドア２９を前記図７のように収納状態（後退位置）とする。このとき、ファン１３を駆動してファン１３による冷却を行う。
【００６４】
エンジン９の運転負荷Ｌが所定値未満のときには、第１の実施形態の図５や第２の実施形態の図８と同様に、開閉ドア１９やスライドドア２９によりファン１３を覆った状態としてファン１３を停止させ、走行風のみの冷却を行う。
【００６５】
また、ファンモータ１３ａにおける電流値ＡがＡ1以上のときには、第１の実施形態における開閉ドア１９を図６のように開度調整してファン１３に流れる空気流量を調整し、第２の実施形態のスライドドア２９は図９のように前進途中位置としてファン１３に流れる空気流量を調整する。
【００６６】
これにより、第３の実施形態においても、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００６７】
また、第３の実施形態では、ファン１３（ファンモータ１３ａを含む）個々の製造誤差などにより、最高効率点が微妙に異なることがあるので、この最高効率点をあらかじめ求めておくことで、製造誤差などがあっても、ファン１３を自身が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００６８】
なお、前記図４のフローチャートにおけるステップＳ３では、エンジン負荷(エンジン冷却水温)に代えてエアコン負荷に基づき判断するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記した各実施形態では、ファン１３を、熱交換器１２であるコンデンサ７およびラジエータ１１の車両後方に配置しているが、ファン１３を、これら熱交換器１２の車両前方に配置した上で、前方のファン１３と後方の熱交換器１２との間にシュラウド１７を設けるようにしてもよい。
【００７０】
すなわち、この場合の熱交換器１２,シュラウド１７およびファン１３の配置構成は、これらを図１または図７にて紙面裏側から見たものと同等となる。但し、図７の例では、動圧フラッパ２７が車両前方からの走行風によって開放するように、車両後方側に変位する構造とする必要があり、この場合、動圧が作用しない自然状態では自重により開放してしまうので、閉方向（車両前方側）に向けてスプリングなどによって押圧して閉じ状態を確保し、動圧が作用したときに該スプリングの弾性力に抗して開放させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。
【図２】図１の車両用冷却装置に使用するファンが吐出す風量と、ファンモータにおける電流値との相関図である。
【図３】図１の車両用冷却装置に使用するファンが作動しているときのファンモータにおける電流値の変化特性図である。
【図４】図１の車両用冷却装置におけるＥＣＵの制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に対し開閉ドアの全開状態を示す動作説明図である。
【図６】図１に対し開閉ドアを開度調整している状態を示す動作説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。
【図８】図７に対しスライドドアが最前進位置まで移動した状態を示す動作説明図である。
【図９】図７に対しスライドドアの前進位置を調整している状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
７ コンデンサ（熱交換器）
１１ ラジエータ（熱交換器）
１３ ファン（クロスフローファン）
１３ａ ファンモータ（駆動部）
１７ シュラウド（空気案内部材）
１７ｄ，１７ｇ シュラウドに設けた開口部
１９ 開閉ドア（開閉部材，流路切替手段）
２５ ＥＣＵ（ファン駆動状態判別手段，制御手段）
２７ 動圧フラッパ(動圧開放部材，流路切替手段）
２９ スライドドア（スライド部材，流路切替手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、熱交換器とクロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から空気流路に向けて流れる空気流によって熱交換器を冷却する車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前部には、エンジン冷却水を冷却する熱交換器（ラジエータ）やエアコンの冷媒を冷却液化する熱交換器（コンデンサ）を配置している。これらの熱交換器は車両走行風によって冷却されるが、車両が低速で走行しているとき（特に渋滞時など）には走行風が充分でなく、熱交換器を充分に冷却できない場合がある。このため、熱交換器の後部にファンを設置し、このファンを駆動して熱交換器の冷却を促進させている。
【０００３】
この際、通常使用されている軸流ファンに対して上下高さを低く抑えることができるクロスフローファンを用いる場合がある。クロスフローファンは、流速が高まる（風量が多くなる）と静圧が急激に低下し、ファン自体が通気抵抗となってしまうという特徴がある。これはファンに押し込まれる走行風によって、ファンが自ら回る以上に強制的に回されてしまうために発生する。
【０００４】
このため、車両が高速走行している場合などは、熱交換器の冷却効率が低下してしまうことが懸念されるので、従来では、車両が一定速度以上の高速走行時に、クロスフローファンの回転を妨げるような空気流の発生を阻止するファン覆い部分を設け、アイドル運転時や低速走行時にはファン覆い部分をクロスフローファンから遠ざけるようにして、クロスフローファンを、ファンが抵抗にならない領域で作動させるようにしている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５９−７３５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ファンに流れ込む空気流は、例えば強い向い風といった外乱により、車両の速度に比例しない場合があり、このため、上記した従来技術のように、車両の速度によってクロスフローファンの作動領域を設定した場合には、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付けたときに、ファン自体が通気抵抗となってしまうので、本来はファン覆い部分によりクロスフローファンを覆うべきところ、ファン覆い部分をクロスフローファンから遠ざけてクロスフローファンを作動させてしまうことになる。
【０００６】
このように、従来の車両用冷却装置では、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることが困難となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、前記熱交換器と前記クロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から前記空気流路に向けて流れる空気流によって前記熱交換器を冷却する車両用冷却装置において、前記空気案内部材に設けられ、車両前方からの空気流を前記クロスフローファンに導く導入状態と、前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替える流路切替手段と、前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転し、前記空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転する第２のファン駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、
前記ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて前記流路切替手段を切替制御する制御手段とを有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クロスフローファンの駆動状態によって、流路切替手段を、車両前方からの空気流をクロスフローファンに導く導入状態と、空気流の少なくとも一部をクロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替えるようにしたので、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、流路切替手段を回避状態としてファンが抵抗とならない状態に切り替えることで、クロスフローファンをファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。なお、図１中の矢印Ｆで示す方向が車体前方である。図１において、車体１の前部に設けてあるバンパー３の車両後方側のエンジンルーム５内には、車体前方側からコンデンサ７とラジエータ１１とを順次配置している。
【００１２】
コンデンサ７は、車室内を空調するためのエアコンの冷媒を液化させる熱交換器であり、ラジエータ１１は、エンジン９の冷却水を冷却する熱交換器である。これらの熱交換器１２は、通常は車両の走行時に前方から受ける走行風で冷却される。しかし、渋滞で車両が停止しているときや低速走行時などでは、走行風が発生していなかったり走行風の風量が充分でなかったりすることがあり、このような場合には強制的に熱交換器１２を冷却するためのファン１３を、これら各熱交換器１２とエンジン９との間のエンジンルーム５の下部に設置している。
【００１３】
本実施形態のファン１３はクロスフローファンであり、全体として円筒形状を呈し、駆動部としてのファンモータ１３ａによって回転する回転軸１３ｂの外周に多数のフィン１３ｃを備えている。上記した回転軸１３ｂは、車幅方向に延長するよう配置しており、複数のフィン１３ｃも車幅方向に延長されている。
【００１４】
上記したファン１３と、コンデンサ７およびラジエータ１１からなる熱交換器１２との間には、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路１５を形成する空気案内部材としてのシュラウド１７を設けている。
【００１５】
シュラウド１７は、熱交換器１２の上部とファン１３の上部とを繋ぐ上部壁１７ａと、熱交換器１２の下部とファン１３の下部とを繋ぐ下部壁１７ｂと、これら上部壁１７ａ，下部壁１７ｂで囲まれる空間（空気流路１５）の車幅方向両側を覆い、かつ熱交換器１２の車幅方向両側縁とファン１３の車幅方向両側縁とを繋ぐ左右両側の側壁１７ｃとを備えている。
【００１６】
シュラウド１７の上部壁１７ａは、熱交換器１２の上部から下方の車体後方に向けて傾斜しており、この傾斜している部分のファン１３側に設けた開口部１７ｄに、流路切替手段としての開閉部材である開閉ドア１９を設けている。
【００１７】
開閉ドア１９は、ファン１３側に設けてある車幅方向に延びる回転支持軸２１を中心として、図１の全閉状態から矢印Ｄで示す開放方向に回転可能である。この開閉ドア１９の駆動手段としては、特に図示していないが、電動モータに限らず油圧による作動するものであってもよい。
【００１８】
また、シュラウド１７の下部壁１７ｂは、ファン１３から車体後方かつ上方に向けて突出する下部突出壁１７ｅを備え、これに対応して開閉ドア１９の下端の回転支持軸２１付近から車体後方かつ上方に向けて突出する上部突出壁１７ｆを備えている。これら各下部突出壁１７ｅ，上部突出壁１７ｆで囲まれる空間の下流側の端部が、空気流路１５の排出口１５ａとなり、該排出口１５ａは後方のエンジン９に指向している。
【００１９】
そして、前記したファンモータ１３ａには、該ファンモータ１３ａに流れる電流の値を検出する電流センサ２３を設け、電流センサ２３の検出値は、例えばマイクロコンピュータで構成されるＥＣＵ２５に入力される。ＥＣＵ２５は、電流センサ２３の検出電流値の入力を受けて、前記した開閉ドア１９に対して開閉駆動制御するとともに、ファンモータ１３ａに対しても駆動制御する。
【００２０】
図２は、ファン１３が吐出する風量Ｖと、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａとの関係を示すもので、風量Ｖがある一定の値Ｖ1を越えた時点で静圧が急激に低下してファンの能力が低下していることがわかる。一方、電流値Ａについては、この風量値Ｖ1を起点として風量の増加とともに逆に急激に上昇している。
【００２１】
すなわち、上記したファンモータ１３ａにおける電流値Ａは、風量Ｖ1に対応する電流値Ａ1未満では、ほぼ一定であるのに対し、電流値Ａ1以上では、風量Ｖの低下に反比例するように急激に上昇しており、ここでの電流値Ａ1は、クロスフローファン（ファン１３）の特性から所定値以上の上昇率となる電流値に対応している。
【００２２】
この電流値Ａ1以上のときには、ファン１３は、ファンモータ１３ａに供給される電流によってファン１３が自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風によって強制的に回されることになり、これとともに電流値が急激に上昇するのである。
【００２３】
また、電流値Ａが急激に上昇して電流値Ａ2まで達すると、静圧は負圧側となってファン１３は送風機として機能しなくなる。
【００２４】
一方図３は、ファン１３が作動しているときのファンモータ１３ａにおける電流値Ａの変化を、時間Ｔの経過とともに示すもので、時間Ｔ1からＴ2までの所定時間の間に電流値ＡがＡ3からＡ4まで上昇していることを示す。
【００２５】
上記図３での電流値Ａの上昇率［電流変化（Ａ4―Ａ3）÷所定時間（Ｔ2−Ｔ1）］が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満のときは、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給された電流によってファン１３が自力で回転する状態に相当する。
【００２６】
ここでＥＣＵ２５は、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給される電流つまり駆動部への通電によって自ら回転して空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、ファン１３が、ファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風（空気流）によって強制的に回される第２の駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、該ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて流路切替手段である開閉ドア１９を切替制御する制御手段とを含んでいる。
【００２７】
図４は、ＥＣＵ２５の制御動作を示すフローチャートであり、これに基づき第１の実施形態の作用を説明する。
【００２８】
ここで、第１の実施形態では、上記図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満で（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の電流上昇率となる電流値Ａ1未満のとき（ステップＳ２でＹＥＳ）には、ファン１３が、走行風や外乱の風によって回されることなく、ファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する第１のファン駆動状態となる。
【００２９】
この際、ＥＣＵ２５は、電流センサ２３によって検出した電流値と内蔵するタイマの計測時間に基づき電流上昇率を演算し、この演算した電流上昇率と、前記したあらかじめ定めた図３の上昇率Ａuとを比較するとともに、電流センサ２３によって検出した電流値Ａが図２の電流値Ａ1未満であるか否かを判断する。
【００３０】
この状態では、エンジン９が低負荷運転領域にあり、熱交換器１２を冷却するに際し、走行風だけで充分な場合（ファン１３は駆動しない）と、エンジン９の運転負荷がある程度高く、走行風だけでは充分でない場合（ファン１３は駆動する）がある。
【００３１】
そこで、ＥＣＵ２５は、エンジン９の運転負荷Ｌを検出し、この運転負荷Ｌがある程度高くなる所定値以上のときに（ステップＳ３でＹＥＳ）、開閉ドア１９を、図１のように開口部１７ｄが閉塞する（全閉）状態とし、かつファン１３を駆動する（ステップＳ４）。
【００３２】
ファン１３の駆動により車両前方からの空気を空気流路１５に取り入れ、これによりコンデンサ７やラジエータ１１からなる熱交換器１２を冷却するとともに、排出口１５ａから冷却風を排出してエンジン９の冷却も行う。
【００３３】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、車両前方からの空気流をファン１３に導く導入状態とする。
【００３４】
エンジン９の運転負荷Ｌが所定値未満のときには、開閉ドア１９は、図５のように開口部１７ｄが開放する（全開）状態とするとともに、この開放した開閉ドア１９によりファン１３の前部を覆うようにし、かつファン１３を停止させる（ステップＳ５）。
【００３５】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、車両前方からの空気流をファン１３に対して回避させる回避状態とする。
【００３６】
また、第１の実施形態では、上記図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu以上（ステップＳ１でＮＯ）と、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1以上（ステップＳ２でＮＯ）との少なくともいずれか一方のときに、開閉ドア１９を、図６のように開口部１７ｄに対して半開状態とするなどして開度調整を行う（ステップＳ６）。
【００３７】
すなわち、この場合は、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａが急激に上昇する心配があるか、またはファン１３がファンモータ１３ａに供給された電流によって自ら回転する以上に走行風や外乱の風によって回されてしまう第２のファン駆動状態である。
【００３８】
このような場合に、前記したように開閉ドア１９の開度調整を行って、空気流路１５を流れる冷却風を、ファン１３に流れる量と、開口部１７ｄを流れる量とを調整し、電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満となるようにするか、あるいは電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満となるようにする。
【００３９】
すなわち、このとき、開閉ドア１９を、空気流の少なくとも一部をファン１３に対して回避させる回避状態としている。
【００４０】
また、本実施形態では、上記のように電流値Ａを調整する過程において、該電流値Ａが、図２での静圧が負圧側となってファン１３が送風機として機能しなくなるＡ2以上となったときには（ステップＳ７でＹＥＳ）、前記した図５のように、開閉ドア１９を、開口部１７ｄに対して全開状態としてファン１３の前部を覆うようにするとともに、ファン１３を停止させる（ステップＳ５）。
【００４１】
これにより、車両前方からの走行風や外乱による風がコンデンサ７およびラジエータ１１を通過して冷却した後、空気流路１５から開口部１７ｄを経て後方のエンジン９に向けて流れ、ファン１３による冷却は行わない。
【００４２】
以上より、第１の実施形態によれば、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、開閉ドア１９を回避状態として冷却風をファン１３に対して回避させ、ファン１３が抵抗とならない状態に切り替えるので、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００４３】
また、前記流路切替手段を、前記空気案内部材に設けた開口部を開閉可能に設けた開閉部材で構成し、前記導入状態では前記開口部を閉塞する一方、前記回避状態では前記開口部を開放するようにしたので、簡単な構成でクロスフローファンを該ファンが抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００４４】
また、車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記開閉部材は前記開口部を全閉として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動するようにしたので、クロスフローファンの送風によって熱交換器を効率よく冷却することができる。
【００４５】
また、車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止するようにしたので、走行風のみによって熱交換器を効率よく冷却することができる。
【００４６】
さらに、前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させるようにしたので、クロスフローファンが送風機として機能しない状態での無駄な駆動を防止することができる。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。なお、図７においては、図１と同様に矢印Ｆで示す方向が車体前方であり、図１と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
【００４８】
第２の実施形態は、図１に示した第１の実施形態における開閉ドア１９に代えて、動圧開放部材としての動圧フラッパ２７をシュラウド１７の上部壁１７ａに複数設けるとともに、動圧フラッパ２７の下端部とファン１３との間にスライド部材としてのスライドドア２９を設けている。これら動圧フラッパ２７およびスライドドア２９により流路切替手段を構成している。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４９】
動圧フラッパ２７は、上部壁１７ａの傾斜に沿って３箇所に設けてあり、それぞれに対応して設けてある開口部１７ｇに対し、上端の回転支持部３１を中心として図８，図９のように空気流路１５を流れる空気流の動圧によって押されて開放可能である。
【００５０】
一方、スライドドア２９は、上部壁１７ａの下部に位置する上部突出壁１７ｆの上部において、渦巻き状に巻き回した状態で後退位置として収容配置しているシャッター形状を呈し、ＥＣＵ２５によって駆動制御される図示しないモータなどの駆動手段によって図８，図９のように前進移動させた前進位置としてファン１３の前部の一部もしくは全部を覆う状態となる。
【００５１】
この際スライドドア２９は、上部壁１７ａの下部に設けたドア挿入孔１７ｈを通して前後移動し、また移動する際には、車幅方向両側に設けてあるガイド部３３にガイドされて、図８，図９の状態を確保する。
【００５２】
上記した第２の実施形態における図７に示す状態、すなわち動圧フラッパ２７が全閉状態でかつスライドドア２９が収納状態（後退位置）のときは、第１の実施形態における開閉ドア１９が全閉となっている図１の状態に相当する。
【００５３】
すなわち、図７の状態は、前記した図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満で（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満のとき（ステップＳ２でＹＥＳ）で、さらにエンジン９が所定値以上の運転負荷領域（ステップＳ３でＹＥＳ）で走行風だけの冷却では充分でない場合（ファン１３は駆動する）に相当する。
【００５４】
エンジン９が所定値未満の運転負荷領域では、図８に示すように、スライドドア２９がファン１３の前方のほぼ全域を覆う状態（前進位置）としてファン１３を停止させ（ステップＳ５に相当）、動圧フラッパ２７を前方からの空気流の動圧によって大きく開放させて走行風のみの冷却を行う。
【００５５】
また、図９に示すように、スライドドア２９が途中位置まで前進した状態は、第１の実施形態における開閉ドア１９の開度を調整する図６に相当する。すなわち、図９の状態では、前記した図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu以上（ステップＳ１でＮＯ）と、前記図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1以上（ステップＳ２でＮＯ）との少なくともいずれか一方のときに相当する。
【００５６】
この場合には、スライドドア２９の前進位置を調整することで、ファン１３によって送風される空気量を調整し、またこの調整作業により空気流路１５内の圧力が変化して動圧フラッパ２７の開度が変化する。具体的には、スライドドア２９をより前進位置とすることで、空気流路１５内の圧力が高くなるので、動圧フラッパ２７の開度が大きくなる。
【００５７】
このとき調整するスライドドア２９の前進位置は、図３での電流値Ａの上昇率（電流変化÷所定時間）が、あらかじめ定めた上昇率Ａu未満となるようにするとともに、図２での電流値Ａが、ファン１３の特性から所定値以上の上昇率となる電流値Ａ1未満となるようにする。
【００５８】
また、第２の実施形態においても、上記のように電流値Ａを調整する過程において、該電流値Ａが、図２での静圧が負圧側となってファン１３が送風機として機能しなくなるＡ2以上となったときには（ステップＳ７でＹＥＳ）、前記した図８のように、スライドドア２９を、最前進位置としてファン１３の前方のほぼ全域を覆うようにするとともに、ファン１３を停止させる（ステップＳ５に相当）。
【００５９】
これにより、車両前方からの走行風や外乱による風がコンデンサ７およびラジエータ１１を通過して冷却した後、空気流路１５から開口部１７ｇを経て後方のエンジン９に向けて流れ、ファン１３による冷却は行わない。
【００６０】
以上より、第２の実施形態においても、例えばアイドル運転時や低速走行時に前方から強風が吹き付け、実際の走行風量が多くなったときであっても、スライドドア２９を回避状態（前進位置）として冷却風をファン１３に対して回避させ、ファン１３が抵抗とならない状態に切り替えるので、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となるなど、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、第２の実施形態では、走行風によって動圧フラッパ２７の開度が変化するので、走行風量に応じた冷却を効率よく行うことができる。
【００６２】
なお、ファンモータ１３ａにおける電流値Ａが、前記図２における電流値Ａ1以上のときには、ファン１３は、ファンモータ１３ａに供給される電流によって自ら回転する以上に、車両前方からの走行風や外乱による風によって回されることになることは前述したとおりであるが、このときの電流値Ａ1、すなわちファン１３が車両前方からの走行風や外乱による風によって回され始める時点では、図２に示すように、ファン１３の静圧が最大でありファン１３が最高の効率で作動していることになる。
【００６３】
第３の実施形態では、このファン１３による最高の効率点での電流値Ａ1をあらかじめ求めておき、該電流値Ａ1未満で、かつ、図４のフローチャートと同様にエンジン９の運転負荷Ｌが所定値以上のときに、第１の実施形態の開閉ドア１９を前記図１のように全閉状態とし、第２の実施形態のスライドドア２９を前記図７のように収納状態（後退位置）とする。このとき、ファン１３を駆動してファン１３による冷却を行う。
【００６４】
エンジン９の運転負荷Ｌが所定値未満のときには、第１の実施形態の図５や第２の実施形態の図８と同様に、開閉ドア１９やスライドドア２９によりファン１３を覆った状態としてファン１３を停止させ、走行風のみの冷却を行う。
【００６５】
また、ファンモータ１３ａにおける電流値ＡがＡ1以上のときには、第１の実施形態における開閉ドア１９を図６のように開度調整してファン１３に流れる空気流量を調整し、第２の実施形態のスライドドア２９は図９のように前進途中位置としてファン１３に流れる空気流量を調整する。
【００６６】
これにより、第３の実施形態においても、クロスフローファン１３を該ファン１３が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００６７】
また、第３の実施形態では、ファン１３（ファンモータ１３ａを含む）個々の製造誤差などにより、最高効率点が微妙に異なることがあるので、この最高効率点をあらかじめ求めておくことで、製造誤差などがあっても、ファン１３を自身が抵抗にならない領域で確実に作動させることが可能となる。
【００６８】
なお、前記図４のフローチャートにおけるステップＳ３では、エンジン負荷(エンジン冷却水温)に代えてエアコン負荷に基づき判断するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記した各実施形態では、ファン１３を、熱交換器１２であるコンデンサ７およびラジエータ１１の車両後方に配置しているが、ファン１３を、これら熱交換器１２の車両前方に配置した上で、前方のファン１３と後方の熱交換器１２との間にシュラウド１７を設けるようにしてもよい。
【００７０】
すなわち、この場合の熱交換器１２,シュラウド１７およびファン１３の配置構成は、これらを図１または図７にて紙面裏側から見たものと同等となる。但し、図７の例では、動圧フラッパ２７が車両前方からの走行風によって開放するように、車両後方側に変位する構造とする必要があり、この場合、動圧が作用しない自然状態では自重により開放してしまうので、閉方向（車両前方側）に向けてスプリングなどによって押圧して閉じ状態を確保し、動圧が作用したときに該スプリングの弾性力に抗して開放させるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。
【図２】図１の車両用冷却装置に使用するファンが吐出す風量と、ファンモータにおける電流値との相関図である。
【図３】図１の車両用冷却装置に使用するファンが作動しているときのファンモータにおける電流値の変化特性図である。
【図４】図１の車両用冷却装置におけるＥＣＵの制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に対し開閉ドアの全開状態を示す動作説明図である。
【図６】図１に対し開閉ドアを開度調整している状態を示す動作説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる車両用冷却装置を備えた車両前部の簡略化した断面図である。
【図８】図７に対しスライドドアが最前進位置まで移動した状態を示す動作説明図である。
【図９】図７に対しスライドドアの前進位置を調整している状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
７ コンデンサ（熱交換器）
１１ ラジエータ（熱交換器）
１３ ファン（クロスフローファン）
１３ａ ファンモータ（駆動部）
１７ シュラウド（空気案内部材）
１７ｄ，１７ｇ シュラウドに設けた開口部
１９ 開閉ドア（開閉部材，流路切替手段）
２５ ＥＣＵ（ファン駆動状態判別手段，制御手段）
２７ 動圧フラッパ(動圧開放部材，流路切替手段）
２９ スライドドア（スライド部材，流路切替手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、前記熱交換器と前記クロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から前記空気流路に向けて流れる空気流によって前記熱交換器を冷却する車両用冷却装置において、
前記空気案内部材に設けられ、車両前方からの空気流を前記クロスフローファンに導く導入状態と、前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替える流路切替手段と、
前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転し、前記空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転する第２のファン駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、
前記ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて前記流路切替手段を切替制御する制御手段とを有することを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ファン駆動状態判別手段が前記第１のファン駆動状態と判別したときに、前記流路切替手段を前記導入状態とする一方、前記第２のファン駆動状態と判別したときに、前記流路切替手段を前記回避状態とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記ファン駆動状態判別手段は、前記第１のファン駆動状態を、前記クロスフローファンの駆動部に流れる電流値が、所定時間におけるあらかじめ定められた上昇率未満で、かつ、前記電流値が、前記クロスフローファンの特性から所定値以上の上昇率となる電流値未満かどうかで判別する一方、前記第２のファン駆動状態を、前記電流値が、前記所定時間におけるあらかじめ定められた上昇率以上か、もしくは、前記電流値が、前記クロスフローファンの特性から所定値以上の上昇率となる電流値以上の少なくともいずれか一方かどうかで判別することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記ファン駆動状態判別手段は、前記第１のファン駆動状態を、前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転し始めるときの前記駆動部の電流値未満かどうかで判別する一方、前記第２のファン駆動状態を、前記クロスフローファンが、車両前方からの空気流によって回転し始めるときの前記駆動部の電流値以上かどうかで判別することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記流路切替手段を、前記空気案内部材に設けた開口部を開閉可能に設けた開閉部材で構成し、前記導入状態では前記開口部を閉塞する一方、前記回避状態では前記開口部を開放することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記開閉部材は前記開口部を全閉として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動することを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却装置。
【請求項９】
前記流路切替手段を、前記クロスフローファンの前部に位置して前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる前進位置と、この前進位置から後退して前記空気流を前記クロスフローファンに導入する後退位置との間を移動可能なスライド部材および、前記空気案内部材に設けた開口部を前記空気流の動圧によって開放可能な動圧開放部材で構成し、前記導入状態では、前記スライド部材を前記後退位置として、前記動圧開放部材が前記開口部を閉塞し、前記回避状態では、前記スライド部材を前記前進位置として、前記動圧開放部材が前記開口部を動圧によって開放することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項１０】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記スライド部材は前記後退位置として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動することを特徴とする請求項９に記載の車両用冷却装置。
【請求項１１】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記スライド部材は前記前進位置として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止することを特徴とする請求項９または１０に記載の車両用冷却装置。
【請求項１２】
前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記スライド部材は前記前進位置として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させることを特徴とする請求項９に記載の車両用冷却装置。
【請求項１】
車両前部に搭載した熱交換器と、この熱交換器の車両前方と同後方との少なくともいずれか一方に配置したクロスフローファンと、前記熱交換器と前記クロスフローファンとの間で、車両前方から同後方に向けて空気が流れる空気流路を形成する空気案内部材とを備え、車両前方から前記空気流路に向けて流れる空気流によって前記熱交換器を冷却する車両用冷却装置において、
前記空気案内部材に設けられ、車両前方からの空気流を前記クロスフローファンに導く導入状態と、前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる回避状態とに切り替える流路切替手段と、
前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転し、前記空気流を発生させる第１のファン駆動状態と、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転する第２のファン駆動状態とを判別するファン駆動状態判別手段と、
前記ファン駆動状態判別手段の判別結果に応じて前記流路切替手段を切替制御する制御手段とを有することを特徴とする車両用冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ファン駆動状態判別手段が前記第１のファン駆動状態と判別したときに、前記流路切替手段を前記導入状態とする一方、前記第２のファン駆動状態と判別したときに、前記流路切替手段を前記回避状態とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
【請求項３】
前記ファン駆動状態判別手段は、前記第１のファン駆動状態を、前記クロスフローファンの駆動部に流れる電流値が、所定時間におけるあらかじめ定められた上昇率未満で、かつ、前記電流値が、前記クロスフローファンの特性から所定値以上の上昇率となる電流値未満かどうかで判別する一方、前記第２のファン駆動状態を、前記電流値が、前記所定時間におけるあらかじめ定められた上昇率以上か、もしくは、前記電流値が、前記クロスフローファンの特性から所定値以上の上昇率となる電流値以上の少なくともいずれか一方かどうかで判別することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項４】
前記ファン駆動状態判別手段は、前記第１のファン駆動状態を、前記クロスフローファンが、その駆動部への通電によって自ら回転する以上に、車両前方からの空気流によって回転し始めるときの前記駆動部の電流値未満かどうかで判別する一方、前記第２のファン駆動状態を、前記クロスフローファンが、車両前方からの空気流によって回転し始めるときの前記駆動部の電流値以上かどうかで判別することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
【請求項５】
前記流路切替手段を、前記空気案内部材に設けた開口部を開閉可能に設けた開閉部材で構成し、前記導入状態では前記開口部を閉塞する一方、前記回避状態では前記開口部を開放することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項６】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記開閉部材は前記開口部を全閉として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動することを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却装置。
【請求項７】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止することを特徴とする請求項５または６に記載の車両用冷却装置。
【請求項８】
前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記開閉部材は前記開口部を全開として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却装置。
【請求項９】
前記流路切替手段を、前記クロスフローファンの前部に位置して前記空気流の少なくとも一部を前記クロスフローファンに対して回避させる前進位置と、この前進位置から後退して前記空気流を前記クロスフローファンに導入する後退位置との間を移動可能なスライド部材および、前記空気案内部材に設けた開口部を前記空気流の動圧によって開放可能な動圧開放部材で構成し、前記導入状態では、前記スライド部材を前記後退位置として、前記動圧開放部材が前記開口部を閉塞し、前記回避状態では、前記スライド部材を前記前進位置として、前記動圧開放部材が前記開口部を動圧によって開放することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
【請求項１０】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値以上のときに、前記スライド部材は前記後退位置として前記流路切替手段を前記導入状態とするとともに、前記クロスフローファンを駆動することを特徴とする請求項９に記載の車両用冷却装置。
【請求項１１】
車両に搭載するエンジンの運転負荷が所定値未満のときに、前記スライド部材は前記前進位置として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止することを特徴とする請求項９または１０に記載の車両用冷却装置。
【請求項１２】
前記駆動部の電流値が、前記クロスフローファンの回転により発生する静圧が負圧になる電流値となったときに、前記スライド部材は前記前進位置として前記流路切替手段を前記回避状態とするとともに、前記クロスフローファンを停止させることを特徴とする請求項９に記載の車両用冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１９０４５１（Ｐ２００８−１９０４５１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６７８２（Ｐ２００７−２６７８２）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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