JP2007182091A - ラジエータファン制御装置及びラジエータファン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】産業車両走行時の産業車両内の冷却効率を上げつつ、産業車両の前後進の切替えが頻繁に発生する場合の産業車両内の冷却効率の低下を抑える。
【解決手段】産業車両１の前進時、ラジエータファン３の送風方向が「後方」となるようにラジエータファン３の回転方向を制御し、産業車両１の後進時の速度が切替速度（例えば、時速６ｋｍ）以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御するラジエータファン制御装置に関する。

一般に、エンジン駆動のフォークリフトなど、エンジンの発熱により内部温度が高くなる産業車両では、産業車両内の熱気をラジエータにより冷却させながらラジエータファンにより産業車両の外部後方に排出させている。

ところで、産業車両は、乗用車と異なり後進することが頻繁にある。例えば、フォークリフトでは、大きな荷の積載時で前方がよく見えないとき後進により荷を搬送する場合がある。

そのため、上述のように、冷却風を外部後方へ排出する産業車両において、後進が続くと、冷却風と外部から産業車両内に入る走行風とが衝突し続け、その間産業車両内から熱気が排出され難くなり、産業車両内の冷却効率が低下するおそれがある。

そこで、例えば、産業車両の前後進切替レバーとラジエータファンのブレード角度反転機構とを機械的に連動させ、常にラジエータファンの送風方向が産業車両の走行方向と反対方向になるようにして、冷却風と走行風とを衝突させないことが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭５９−１８２５号

しかしながら、上述のように、産業車両の前後進の切替えに応じてラジエータファンの送風方向を切り替える構成では、ラジエータファンの送風方向の切替時、必ず無風状態となる。そのため、荷の積付け時など産業車両の前後進の切替えが頻繁に行われる場合では、ラジエータファンの無風状態も頻繁に発生するため、産業車両内の冷却効率が低下するおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明は、産業車両走行時の産業車両内の冷却効率を上げつつ、産業車両の前後進の切替えが頻繁に行われる場合の産業車両内の冷却効率の低下を抑えることが可能なラジエータファン制御装置及びラジエータファン制御方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成及び方法を採用した。
すなわち、本発明のラジエータファン制御装置は、産業車両の車速を検出する車速検出手段と、前記産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される前記産業車両の前後進切替後の車速が所定速度以上になると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する。

また、本発明のラジエータファン制御装置は、産業車両の前後進が切り替わると、所定時間の計時を開始するタイマと、前記産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記所定時間が満了すると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する。

このように、本発明のラジエータファン制御装置は、ラジエータファンの送風方向を産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向にしているので、そのとき冷却風と走行風との衝突が回避される。これにより、産業車両走行時の産業車両内の冷却効率を上げることができる。

また、本発明のラジエータファン制御装置は、産業車両の前後進が切り替わっても、所定の条件（車速または時間）が満たされるまではラジエータファンの送風方向を切り替えないので、産業車両の前後進の切替えが頻繁に行われる場合でも、ラジエータファンの回転方向の切替え回数を抑えることができ、ラジエータファンの無風状態の発生を抑えることができる。これにより、産業車両の前後進の切替えが頻繁に行われる場合の産業車両内の冷却効率の低下を抑えることができる。

また、上記ラジエータファン制御装置は、さらに、前記ラジエータの水温を検出する水温検出手段を備え、前記制御手段は、前記水温検出手段により検出される水温に基づいて前記ラジエータファンの回転速度を制御するように構成してもよい。

これにより、ラジエータの予想最高水温を想定してラジエータファンの風量が一定に制御される構成に比べて、ラジエータファンのエネルギーが無駄に消費されなくなるため、産業車両の燃費を改善することができる。

また、上記ラジエータファン制御装置は、さらに、前記ラジエータの水温を検出する水温検出手段を備え、前記制御手段は、前記水温検出手段により検出される水温が所定水温よりも低い場合、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の走行方向と一致するように前記ラジエータファンの回転方向を制御するように構成してもよい。

これにより、冷却風と走行風とをキャンセルさせることができるので、例えば、エンジン始動時などにおいて、短時間に暖気を完了させることができたり、ラジエータの水温の上昇を早めることができる。そのため、エンジンを良好な動作状態にすばやく設定して燃費改善やエミッション低減を図ることができる。

また、本発明のラジエータファン制御方法は、産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御するラジエータファン制御方法であって、前記産業車両の前後進切替後の車速が所定速度以上になると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する。

また、本発明のラジエータファン制御方法は、産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御するラジエータファン制御方法であって、前記産業車両の前後進切替時から所定時間後、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する。

本発明によれば、産業車両走行時の産業車両内の冷却効率を上げつつ、産業車両の前後進の切替えが頻繁に発生する場合の産業車両内の冷却効率の低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の産業車両を示す図である。
図１（ａ）に示す産業車両１は、エンジン駆動のフォークリフトであって、車両後部に配置されるラジエータ２と、そのラジエータ２の前または後（図１（ａ）では前）に配置されるラジエータファン３と、産業車両１のタイヤやギアの単位時間当たりの回転数に基づいて産業車両１の車速を検出する車速センサ４（車速検出手段）と、車速センサ４から送られる車速を示す車速信号に基づいてラジエータファン３の駆動を制御する制御部５（制御手段）とを備えて構成されている。なお、制御部５は、車速信号に含まれる産業車両１の走行方向情報や産業車両１の操縦者から制御部５に与えられる走行方向の切替指示などにより、産業車両１の現在の走行方向を認識しているものとする。また、特許請求の範囲に記載するラジエータファン制御装置は、例えば、車速センサ４と、制御部５とにより構成されるものとする。

また、上記産業車両１のウエイト６には、開口部７が設けられており、その開口部７は、産業車両１が走行すると発生する走行風やラジエータファン３が回転すると発生する冷却風を通すための通風孔の役目を果たしている。

図１（ｂ）は、制御部５を示す図である。
図１（ｂ）に示す制御部５は、産業車両１のエンジンを制御したり、車速センサ４から送られてくる車速信号に基づいてファン回転指令値を算出するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８と、ＥＣＵ８で算出されるファン回転指令値に基づいてラジエータファン３の回転方向を制御しラジエータファン３の送風方向を切り替えるファンコントローラ９とを備えて構成されている。

図２は、産業車両１の車速とラジエータファン３の送風方向との関係を示す図である。なお、図２に示すグラフの縦軸はラジエータファン３の送風方向を示しており、グラフの中心０から上方が「後方」（産業車両１の後進時の走行方向と同方向）を示し、グラフの中心０から下側が「前方」（産業車両１の前進時の走行方向と同方向）を示している。また、図２に示すグラフの横軸は産業車両１の車速を示しており、グラフの中心０から右側が産業車両１の前進方向の速さを示し、グラフの中心０から左側が産業車両１の後進方向の速さを示している。

図２に示すように、産業車両１は、産業車両１の後進時の車速が切替速度（所定速度）以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御している。

なお、上記切替速度は、時速６ｋｍとしてもよい。
例えば、産業車両により荷の積付けが行われる際の産業車両の平均速度は、およそ時速４〜６ｋｍとなる。そのため、上記切替速度を時速６ｋｍとすることにより、産業車両１により荷の積付けが行われている期間、ラジエータファン３の送風方向の切替え回数が増えなくなるため、産業車両１の冷却効率の低下を抑えることができる。

また、産業車両１は、ラジエータファン３の送風方向の切替制御の際、ヒステリシスを持たせるように構成してもよい。例えば、ラジエータファン３の送風方向を「後方」から「前方」に切り替える際の産業車両１の後進時の車速を時速６．５ｋｍとし、ラジエータファン３の送風方向を「前方」から「後方」に切り替える際の産業車両１の後進時の車速を時速５．５ｋｍとしてもよい。これにより、産業車両１が時速６ｋｍ付近で走行している際のラジエータファン３の送風方向の切替においてチャタリングの発生を抑えることができる。

このように、産業車両１は、産業車両１の後進時の車速が切替速度以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わる構成であるため、そのとき産業車両１の後進時の冷却風と走行風との衝突が回避される。これにより、産業車両１後進時の産業車両１内の冷却効率を上げることができる。そのため、ラジエータ２の能力を下げることができ、その分ラジエータ２の小型化や低コスト化を図ることができる。

また、産業車両１は、産業車両１の前後進が切り替わっても、後進時の速さが切替速度以上になるまではラジエータファン３の送風方向を切り替えないので、産業車両１の前後進が頻繁に繰り返される場合でも、ラジエータファン３の回転方向の切替え回数を抑えることができ、ラジエータファン３の無風状態の発生を抑えることができる。これにより、産業車両１の前後進の切替えが頻繁に行われる場合の産業車両１内の冷却効率の低下を抑えることができる。

なお、上記実施形態では、産業車両１の車速のみに基づいてラジエータファン３の送風方向を切り替える構成であるが、産業車両１の車速に基づいてラジエータファン３の送風方向を切り替えつつ、ラジエータ２に流れる冷却水の温度（以下、ラジエータ２の水温という）の変化に応じてラジエータファン３の送風量を制御してもよい。

図３（ａ）は、本発明の他の実施形態の産業車両を示す図である。なお、図１（ａ）に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図３（ａ）に示す産業車両１０は、ラジエータ２と、ラジエータファン３と、車速センサ４と、ラジエータ２の水温を検出する水温センサ１１と、車速信号及び水温センサ１１から送られる水温を示す水温信号に基づいてラジエータファン３の駆動を制御する制御部１２（制御手段）とを備えて構成されている。なお、制御部１２は、制御部５と同様に、車速信号に含まれる産業車両１０の走行方向情報や産業車両１０の操縦者から制御部１２に与えられる走行方向の切替指示などにより、産業車両１０の現在の走行方向を認識しているものとする。また、特許請求の範囲に記載するラジエータファン制御装置は、例えば、車速センサ４と、水温センサ１１と、制御部１２とにより構成されるものとする。

図３（ｂ）は、制御部１２を示す図である。なお、図１（ｂ）に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図３（ｂ）に示す制御部１２は、産業車両１０のエンジンを制御したり、車速信号及び水温信号に基づいてファン回転指令値を算出するＥＣＵ１３と、ファン回転指令値に基づいてラジエータファン３の回転方向や回転速度を制御し、ラジエータファン３の送風方向や送風量を制御するファンコントローラ１４とを備えて構成されている。

図４は、産業車両１０の車速とラジエータファン３の送風方向／送風量とラジエータ２の水温との関係を示す図である。なお、図４に示すグラフの縦軸はラジエータファン３の送風方向及び送風量を示しており、グラフの中心０から上方が「後方」を示し、グラフの中心０から下方が「前方」を示し、グラフの中心０から離れるに従って送風量が大きくなることを示している。また、図４に示すグラフの横軸は産業車両１０の車速を示しており、グラフの中心０から右側が産業車両１０の前進方向の速さを示し、グラフの中心０から左側が産業車両１０の後進方向の速さを示している。

図４に示すように、産業車両１０は、産業車両１０の後進時の車速が切替速度（所定速度）以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御すると共に、ラジエータ２の水温が高水温（例えば、８０〜９０℃）のとき、ラジエータファン３の送風量がｄ１になるようにラジエータファン３の回転速度を制御し、ラジエータ２の水温が低水温（例えば、５０〜６０℃）のとき、ラジエータファン３の送風量がｄ２（ｄ１＞ｄ２）になるようにラジエータファン３の回転速度を制御している。

すなわち、産業車両１０は、産業車両１０の後進時の車速が切替速度以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御すると共に、ラジエータ２の水温に応じて、ラジエータファン３の回転速度を制御している。

これにより、産業車両１０は、上記産業車両１と同様、産業車両１０後進時の産業車両１０内の冷却効率を上げつつ、産業車両１０の前後進の切替えが頻繁に行われる場合の産業車両１０内の冷却効率の低下を抑えることができる。

また、産業車両１０は、ラジエータ２の水温に応じて、ラジエータファン３の回転速度を制御する構成であるので、ラジエータ２の予想最高水温を想定してラジエータファン３の風量が一定に制御される構成に比べて、ラジエータファン３のエネルギーが無駄に消費されなくなるため、産業車両１０の燃費を改善することができる。

なお、産業車両１０は、上記産業車両１と同様に、ラジエータファン３の送風方向の切替制御の際、ヒステリシスを持たせるように構成してもよい。これにより、ラジエータファン３の送風方向の切替えにおけるチャタリングの発生を抑えることができる。

また、図４に示すように、産業車両１０は、ラジエータ２の水温が極低水温（例えば、５０〜６０℃）（所定温度）よりも低い場合、産業車両１の前進時、ラジエータファン３の送風方向を「前方」とし、産業車両１の後進時、ラジエータファン３の送風方向を「後方」とすると共に、産業車両１０の車速に応じてラジエータファン３の送風量を変えている。

すなわち、産業車両１０は、ラジエータ２の水温が極低水温よりも低い場合、ラジエータファン３の送風方向が産業車両１０の前後進切替後の走行方向と一致するようにラジエータファン３の回転方向を制御している。

これにより、産業車両１０は、冷却風と走行風とをキャンセルさせることができるので、例えば、エンジン始動時などにおいて、短時間に暖気を完了させることができたり、ラジエータ２の水温の上昇を早めることができる。そのため、エンジンを良好な動作状態にすばやく設定して燃費改善やエミッション低減を図ることができる。

また、産業車両１０は、外気温が非常に低い場合も、ラジエータ２の水温の低下を防止することができるため、アイドリングストップを行う産業車両や間欠的にエンジンが動作するハイブリッド産業車両における燃費改善やエミッション低減に対して特に有用である。

なお、上記産業車両１０は、産業車両１０の後進時の車速が切替速度以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御する動作、及び、ラジエータ２の水温に応じて、ラジエータファン３の回転速度を制御する動作のみを実行してもよい。

また、上記産業車両１０は、産業車両１０の後進時の車速が切替速度以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御する動作、及び、ラジエータ２の水温が極低水温よりも低い場合、ラジエータファン３の送風方向が産業車両１０の前後進切替後の走行方向と一致するようにラジエータファン３の回転方向を制御する動作のみを実行してもよい。

また、上記産業車両１、１０では、産業車両１、１０の後進時の車速が切替速度以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「後方」から「前方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御する構成であるが、産業車両１、１０の前進時の車速が切替速度（所定速度：例えば、時速６ｋｍ）以上になると、ラジエータファン３の送風方向が「前方」から「後方」に切り替わるようにラジエータファン３の回転方向を制御してもよい。

また、上記産業車両１、１０において、車速信号に含まれる産業車両１、１０の走行方向情報や産業車両１、１０の操縦者からＥＣＵ８、１３に与えられる走行方向の切替指示などにより、産業車両１、１０が前進から後進（または、後進から前進）に切り替わると
、ＥＣＵ８、１３に備えられるタイマが所定時間（例えば、５秒程度）の計時を開始し、その所定時間が満了したときに、ラジエータファン３の送風方向を「後方」から「前方」（または、「前方」から「後方」）に切り替えるようにラジエータファン３の回転方向を制御してもよい。この場合、所定時間の満了前に産業車両１、１０が後進から前進（また
、前進から後進）に切り替わると、タイマをリセットし、ラジエータファン３の送風方向がそのままとなるようにラジエータファン３の回転方向を制御する。

このように構成しても、産業車両１、１０の走行時の冷却効率を上げつつ、産業車両１、１０の前後進の切替えが頻繁に行われる場合の産業車両１、１０内の冷却効率の低下を抑えることができる。

また、上記産業車両１、１０は、ホイールローラやトーイング車などフォークリフトに限定されない。
また、上記産業車両１、１０は、ハイブリットエンジン駆動でもよいし、燃料電池によるモータ駆動でもよい。

また、上記切替速度は、時速６ｋｍに限定されることは無く、特許請求の範囲内であれあば適宜変更可能である。

（ａ）は、本発明の実施形態の産業車両を示す図である。（ｂ）は、制御部を示す図である。 産業車両の車速とラジエータファンの送風方向との関係を示す図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態の産業車両を示す図である。（ｂ）は、制御部を示す図である。 産業車両の車速とラジエータファンの送風方向／送風量とラジエータの水温との関係を示す図である。

符号の説明

１ 産業車両
２ ラジエータ
３ ラジエータファン
４ 車速センサ
５ 制御部
６ ウエイト
７ 開口部
８ ＥＣＵ
９ ファンコントローラ
１０ 産業車両
１１ 水温センサ
１２ 制御部
１３ ＥＣＵ
１４ ファンコントローラ

Claims (6)

1. 産業車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される前記産業車両の前後進切替後の車速が所定速度以上になると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御装置。
2. 産業車両の前後進が切り替わると、所定時間の計時を開始するタイマと、
   前記産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記所定時間が満了すると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のラジエータファン制御装置であって、
   前記ラジエータの水温を検出する水温検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記水温検出手段により検出される水温に基づいて前記ラジエータファンの回転速度を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のラジエータファン制御装置であって、
   前記ラジエータの水温を検出する水温検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記水温検出手段により検出される水温が所定水温よりも低い場合、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の走行方向と一致するように前記ラジエータファンの回転方向を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御装置。
5. 産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御するラジエータファン制御方法であって、
   前記産業車両の前後進切替後の車速が所定速度以上になると、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御方法。
6. 産業車両内の熱気をラジエータを介して外部に排出するためのラジエータファンの駆動を制御するラジエータファン制御方法であって、
   前記産業車両の前後進切替時から所定時間後、前記ラジエータファンの送風方向が前記産業車両の前後進切替後の走行方向と反対方向になるように前記ラジエータファンの回転方向を制御する、
   ことを特徴とするラジエータファン制御方法。
   
   
   

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