JP2008106727A - 車両前部の空気取入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱交換器が過冷却状態にあるときにシャッタを閉じることができるようにした車両前部の空気取入装置を提供することを課題とする。
【解決手段】車両前部１０ｂの空気取入装置２２は、空気取入口２３、２４に設けられ走行風圧で開くシャッタ３２、３３と、熱交換器２５と、この熱交換器２５の後方に配置されたファン２６と、このファン２６を制御する制御部３６とからなり、制御部３６は、熱交換器２５が過冷却状態であることが検出されたときに、ファン２６を逆回転させて、シャッタ３２、３３を走行風圧に抗して閉じる制御を実施する。制御部３６は、車両１０の車速に応じて、ファン２６の逆回転速度を可変制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気を取り入れる空気取入口に設けられ走行風圧で開くシャッタを有する車両前部の空気取入装置に関する。

車両の前端部に設けられて空気を取り入れる空気取入口と、この空気取入口に設けられ走行風圧で開くシャッタとを有する車両前部の空気取入装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実公昭５７−５８０１５号公報（第２頁）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の技術の基本構成を説明する図であり、キャブオーバ型車両１００において、空気取入装置１０１は、車両１００の前端部１００ａの上下に設けられ空気を取り入れる空気取入口１０２、１０３を有する。

上の空気取入口１０２は、乗員室に走行風を導入するものであり、この上の空気取入口１０２には、換気用シャッタ１０４が設けられている。下の空気取入口１０３は、ラジエータ１０５に走行風を導入するものであり、この下の空気取入口１０３には、走行風で開くシャッタ１０６が設けられている。なお、このシャッタ１０６は、走行風圧の有無により開閉するものである。
走行風圧によってシャッタ１０６が開いたとき、下の空気取入口１０３から走行風が進入し、ラジエータ１０５を通過する。

しかし、冷間始動後の走行時などにおいて、ラジエータ１０５に低温の走行風が多量に供給されると、ラジエータ１０５が必要以上に冷却された状態（以下、「過冷却状態」と云う。）になる場合がある。過冷却状態では冷却水の温度上昇が遅くなることから、例えば、冷却水を利用した暖房では暖房性能が低下することになる。そこで、ラジエータ１０５が過冷却状態にあるときは、シャッタ１０６を閉じるようにすることが望まれる。
しかし、特許文献１の技術では、ラジエータ１０５が過冷却状態にあるときでもシャッタ１０６は走行風圧で開いたままであり、シャッタ１０６を閉じることができないという問題がある。

本発明は、熱交換器が過冷却状態にあるときにシャッタを閉じることができるようにした車両前部の空気取入装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両の前端部に設けられて空気を取り入れる空気取入口と、この空気取入口に設けられ走行風圧で開くシャッタと、空気取入口の後方に配置された熱交換器と、この熱交換器の後方に配置されたファンと、このファンを制御する制御部とからなる車両前部の空気取入装置において、制御部は、熱交換器が過冷却状態であることが検出されたときに、ファンを逆回転させて、シャッタを走行風圧に抗して閉じる制御を実施することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、制御部は、車両の車速に応じて、ファンの逆回転速度を可変制御することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車両前部の空気取入装置は、熱交換器が過冷却状態であることが検出されたときに、ファンを逆回転させて、シャッタを走行風圧に抗して閉じる制御を実施するようにした。

熱交換器が過冷却状態にあるとき、ファンを逆回転させて、空気取入口に設けられているシャッタを閉じることにより、低温の走行風が車両に進入しないようにした。低温の走行風は熱交換器を通過しなくなるので、熱交換器を過冷却状態から速やかに脱するようにすることができる。つまり、本発明によれば、熱交換器が過冷却状態にあるときにシャッタを閉じるようにすることができる。

加えて、シャッタを閉じるためにはファンを逆転させるだけで済むので、シャッタに、例えば、シャッタを閉じるためのアクチュエータなどの要素は不要となる。従って、シャッタ周りの構造を簡便な構造にすることができる。

請求項２に係る発明では、制御部は、ファンの逆回転速度を可変制御するので、車両の速度が上昇するときには逆回転速度を上げ、車両の速度が下降するときには逆回転速度を下げるようにすれば、ファンを一定の逆回転速度で回転させる場合と較べてファンの消費エネルギーを節約することができる。

ファンの逆回転速度を上下させ、車両の速度に応じてシャッタを閉じるようにしたので、シャッタを閉じるためにファンを逆回転するエネルギーを必要最小限に抑えることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る空気取入装置の配置を説明する図であり、車両１０としての自動車には、前方から後方に向け、エンジン室１１と乗員室１２とトランク室１３とが備えられている。

エンジン室１１にはエンジン１４が配置されており、エンジン室１１の前端部１１ａにはアッパ及びロアメンバー１５、１６が設けられ、エンジン室１１の上方にはボンネット１７が設けられ、エンジン室１１の後端部には乗員室１２との間を区画するダッシュロア１８が設けられ、エンジン室１１の下方には底部材１９が設けられている。図中２１はフロントバンパである。
車両前部１０ｂには空気取入装置２２が設けられている。

空気取入装置２２は、車両１０の前端部１０ａに設けられて空気を取り入れる空気取入口２３、２４と、これらの空気取入口２３、２４の後方に配置された熱交換器２５と、この熱交換器２５の後方に配置されたファン２６とを備える。
図中、２７はルーフパネル、２８はトランクリッド、２９ａ、２９ｂは前後のガラス、３１ａ、３１ｂは前後の車輪である。

図２は本発明に係る車両前部の空気取入装置の構成を説明する図であり、空気取入装置２２は、車両１０の前端部１０ａに設けられている空気取入口２３、２４と、これらの空気取入口２３、２４に取り付けられている上下のシャッタ３２、３３と、これらのシャッタ３２、３３の後方に設けられている熱交換器２５と、この熱交換器２５の後方にブラケット３５を介して取り付けられているファン２６と、このファン２６の回転方向及び回転速度を制御する制御部３６と、からなる。

上下のシャッタ３２、３３は、各々、ヒンジ部３７、３７と、これらヒンジ部３７、３７に回動可能に取り付けられているシャッタ本体３８、３８とを有する。上下のシャッタ３２、３３は、走行風を受けたときなどに、ヒンジ部３７、３７を中心に車両１０の内側に回動して開くように構成されており、アッパメンバ１５に取り付けられている。

熱交換器２５は、エアコンシステムの構成要素としての凝縮器４１と、この凝縮器４１の後方に設けられエンジン１４の熱を放熱するラジエータ４２とからなる。
図中、４３はグリル部材、４４はフロアパネル、４５は開口部である。
制御部３６は、ケーブル５４及びドライバ５３を介してファン２６に接続されている。

制御部３６には、エンジン１４の冷却水の温度信号Ｔｗと車両１０の車速信号Ｖが入力され、これら温度信号と車速信号に基づいて、ファン２６の回転方向及び回転速度が演算される。
制御部３６は、車両１０の車速に応じて、ファン２６の逆回転速度を可変制御する機能を有する。なお、ファン２６は、電動式であって、正転又は逆転可能に構成されている。

すなわち、車両前部１０ｂの空気取入装置２２は、空気取入口２３、２４の上下に設けられ走行風圧で開くシャッタ３２、３３と、これらのシャッタ３２、３３の後方に配置された熱交換器２５と、この熱交換器２５の後方に配置されたファン２６と、このファン２６を制御する制御部３６とを主要な構成要素とし、制御部３６は、熱交換器２５が過冷却状態であることが検出されたときに、ファン２６を逆回転させて、シャッタ３２、３３を走行風圧に抗して閉じる制御を実施するものである。

以上に述べた空気取入装置の作用を次に述べる。
図３は車両が走行しファンが停止するときの作用説明図である。
車両の前端部１０ａに走行風圧を受けると、この走行風圧でシャッタ３２、３３が開かれる。そして、走行風Ｗが熱交換器２５を通過し、ファン２６を通過して開口部４５から車両１０の外に流れる。
図２に戻って、車両１０が停止すると、車両の前端部１０ａに走行風を受けていないときには、シャッタ３２、３３は閉じられる。

図４は車両が走行しファンが正転するとき及び車両が停止しファンが正転するときの作用説明図である。
（ａ）において、車両１０が停止し、冷却水の温度が高いときの状態である。ファン２６が正転し、ファン２６の正転によってファン２６の前方とシャッタ３２、３３の後方の間に負圧が生じる。この負圧によりシャッタ３２、３３が開く。そして、ファン２６の正転により吸引された風Ｗａは熱交換器２５を通過し、ファン２６を通過して開口部４５から車両の外に流れる。

（ｂ）において、車両１０が走行し、エンジン室１１に走行風Ｗｂは取り入れられているが、冷却水の温度が高いときの状態である。ファン２６が正転し、車両の前端部１０ａに走行風圧を受けるとともに、ファン２６が正転するので、シャッタ３２、３３が開く。走行風Ｗｂは熱交換器２５を通過し、ファン２６を通過して開口部４５から車両１０の外に流れる。走行風圧に加えてファン２６の正転による圧力が付加され、シャッタ３２、３３は、（ａ）に較べると大きく開くので、高い冷却効果を得ることができる。

図５は車両が走行しファンが逆転するとき及び車両が停止しファンが逆転するときの作用説明図であり、熱交換器２５を構成するラジエータ４２が過冷却状態であることが検出されたときの作用を示す。

（ａ）において、車両１０が停止し、冷却水の温度が所定値（例えば、約８０℃）に達しないときの状態であり、ファン２６が逆転し、ファン２６の逆転によってエンジン室１１の空気はシャッタ３２、３３の後面３２ｂ、３３ｂに当たり、シャッタ３２、３３は閉じる。

（ｂ）において、車両１０が走行し、冷却水の温度が所定値に達しないときの状態であり、車両の前端部１０ａに走行風圧を受け、この走行風圧でシャッタ３２、３３に開く方向の力がかかる。ファン２６が逆転し、ファン２６の逆転によってファン２６の前方とシャッタ３２、３３の後方の間に圧力が生じ、シャッタ３２、３３には閉じる方向の力がかかる。

このとき、シャッタ３２、３３が走行風によってその前面３２ａ、３３ａに受ける速度Ｖ１と、シャッタ３２、３３がファン２６の逆転によりその後面３２ｂ、３３ｂに受ける速度Ｖ２との間が、Ｖ１＜Ｖ２の関係となるようにファン２６を逆回転させて、シャッタ３２、３３を閉じるようにした。

熱交換器２５が過冷却状態にあるとき、ファン２６を逆回転させて、空気取入口２３、２４に設けられているシャッタ３２、３３を閉じることにより、低温の走行風Ｗが熱交換器２５を通過しなくなるので、熱交換器２５を過冷却状態から速やかに脱するようにすることができる。つまり、本発明によれば、熱交換器２５が過冷却状態にあるときにシャッタ３２、３３を閉じるようにすることができる。

本実施例では、熱交換器がラジエータである場合の過冷却状態を、冷却水の温度が、例えば、約８０℃に達しないときを検出したときとするようにしたが、熱交換器としての凝縮器が、暖房運転時に蒸発器として機能する場合の過冷却状態は、例えば、蒸発器の着霜を検出したときとすることができる。これによれば、蒸発器の着霜時にシャッタを閉じて蒸発器への走行風の進入を阻止し蒸発器の除霜を早めることができる。

加えて、シャッタ３２、３３を閉じるためにファン２６を逆転させるだけで済み、シャッタ３２、３３に、例えば、シャッタ３２、３３を開閉するためのアクチュエータなどの要素は不要となる。従って、シャッタ３２、３３周りの構造を簡便な構造にすることができ、空気取入装置２２のコストアップを抑えることができる。

また、制御部（図２の符号３６）は、ファン２６の逆回転速度を可変制御するので、車両１０の速度が上昇するときには逆回転速度を上げ、車両１０の速度が下降するときには逆回転速度を下げるようにすれば、ファン２６を一定の逆回転速度で回転させる場合と較べ、ファン２６の消費エネルギーを大幅に節約することができる。

ファン２６の逆回転速度を上下させ、車両１０の速度に応じてシャッタ３２、３３を閉じるようにしたので、シャッタ３２、３３を閉じるためにファン２６を逆回転させるエネルギーを必要最小限に抑えることができる。

本発明の車両前部の空気取入装置は、自動車に好適である。

本発明に係る空気取入装置の配置を説明する図である。 本発明に係る車両前部の空気取入装置の構成を説明する図である。 車両が走行しファンが停止するときの作用説明図である。 車両が走行しファンが正転するとき及び車両が停止しファンが正転するときの作用説明図である。 車両が走行しファンが逆転するとき及び車両が停止しファンが逆転するときの作用説明図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…車両、１０ａ…車両の前端部、２２…空気取入装置、２４…空気取入口、２５…熱交換器、２６…ファン、３２…シャッタ、３６…制御部。

Claims (2)

1. 車両の前端部に設けられて空気を取り入れる空気取入口と、この空気取入口に設けられ走行風圧で開くシャッタと、前記空気取入口の後方に配置された熱交換器と、この熱交換器の後方に配置されたファンと、このファンを制御する制御部とからなる車両前部の空気取入装置において、
   前記制御部は、前記熱交換器が過冷却状態であることが検出されたときに、前記ファンを逆回転させて、前記シャッタを前記走行風圧に抗して閉じる制御を実施することを特徴とする車両前部の空気取入装置。
2. 前記制御部は、前記車両の車速に応じて、前記ファンの逆回転速度を可変制御することを特徴とする請求項１記載の車両前部の空気取入装置。

Images