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技術 空気導入制御装置

出願人 サカエ理研工業株式会社
発明者 高橋辰彦
出願日 2016年4月15日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-082071
公開日 2017年10月19日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-190098
状態 特許登録済
技術分野 推進装置の冷却,吸排気,燃料タンクの配置
主要キーワード 設定流速 見える線 ドット柄 渦巻き体 可動フィン フロンド スクロール式コンプレッサ フレーム端
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

導入する空気量を制御しやすく、簡易な構成で軽量化が可能な空気導入制御装置を提供する。

解決手段

空気導入制御装置51は、空気導入部20、ノズル40、気体噴射部61および噴射制御部62を備える。空気導入部20は、フレーム21の内側に設けられ、前後方向に連通する流路241〜243を有する。ノズル41は、前後方向と交差する方向に開口する噴射口42を有する。気体噴射部61は、ノズル41に接続され、噴射口42を経由して気体を噴射し、流路241〜243からの空気を遮断可能である。噴射制御部62は、車両の状況に基づいて、噴射速度Viを変更するように、気体噴射部61を制御可能である。気流を利用しているため、部品点数が削減され、車両の軽量化が可能である。噴射制御部62が車両の状況に基づいて、噴射速度Viを変更することができるため、エンジンルーム内に導入される空気量が制御しやすくなる。

概要

背景

従来、エンジンルームの温度を調整するため、エンジンルームに空気を導入する空気導入制御装置が車両の前部に設けられている。空気導入制御装置は、フロントグリルまたはラジエータグリルとも呼ばれている。特許文献1に記載のように、空気導入制御装置は空気を導入する開口部の開閉動作をすることによってエンジンルーム内への空気の導入状態を制御するグリルシャッタが設けられている。

概要

導入する空気量を制御しやすく、簡易な構成で軽量化が可能な空気導入制御装置を提供する。空気導入制御装置51は、空気導入部20、ノズル40、気体噴射部61および噴射制御部62を備える。空気導入部20は、フレーム21の内側に設けられ、前後方向に連通する流路241〜243を有する。ノズル41は、前後方向と交差する方向に開口する噴射口42を有する。気体噴射部61は、ノズル41に接続され、噴射口42を経由して気体を噴射し、流路241〜243からの空気を遮断可能である。噴射制御部62は、車両の状況に基づいて、噴射速度Viを変更するように、気体噴射部61を制御可能である。気流を利用しているため、部品点数が削減され、車両の軽量化が可能である。噴射制御部62が車両の状況に基づいて、噴射速度Viを変更することができるため、エンジンルーム内に導入される空気量が制御しやすくなる。

目的

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、導入する空気量を制御しやすく、簡易な構成で軽量化が可能な空気導入制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

エンジン(12)で高温になった冷却液を冷却するラジエータ(2)、冷却液の温度(Tc)を測定する液温センサ(3)、外気の温度(To)を測定する外気温センサ(4)または車速(Vc)を測定する車速センサ(5)を搭載した車両(1)に用いられる空気導入制御装置であって、外枠を形成するフレーム(21)と、前記フレームの内側に設けられ、前記車両の前側に開口し、前記車両の前後方向に連通する流路(241、242、243)を有し、前記車両の外側から空気を導入可能な空気導入部(20)と、前記フレームに対し前記車両の後側に設けられており、前記車両の前後方向と交差する方向に開口する噴射口(42)を有するノズル(40)と、前記ノズルに接続され、前記流路から導入される空気を横切るように前記噴射口を経由して気体を噴射し、前記流路から導入される空気を遮断可能な気体噴射部(61)と、前記気体噴射部が噴射する気体の流速噴射速度(Vi)とすると、前記車両の状況に基づいて前記噴射速度を変更するように、前記気体噴射部を制御可能な噴射制御部(62)と、を備える空気導入制御装置。

請求項2

前記噴射制御部は、前記エンジンの始動開始時刻(x0)から所定時間(P)が経過した時刻(x1)まで、前記噴射速度が予め設定された流速(Vi_f)になるように前記気体噴射部を制御し、前記気体噴射部は、前記流路から導入される空気を遮断する請求項1に記載の空気導入制御装置。

請求項3

前記噴射制御部は、前記車速が予め設定された速さ(Vc_f)以下であるとき、前記気体噴射部が気体の噴射を停止するように前記気体噴射部を制御する請求項1または2に記載の空気導入制御装置。

請求項4

前記噴射制御部は、前記車速が大きくなるに伴い、前記噴射速度が大きくなるように前記気体噴射部を制御し、前記気体噴射部は、前記流路から導入される空気を遮断する請求項1から3のいずれか一項に記載の空気導入制御装置。

請求項5

前記噴射制御部は、前記冷却液の温度が予め設定された温度(Tc_f)以上であるとき、前記気体噴射部が気体の噴射を停止するように前記気体噴射部を制御する請求項1から4のいずれか一項に記載の空気導入制御装置。

請求項6

前記噴射制御部は、前記冷却液の温度が高くなるに伴い、前記噴射速度が小さくなるように前記気体噴射部を制御する請求項1から5のいずれか一項に記載の空気導入制御装置。

請求項7

前記噴射制御部は、前記外気の温度が予め設定された外気温(To_f)以下であるとき、前記噴射速度が予め設定された流速(Vi_f)になるように前記気体噴射部を制御する請求項1から6のいずれか一項に記載の空気導入制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両に用いられる空気導入制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、エンジンルームの温度を調整するため、エンジンルームに空気を導入する空気導入制御装置が車両の前部に設けられている。空気導入制御装置は、フロントグリルまたはラジエータグリルとも呼ばれている。特許文献1に記載のように、空気導入制御装置は空気を導入する開口部の開閉動作をすることによってエンジンルーム内への空気の導入状態を制御するグリルシャッタが設けられている。

先行技術

0003

特開2012−197001号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載のような空気導入制御装置は、フレームに支持されている可動フィンが回転することによって、グリルシャッタの開閉を行うように構成されている。この空気導入装置は、例えば、エンジン始動開始時の場合、エンジンルーム内の暖機を促進するため、グリルシャッタを閉じる。
車両がエンジンの始動状態から低速走行している場合、エンジンルーム内に導入される空気量が過少なため、グリルシャッタを開いて、エンジンルーム内に空気を導入し、エンジンルーム内の過熱を防止する。
車両が中速高速走行している場合、空気導入装置はグリルシャッタを閉じて、エンジンルーム内に空気を導入しない。車両の空気抵抗を低減して、車両の燃費が向上する。
車両が渋滞中道路走行するような停止を繰り返す場合、空気導入装置はグリルシャッタを開いて、エンジンルーム内に空気を導入し、エンジンルーム内の過熱を防止する。

0005

このように、グリルシャッタは車両の走行状況に応じて開閉動作を行うことによってエンジンルーム内に導入される空気量を調整している。このような構成は、複数の可動フィンが必要であり、部品点数が多くなり、車両の重量が増大する。また、走行状況に応じて開閉動作の制御を行う複雑な制御となるため、制御異常による開閉動作の不具合が生じる虞がある。

0006

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、導入する空気量を制御しやすく、簡易な構成で軽量化が可能な空気導入制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、エンジン(12)で高温になった冷却液を冷却するラジエータ(2)、冷却液の温度(Tc)を測定する液温センサ(3)、外気の温度(To)を測定する外気温センサ(4)または車速(Vc)を測定する車速センサ(5)を搭載した車両(1)に用いられる空気導入制御装置である。

0008

空気導入制御装置は、フレーム(21)、空気導入部(20)、ノズル(40)、気体噴射部(61)および噴射制御部(62)を備える。
フレームは、外枠を形成する。
空気導入部は、フレームの内側に設けられ、車両の前側に開口し、車両の前後方向に連通する流路(241、242、243)を有し、車両の外側から空気を導入可能である。
ノズルは、フレームに対し車両の後側に設けられており、車両の前後方向と交差する方向に開口する噴射口(42)を有する。

0009

気体噴射部は、ノズルに接続され、流路から導入される空気を横切るように噴射口を経由して気体を噴射し、流路から導入される空気を遮断可能である。
気体噴射部が噴射する気体の流速噴射速度(Vi)とする。
噴射制御部は、車両の状況に基づいて噴射速度を変更するように、気体噴射部を制御可能である。

0010

噴射口を経由して気体噴射部が噴射する気流が流路から導入される空気を横切って遮断可能で、空気導入部が開閉可能になる。気流を利用しているため、部品点数が削減され、車両の軽量化が可能である。
また、噴射制御部は、車両の状況に基づいて噴射速度を変更できるため、エンジンルーム内に導入される空気量を制御しやすくする。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1実施形態による空気導入制御装置が用いられる車両の構成図。
図1のIIから見た矢視図。
図2のIII部拡大図。
図3のIV−IV線断面図。
図4のV−V線断面図。
本発明の第1実施形態による空気導入制御装置の噴射制御部が行う処理を説明するためのフローチャート
本発明の第1実施形態による空気導入制御装置の噴射制御部が行う処理の車速と噴射速度との関係図。
本発明の第1実施形態による空気導入制御装置の作用を説明するためのタイムチャート
本発明の第1実施形態による空気導入制御装置が空気を遮断する作用図。
本発明の第1実施形態による空気導入制御装置が空気を導入する作用図。
本発明の第2実施形態による空気導入制御装置の噴射制御部が行う処理を説明するためのフローチャート。
本発明の第2実施形態による空気導入制御装置の噴射制御部が行う処理の液温と噴射速度との関係図。
本発明の第3実施形態による空気導入制御装置の正面図。
図13のXIV−XIV線断面図。
図13のXV−XV線断面図。
本発明の第4実施形態による空気導入制御装置の正面図。
図16のXVII−XVII線断面図。
図16のXVIII−XVIII線断面図。
その他実施形態による空気導入装置の構成図。
その他実施形態による空気導入装置の構成図。
その他実施形態による空気導入装置の噴射制御部が行う処理の車速と噴射速度との関係図。

実施例

0012

以下、本発明の実施形態による空気導入制御装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明する。また、「本実施形態」という場合、第1から第4実施形態を包括する。これらの実施形態の空気導入制御装置は、車両の前部に設けられる。

0013

本実施形態の空気導入制御装置に用いられる車両1について説明する。
図1に示すように、車両1は、エンジン12、ラジエータ2、液温センサ3、外気温センサ4および車速センサ5を備える。図1において、車両1の前部の内部も記載している。また、車両1は、ボンネット7と、バンパー8と、ボディ10の側部と、でエンジンルーム11が区画形成されており、エンジンルーム11内に内燃機関であるエンジン12が搭載されている。

0014

ラジエータ2は、エンジン12の前方に搭載され、アッパーホース13とロアーホース14とによって、エンジン12に接続されている。
アッパーホース13は、エンジン12からラジエータ2に冷却液が入る配管である。
ロアーホース14は、ラジエータ2からエンジン12に冷却液が入る配管である。
冷却液は水に不凍液が混合されており、不凍液として防錆防腐効果もあるロングライフクーラントが用いられている。

0015

ラジエータ2は、エンジン12内の冷却液の経路であるウオータジャケットとアッパーホース13とを経由して、高温になった冷却液が送られ、車両1の走行風で冷却液を冷却する。
また、ラジエータ2は、高温になった冷却液を冷却し、ロアーホース14を経由して、冷却されて冷却液をエンジン12に戻す。

0016

液温センサ3は、アッパーホース13に接続され、アッパーホース13に流れる冷却液の温度を測定可能である。冷却液の温度を液温Tc[℃]とする。
外気温センサ4は、バンパー8の下部内側に搭載され、車両1の外部の気温を測定可能である。外部の気温を外気温To[℃]とする。
液温センサ3や外気温センサ4は、例えば、温度に応じて電気抵抗が変化するセラミック半導体であるサーミスタが用いられる。

0017

車速センサ5は、エンジン12に搭載され、エンジン12の回転速度に比例したパルス波を取り出すことができ、車両1の車速Vc[km/h]を測定可能である。車速センサ5は、例えば、エンジン12の軸の回転とともに多極着磁した磁石が回転し、非接触の磁気抵抗効果素子で磁束の変化を電気抵抗の変化に変換して、車速Vcを測定する。

0018

(第1実施形態)
図2に示すように、空気導入制御装置51は、車両1の前部に設けるために用いられ、車両1のボンネット7とバンパー8との間であって、両ヘッドライト9の間に設けられている。車両1の前進方向を「前」とし、車両1の後退方向を「後」とする。また、ボンネット7側を「上」とし、車両1のタイヤ6側を「下」とし、上下方向は、車高高さと同一である。さらに、前進方向から見て右側を「右」とし、前進方向から見て左側を「左」とし、左右方向は、車幅方向と同一である。図中では、煩雑さを避けるために、本来の断面の奧に見える線の図示を省略している。

0019

図3に示すように、空気導入制御装置51は、フレーム21、「仕切り部材」としての複数のルーバー22、23および空気導入部20を備える。図3において、空気導入部20の所在を明確にするために、空気導入部20に相当する箇所をドット柄で示す。
また、図4に示すように、空気導入制御装置51は、複数のノズル40、「気体噴射部」としてのコンプレッサ61、流速センサ63および噴射制御部62を備える。

0020

フレーム21は、階的に折れ曲がっており、外枠を形成する。
フレーム21は、フレーム上部延長部35とフレーム下部延長部36とを有する。
フレーム上部延長部35は、フレーム21の上部に位置するフレーム上部25の下端から後退方向に延びている。
フレーム下部延長部36は、フレーム21の下部に位置するフレーム下部26の上端から後退方向に延びている。フレーム下部延長部36は、フレーム上部延長部35よりも短く形成されている。

0021

ルーバー22、23は、左右方向の断面がL字形状で、板状に形成され、フレーム上部25およびフレーム下部26の間に設けられており、意匠部28、29、突出部30、31および延長部32、33を有する。
意匠部28、29は、車両1の前側に形成され、上下方向に延びている。ルーバー22、23のL字形状の断面は、意匠部28、29と突出部30、31とで形成される。

0022

突出部30、31は、意匠部28、29の上端から後退方向に突き出ており、フレーム下部延長部36と同一の長さに形成されている。ここで、「同一」は、常識的な誤差範囲を含む。以下、「同一」、「=」、「等しく」、「等しい」は、同様に拡大解釈するものとする。
延長部32、33は、意匠部28、29の下端から後退方向に延びており、フレーム上部延長部35と同一の長さに形成されている。また、延長部32、33は、突出部30、31と同一方向に延びており、突出部30、31よりも短く形成されている。

0023

空気導入部20は、フレーム21の内側に設けられ、複数の流路241〜243を有し、前方から後退方向に向かって空気を導入、前記車両の外側から空気を導入可能である。
流路241〜243は、フレーム上部25、フレーム下部26およびルーバー22、23によって複数に仕切られており、前側に開口し、前後方向に連通している。
流路241は、フレーム上部25とルーバー22とによって区画形成され、流路242は、ルーバー22とルーバー23とによって区画形成され、流路243は、ルーバー23とフレーム下部26とによって区画形成される。

0024

流路241が開口する面積開口面積A1とし、流路242が開口する面積を開口面積A2とし、流路241が開口する面積を開口面積A3とする。
3つの流路241、242、243は、3つの開口面積A1、A2、A3が同一となるように形成されている。
空気導入部20は、外部から流路241〜243を経由してエンジンルーム11に空気を導入する。導入された空気は、ラジエータ2が高温になった冷却液を冷却するために用いられる。

0025

図4および図5に示すように、ノズル40は、フレーム上部25に対し後側に複数設けられており、筒部41を有する。
筒部41は、左右方向の断面がL字形状で円筒状に形成されており、前側の端部に噴射口42が形成され、後側の端部に接続口43が形成されている。

0026

噴射口42は、前後方向と交差する方向に開口するように形成され、下方向に向いて開口しており、上下方向の断面が円形形状である。
接続口43は、噴射口42とは反対側に形成され、後方向に向いて開口しており、左右方向の断面が円形形状である。

0027

筒部41の径をDpとし、筒部41の軸方向における断面積をApとし、噴射口42の径をDiとし、噴射口42の軸方向における断面積をAiとする。接続口43の径および断面積は、筒部41の径Dpおよび断面積Apと同一である。
噴射口42は、関係式(1)、(2)を満たすように断面積Aiが形成されており、筒部41の径Dpに対し径Diが絞られるように、上方向から下方向に向かって傾斜して形成されている。
Di<Dp ・・・(1)
Ai<Ap ・・・(2)

0028

コンプレッサ61は、ノズル40に対し後側に設けられ、接続口43を介して複数のノズル40に接続されており、気体として空気が用いられている。
コンプレッサ61は、1対の同一形状渦巻き体を、一方を固定し、他方が相対的に円運動することのより、圧縮室体積を小さくして圧縮空気を生成し、駆動源としてモータが内蔵される電動スクロール式コンプレッサである。

0029

また、コンプレッサ61は、接続口43から噴射口42に空気を送風し、噴射口42を経由して空気を噴射する。噴射された空気によって、コンプレッサ61は、流路241〜243から導入される空気を遮断可能である。
コンプレッサ61が噴射口42を経由して噴射する空気の流速を噴射速度Vi[m/s]とする。噴射口42が関係式(1)、(2)を満たすように形成されているため、コンプレッサ61が空気を送風したとき、噴射速度Viは大きくなりやすい。

0030

コンプレッサ61が噴射する空気の気流は、乱流となるように生成され、噴射口42におけるレイノルズ数をReとし、レイノルズ数Reは、例えば、以下関係式(3)で表される。空気の動粘度をνとする。レイノルズ数Reが2300を超えるように、コンプレッサ61の規格および径Diが調整され、噴射速度Viが調整されている。
Re=(Vi×Di)/ν ・・・(3)

0031

気流が乱流であることによって、コンプレッサ61は流路241〜243から導入される空気を遮断可能にする。乱流は慣性力が大きい流れであるため、流路241〜243から導入される空気は、気流により遮断される。なお、流路241〜243から導入される空気量がゼロではなく、導入される空気量が減少する程度においても、流路241〜243から導入される空気は、気流により遮断されるとする。また、「ゼロ」は、常識的な誤差範囲を含む。以下、「ゼロ」は、同様に拡大解釈するものとする。

0032

流速センサ63は、コンプレッサ61が噴射する空気が当たるように、フレーム21の後側で噴射口42の下方向に設けられ、噴射速度Viを測定可能である。
流速センサ63は、コンプレッサ61が噴射した気流との伝熱によって、噴射速度Viを測定する熱式流速計で、半導体基板の表面に薄膜抵抗体で形成された発熱素子感温素子とで形成されている。

0033

噴射制御部62は、CPU、ROM、RAMおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータにより構成されている。
図1における破線矢印で示すように、液温センサ3、外気温センサ4、車速センサ5および流速センサ63等の各種センサから液温Tc、外気温Toおよび車速Vcを取得可能である。

0034

噴射制御部62は、液温Tc、外気温To、車速Vcおよび噴射速度Viを取得し、車両1の状況に基づいて噴射速度Viを変更するように、コンプレッサ61を制御可能である。また、噴射制御部62は、流速センサ63から取得した噴射速度Viに基づいて、噴射速度Viを変更するフィードバック制御が可能である。

0035

噴射制御部62が行う処理について、図6のフローチャートに基づき説明する。フローチャートの説明において、記号「S」はステップを意味する。噴射制御部62は、例えば、エンジン12の始動とともに処理を開始する。エンジン12が始動開始した時刻をx0とし、エンジン12の始動開始時刻x0からの所定時間をPとする。

0036

噴射速度Viにおいて予め設定される流速を設定流速Vi_fとし、車速Vcにおいて予め設定される速さを設定車速Vc_f[km/h]とする。液温Tcにおいて予め設定される温度を設定液温Tc_fとし、外気温Toにおいて予め設定される温度を設定気温To_fとする。
設定流速Vi_f、設定車速Vc_f、設定液温Tc_fおよび設定気温To_fは、車両1の車種、エンジン12、開口面積A1、A2、A3、車両1が用いられる環境等により変化し、実験シミュレーション等によって求めることができる。

0037

最初に、ステップ101において、噴射制御部62は、液温センサ3から液温Tcを取得する。
ステップ102において、噴射制御部62は、液温Tcと設定液温Tc_fとを比較し、液温Tcが設定液温Tc_f以上であるとき、ステップ103に移行する。
ステップ103において、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0038

一方、ステップ102において、噴射制御部62は、液温Tcが設定液温Tc_fを超えないとき、ステップ104に移行する。
ステップ104において、噴射制御部62は、外気温センサ4から外気温Toを取得する。

0039

ステップ105において、噴射制御部62は、外気温Toと設定気温To_fとを比較し、外気温Toが設定気温To_fを超えるとき、ステップ106に移行する。
ステップ106において、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0040

一方、ステップ105において、噴射制御部62は、外気温Toが設定気温To_f以下であるとき、ステップ107に移行する。
ステップ107において、噴射制御部62は、始動開始時刻x0から所定時間Pが経過するまで、噴射速度Viが設定流速Vi_fとなるように、コンプレッサ61を制御する。
ステップ108において、噴射制御部62は、始動開始時刻x0からの所定時間Pが経過後、車速センサ5から車速Vcを取得する。

0041

ステップ109において、噴射制御部62は、車速Vcと設定車速Vc_fとを比較し、車速Vcが設定車速Vc_f以下であるとき、ステップ110に移行する。
ステップ110において、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0042

一方、ステップ109において、噴射制御部62は、車速Vcと設定車速Vc_fとを比較し、車速Vcが設定車速Vc_fを超えるとき、ステップ111に移行する。
ステップ111において、噴射制御部62は、車速Vcに基づいて噴射速度Viを変更するように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0043

図7に示すように、噴射制御部62は、車速Vcが設定車速Vc_fを超えている場合、車速Vcが大きくなるに伴い、噴射速度Viが大きくなるようにコンプレッサ61を制御する。また、噴射制御部62は、車速Vcが小さくなるに伴い、噴射速度Viが小さくなるようにコンプレッサ61を制御する。

0044

(作用)
空気導入制御装置51の作用について、図8のタイムチャート、図9および図10を参照して説明する。
図8に示すように、始動開始時刻x0から所定時間Pが経過した時刻x1まで、車速Vcはゼロである。始動開始時刻x0から時刻x1まで、エンジンルーム11内の暖機を促進するため、噴射制御部62は、噴射速度Viが設定流速Vi_fとなるように、コンプレッサ61を制御する。このとき、流路241〜243が閉じられるため、流路241〜243を経由してエンジンルーム11内に導入される空気である空気導入量M[m3/s]はである。図8において、「ON」はコンプレッサ61が送風することを示し、「OFF」は噴射速度Viがゼロで、コンプレッサ61が空気の噴射を停止していることを示す。

0045

図9に示すように、噴射速度Viが設定流速Vi_fであるとき、流路241〜243からエンジンルーム11内に導入される空気が遮断される。このとき、空気導入量Mはゼロとなる。
図8に戻って、時刻x1から車両1が走行し始め、車両1が低速走行から加速して時刻x2に車速Vcが設定車速Vc_fになる。時刻x1から時刻x2までは、噴射制御部62は、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御する。

0046

図10に示すように、噴射速度Viがゼロであるとき、流路241〜243からエンジンルーム11内に空気が導入される。空気導入量Mは、車速Vcが大きくなるに伴い、大きくなる。導入された空気によって、ラジエータ2がエンジン12によって高温になった冷却液を冷却し、空気導入装置51は、エンジンルーム11内の過熱を防止する。

0047

図8に戻って、時刻x2から車両1がさらに加速し、中速、高速走行して、時刻x3に車速Vcが最大車速Vc_maxになる。時刻x2に、噴射制御部62は、噴射速度Viが設定流速Vi_fとなるように、コンプレッサ61を制御する。
車速Vcが大きくなるに伴い、空気導入部20に入る空気量は多くなるため、時刻x2から時刻x3までは、噴射制御部62は、車速Vcが大きくなるに伴い、噴射速度Viが大きくなるように、コンプレッサ61を制御する。
始動開始時刻x0から時刻x1までと同様に、流路241〜243からエンジンルーム11内に導入される空気が遮断され、空気導入量Mはゼロとなる。空気導入量Mをゼロとすることによって、車両1の空気抵抗が低減され、車両1の燃費が向上する。

0048

時刻x3から時刻x4まで、最大車速Vc_maxで車両1は一定の速度で走行し、噴射制御部62は、噴射速度Viが一定となるように、コンプレッサ61を制御する。
時刻x4から車両1は減速し、時刻x5に車速Vcが設定車速Vc_fになる。このとき、噴射制御部62は、車速Vcが小さくなるに伴い噴射速度Viが小さくなるように、コンプレッサ61を制御する。
時刻x3から時刻x4までは、時刻x2から時刻x3までと同様に、空気導入量Mがゼロとなり、車両1の空気抵抗が低減され、車両1の燃費が向上する。

0049

時刻x5に、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御する。噴射速度Viがゼロであるため、流路241〜243からエンジンルーム11内に空気が導入される。空気導入量Mは、車速Vcが小さくなるに伴い小さくなる。また、時刻x6に車速Vcがゼロとなり、車両1は停止し、空気導入量Mは、一定量となる。時刻x5以降では、導入された空気によって、ラジエータ2がエンジン12によって高温になった冷却液を冷却し、空気導入装置51は、エンジンルーム11内の過熱を防止する。

0050

従来、エンジンルーム内への空気の導入状態を制御するために、フレームに支持されている可動フィンが回転するグリルシャッタが用いられていた。このような構成は、複数の可動フィンが必要であり、部品点数が多くなり、車両の重量が増大していた。
そこで、本実施形態では、ノズルを経由して空気を噴射するコンプレッサ61と、コンプレッサ61を制御する噴射制御部62とを備える。

0051

(効果)
[1]噴射口42を経由してコンプレッサ61が噴射する気流が流路241〜243から導入される空気を横切って遮断可能で、空気導入部20が開閉可能になる。気流を利用しているため、部品点数が削減され、車両1の軽量化が可能である。
また、噴射制御部62は、車両1の状況に基づいて噴射速度Viを変更することができるため、エンジンルーム11内に導入される空気量が制御しやすくなる。

0052

[2]噴射制御部62は、液温Tcが設定液温Tc_f以上であるとき、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御する。これにより、ラジエータ2が高温になった冷却液の冷却不足を防止し、冷却不足によってエンジン12が過熱されることが防止される。

0053

[3]噴射制御部62は、外気温Toが設定気温To_f以下であるとき、または、始動開始時刻x0から所定時間Pが経過するまで、噴射速度Viが設定流速Vi_fとなるように、コンプレッサ61を制御する。これにより、エンジンルーム11内の暖機が促進される。

0054

[4]噴射制御部62は、車速Vcが大きくなるに伴い、噴射速度Viが大きくなるように、コンプレッサ61を制御する。空気導入部20に入る空気量は、車速Vcが大きくなるに伴い多くなる。そこで、車速Vcに比例して噴射速度Viを大きくすることによって、空気導入部20に入る空気量を確実に遮断することができる。

0055

(第2実施形態)
第2実施形態では、噴射制御部が行う処理が異なる点を除き、第1実施形態と同様である。
第2実施形態の噴射制御部62が行う処理について、図11のフローチャートを参照して説明する。図11のフローチャートのステップ201からステップ206までは、第1実施形態のステップ101からステップ106までと同様で、ステップ207以降が、第1実施形態の噴射制御部62が行う処理と異なる。

0056

最初に、ステップ201において、噴射制御部62は、液温センサ3から液温Tcを取得する。
ステップ202において、噴射制御部62は、液温Tcと設定液温Tc_fとを比較し、液温Tcが設定液温Tc_f以上であるとき、ステップ103に移行する。
ステップ203において、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0057

一方、ステップ202において、噴射制御部62は、液温Tcが設定液温Tc_fを超えないとき、ステップ204に移行する。
ステップ204において、噴射制御部62は、外気温センサ4から外気温Toを取得する。

0058

ステップ205において、噴射制御部62は、外気温Toと設定気温To_fとを比較し、外気温Toが設定気温To_fを超えるとき、ステップ206に移行する。
ステップ206において、噴射制御部62は、コンプレッサ61が空気の噴射を停止し、噴射速度Viがゼロとなるように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0059

一方、ステップ205において、噴射制御部62は、外気温Toが設定気温To_f以下であるとき、ステップ207に移行する。
ステップ207において、噴射制御部62は、液温Tcに基づいて噴射速度Viを変更するように、コンプレッサ61を制御し、終了する。

0060

図12に示すように、噴射制御部62は、液温Tcが設定液温Tc_fを超えないとき、液温Tcが高くなるに伴い、噴射速度Viが小さくなるようにコンプレッサ61を制御する。噴射制御部62が噴射速度Viを小さくすることによって、空気導入量Mが増加し、ラジエータ2が高温になった冷却液を冷却しやすくし、液温Tcを低くする。
噴射制御部62が液温Tcに基づいて噴射速度Viを変更することによって、エンジンルーム11内に導入される空気量が制御しやすくなり、第1実施形態と同様の効果を奏する。

0061

(第3実施形態)
第3実施形態では、ノズルの配置を除き、第1実施形態と同様である。
図13および図14に示すように、空気導入制御装置53のノズル140は、フレーム21に対し後側で、フレーム21の左右方向におけるフレーム端部211に複数設けられており、流路241〜243に隣接している。図13において、図3と同様に、空気導入部20に相当する箇所をドット柄で示す。
また、ノズル140は、筒部141の噴射口142が左右方向に開口するように形成され、筒部141の接続口143が後方向に向いて開口するように形成されている。
流速センサ63は、コンプレッサ61が噴射する空気に当たるように、噴射口142の左右方向に設けられている。

0062

図14に示すように、コンプレッサ61が空気を噴射するとき、流路241からエンジンルーム11内に導入される空気が遮断される。このとき、空気導入量Mはゼロとなる。流路242、243から導入される空気も同様に遮断される。
図15に示すように、コンプレッサ61が空気の噴射を停止しており、噴射速度Viがゼロであるとき、流路241からエンジンルーム11内に空気が導入される。流路242、243から導入される空気も同様にエンジンルーム11内に空気が導入される。導入された空気によって、ラジエータ2がエンジン12によって高温になった冷却液を冷却し、エンジンルーム11内の過熱を防止する。第3実施形態において、第1実施形態と同様の効果を奏する。

0063

(第4実施形態)
第4実施形態では、フレームおよび空気導入部の形態を除き、第1実施形態と同様である。
図16および図17に示すように、空気導入制御装置54のフレーム121は、左右方向に延びている板状で、内部が複数の仕切り部材127〜130によって仕切られ、網目状に形成されている。

0064

空気導入部120は、複数の仕切り部材127〜130によって区画形成される複数の流路124を有する。
流路124は、前後方向の断面において、角がR形状であるひし形形状に形成されている。

0065

ノズル40は、フレーム上部125に対し後側に複数設けられている。
噴射口42は、前後方向と交差する方向に開口するように形成され、下方向に向いて開口している。
接続口43は、噴射口42とは反対側に形成され、後方向に向いて開口しており接続口43を介して、コンプレッサ61とノズル40とは接続されている。

0066

図17に示すように、コンプレッサ61が空気を噴射するとき、流路124からエンジンルーム11内に導入される空気が遮断され、空気導入量Mはゼロとなる。
図18に示すように、コンプレッサ61が空気の噴射を停止しており、噴射速度Viがゼロであるとき、流路241からエンジンルーム11内に空気が導入される。このような構成において、第1実施形態と同様の効果を奏する。

0067

(その他実施形態)
(i)気体噴射部としてのコンプレッサは、スクロール式コンプレッサに限定されず、ピストン往復運動によるシリンダ容積変化で気体を圧縮する往復圧縮機であってもよい。また、回転軸取付けられた斜板カムとなって、ピストンが往復運動する斜板式を用いた往復圧縮機であってもよい。
(ii)気体噴射部が噴射する気体は、空気に限定されず、窒素アルゴン等の不活性ガスを用いても良い。

0068

(iii)第1実施形態の思想を共有する他の実施形態では、図19に示すように、空気導入制御装置55のノズル40は、フレーム下部26に対し後側の設けてもよい。この場合、流速センサ63は、コンプレッサ61が噴射する空気に当たるように、噴射口42の上方向に設けられている。

0069

図20に示すように、空気導入制御装置56のノズル40は、フレーム上部25とフレーム下部26との両方に設けられてもよい。この場合、流速センサ63は、コンプレッサ61が噴射する空気が当たるように、噴射口42の上下方向に設けられている。ノズルの数が増加するほど、エンジンルーム11に導入される空気を確実に遮断することができる。

0070

(iv)第1実施形態の思想を共有する他の実施形態では、図21に示すように、車速Vcが設定車速Vc_fを超えている場合、噴射制御部62は、車速Vcが大きくなるに伴い、噴射速度Viが一定値となるように、コンプレッサ61を制御してもよい。この場合、車速Vcが最大車速Vc_maxになるとき、空気導入部20からエンジンルーム11内に導入される空気が遮断可能な噴射速度Viに調整されている。噴射制御部62は、コンプレッサ61の制御がオンオフ制御とすることができるため、制御がよりしやすくなる。

0071

(v)流速センサは熱式流速計が用いられることに限定されない。流体エネルギ保存則から導かれるベルヌイの定理を利用したピトー管ベンチュリ管を流速センサに用いてもよい。また、円柱等を気流に当て、気流にカルマン渦が形成され、そのカルマン渦の周波数から流速を計測するカルマン渦流速計を流速センサに用いてもよい。

0072

(vi)エンジンは、車両の前部に設けられるフロンドエンジン・フロントドライブ(FF)やフロンドエンジン・リアドライブ(FR)に限定されず、ミッドシップエンジン・リアドライブ(MR)、リアエンジン・リアドライブ(RR)の車両に用いてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

0073

1 ・・・車両、
3 ・・・液温センサ、
4 ・・・外気温センサ、
5 ・・・車速センサ、
12 ・・・エンジン、
20 ・・・空気導入部、 241〜243 ・・・流路、
21 ・・・フレーム、
40 ・・・ノズル、 42 ・・・噴射口、
61 ・・・気体噴射部、
62 ・・・噴射制御部。

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