CN107264654A - 车辆用气流控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆用气流控制装置，目的在于提供一种能够改善油耗并抑制作用在车辆上的升力上升的车辆用气流控制装置。车辆用气流控制装置(1)具有：遮板装置(40)，其设置在向发动机室(3)内导入空气的导入部(53)上，能够切换允许空气导入的开状态和阻断空气导入的闭状态；车轮遮板(30)，其设置在车辆用车轮(20)上，通过驱动单元(17)能够在将该车辆用车轮的轮辐(23)间的开口部(24)设为开状态的开位置、和将所述开口部设为闭状态的闭位置之间移动；以及控制单元(15)，其根据所述遮板装置的开闭状态，让所述驱动单元工作以使所述车轮遮板移动到开位置或闭位置。

Description

车辆用气流控制装置
技术领域
本发明涉及车辆用气流控制装置，尤其涉及一种具有可将车辆用车轮的轮辐间的开口部开闭的车轮遮板(ホイールシャッタ)的车辆用气流控制装置。
背景技术
在行驶时流过车辆的气流中，有气流会从车辆前方的保险杠侧进入发动机室内，穿过车辆用车轮的开口部，在车辆侧面流动。在行驶时，通过该气流，会获得制动冷却作用，但另一方面，在高速行驶时，该气流会在车辆用车轮的外侧与在车辆侧面流动的气流干涉，形成空气阻力，使空气动力性能降低。
为了降低这种空气阻力，专利文献1记载了一种车轮部控制装置，其设置在车辆用车轮中，具有能够移动到将车辆用车轮的开口部设为开状态的开位置、和将该开口部设为闭状态的闭位置的车轮遮板。在高速行驶时，该装置通过使车轮遮板移动到闭位置，而抑制从车辆用车轮的开口部向车辆外部流出的气流。
另外，作为用于降低导入到发动机室内的气流所导致的空气阻力的装置，例如，专利文献2记载了一种遮板装置(シャッタ装置)，其设置在向发动机室内导入空气的导入部上，能够切换允许空气导入的开状态和阻断空气导入的闭状态。该装置能够将遮板装置设为开状态，对发动机室内的散热器的冷却水进行冷却，同时还能够通过在高速行驶时将遮板装置设为闭状态，降低空气阻力并提高燃料使用效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2006-327548号公报
专利文献2：(日本)特开2007-001503号公报
上述专利文献1和专利文献2记载的装置，能够分别改善车辆的油耗。
但是，当将这些装置组合起来使用时，在车辆用车轮的开口部成为闭状态时，若将用于冷却发动机室内的散热器等的遮板装置设为开状态，则发动机室和轮罩的内部的气压会急剧上升。其结果，升力(提举力)会作用在车辆上，产生车辆姿态不稳定的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够改善油耗并抑制作用在车辆上的升力上升的车辆用气流控制装置。
为了达到上述目的，本发明第一方面记载的车辆用气流控制装置，其特征在于，具有：车轮遮板，其设置在车辆用车轮上，通过驱动单元能够在将该车辆用车轮的轮辐间的开口部设为开状态的开位置、和将所述开口部设为闭状态的闭位置之间移动；遮板装置，其设置在向发动机室内导入空气的导入部上，能够切换允许空气导入的开状态和阻断空气导入的闭状态；以及控制单元，其根据该遮板装置的开闭状态，使所述驱动单元工作以将所述车轮遮板移动到开位置或闭位置。
通过该构成，根据设置在向发动机室内导入空气的导入部上的遮板装置的开闭状态，通过控制车辆用车轮的开口部的开闭状态，不仅可以调整轮罩内的气压，还能调整发动机室内所含的气压，能够适当地获得作用在车辆上的升力与在车辆上流动的气流的平衡。由此，能够在抑制升力上升的同时，减少气流导致的空气阻力并改进油耗。
另外，第二方面记载的发明，其特征在于，在第一方面所述的车辆用气流控制装置中，当所述遮板装置为开状态时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到开位置。
通过该构成，当遮板装置成为开状态、向发动机室内导入的空气量增加时，能够将车辆用车轮的开口部设为开状态，从该开口部积极排出空气，抑制升力上升。
另外，第三方面记载的发明，其特征在于，在第一方面或第二方面所述的车辆用气流控制装置中，当所述遮板装置为闭状态时，所述控制单元根据车辆的行驶状态使所述车轮遮板进行移动。
通过该构成，当遮板装置成为闭状态、向发动机室内导入的空气量减少时，即在升力上升得到抑制时，通过根据车辆的行驶状态控制车轮遮板的移动，能够控制在车辆侧方流动的气流并实现低油耗行驶。
另外，第四方面记载的发明，其特征在于，在第三方面所述的车辆用气流控制装置中，当所述遮板装置为闭状态且车辆的行驶状态为加速行驶或定速行驶时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到闭位置。
通过该构成，通过将遮板装置设为闭状态能够抑制升力上升，同时通过将车辆用车轮的开口部设为闭状态，能够降低从开口部流出的气流所导致的空气阻力。在车辆的加速状态或定速行驶状态下，通过如此降低空气阻力，能够改善油耗。
另外，第五方面记载的发明，其特征在于，在第三方面或第四方面所述的车辆用气流控制装置中，当所述遮板装置为闭状态，且车辆的行驶状态为减速行驶时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到开位置。
通过该构成，通过将遮板装置设为闭状态能够抑制升力上升，同时通过将车辆用车轮的开口部设为开状态，能够利用通过开口部的气流来冷却减速时使用的制动器。
另外，第六方面记载的发明，其特征在于，在第一方面至第五方面中任一方面所述的车辆用气流控制装置中，所述遮板装置为可将形成在车辆前面的开口开闭的格栅遮板装置。
通过该构成，利用格栅遮板装置将形成在车辆前面的开口设为闭状态，由此能够提高车辆的前面部的空气动力性能并降低油耗。
发明效果
通过本发明涉及的车辆用气流控制装置，能够改善油耗并抑制作用在车辆上的升力的上升。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的车辆用气流控制装置的控制机构的方框图；
图2是说明格栅遮板装置的图，是车体前端部的宽度方向的中央部中的纵截面图；
图3是图2的主要部分放大图，是说明可动遮板的开闭状态的图；
图4是表示设置有车轮遮板的车轮的图，图4中的(a)是表示车辆用车轮的开口部的闭状态的图，图4中的(b)是表示车辆用车轮的开口部的开状态的图；
图5是表示控制单元所进行的处理的流程图；
图6中的(a)是说明可动遮板为开状态时的气流的示意侧视图，图6中的(b)是图6中(a)的b-b线截面图；
图7中的(a)是说明可动遮板为闭状态，且车辆用车轮的开口部为闭状态时的气流的示意侧视图，图7中的(b)是图7中(a)的b-b线截面图；
图8中的(a)是说明可动遮板为闭状态，且车辆用车轮的开口部为开状态时的气流的示意侧视图，图8中的(b)是图8中(a)的b-b线截面图。
符号说明
1 车辆用气流控制装置
3 发动机室
11 水温传感器
12 车速传感器
13 开闭检测传感器
14 加速度传感器
15 控制单元
16 第一促动器
17 第二促动器
20 车辆用车轮
23 轮辐
24 开口部
30 车轮遮板
40 遮板装置
45 可动遮板
53 保险杠格栅开口
具体实施方式
图1是表示本发明一个实施方式的车辆用气流控制装置1的控制机构的方框图。车辆用气流控制装置1具有：水温传感器11、车速传感器12、开闭检测传感器13、加速度传感器14、控制单元(control unit)15、第一促动器16、以及第二促动器(驱动单元)17。第一促动器16让设置在车辆前端部的格栅遮板装置(遮板装置)40的可动遮板45工作，第二促动器17让设置在车辆用车轮20中的车轮遮板30工作(参考图6和图7)。
如图2所示，车体前部由保险杠50、保险杠横梁55、能量吸收材料(EA材料)56、散热器61、冷凝器62、以及散热器面板63等构成。保险杠50上形成有保险杠格栅开口(空气的导入部)53，从保险杠格栅开口53导入的空气(外部空气)经由管部4内导入到发动机室3内。另外，保险杠50上设置有格栅遮板装置40，其具有可实质开闭保险杠格栅开口53的可动遮板45。
保险杠50为设置在车体前端部的外装部件，例如由PP等树脂材料形成。保险杠50具有主体部51和气坝部(エアダム部)52。主体部51配置在未图示的前格栅和前照灯的下部。气坝部52在与主体部51之间具有间隔，配置在主体部51的下方，在主体部51与气坝部52之间形成有保险杠格栅开口53。主体部51和气坝部52分别由具有车辆后方侧开口的大致U字形的纵截面、在车辆的宽度方向上延伸的板状部件形成，在主体部51的下表面部51a上固定有格栅遮板装置40的上部，在气坝部52的上表面部52a上固定有格栅遮板装置40的下部。
保险杠横梁55是沿着宽度方向延伸的梁状部件，配置在保险杠50的主体部51的后方侧。能量吸收材料56是在碰撞时吸收从气坝部52输入的负荷并将其传递到车体侧的材料，配置在气坝部52的后方。能量吸收材料56具有在车辆前后方向上延伸的板状部和与板状部一体形成的在上下方向上延伸并在前后方向上排列的多个加强肋，多个加强肋在板状部的下表面侧形成。
散热器61通过与行驶风的热交换对发动机的冷却水进行冷却，在冷却水通过的管周围配置多个散热片而构成。冷凝器62是通过与行驶风的热交换对未图示的空气调节装置的气态冷媒进行冷却，使其冷凝并成为液态的装置，配置在散热器61的前方。冷凝器62在冷媒通过的管周围配置多个散热片而构成。
散热器面板63是设置在散热器61和冷凝器62的周围的框状的车体结构部件，是支撑这些的部件。在散热器面板63的下部，配置有具有封闭截面并在车辆的宽度方向上延伸的散热器面板下部64。
格栅遮板装置40设置在保险杠格栅开口53上，实质上开闭保险杠格栅开口53，具有框体41、可动遮板45、以及让可动遮板45工作的第一促动器16。
框体41沿着保险杠格栅开口53的内周缘部配置，在从车辆前方侧看到的正面图中形成为大致矩形。框体41的上边部41a固定在保险杠50的主体部51上，框体41的下边部41b固定在保险杠50的气坝部52上。
可动遮板45具有上部通风窗(上部ルーバ)46和下部通风窗47。上部通风窗46和下部通风窗47为绕着向车辆的宽度方向延伸的旋转轴旋转并开闭框体41的内部开口的可动通风窗，分别构成为可闭塞框体41的上半部、下半部。
可动遮板45通过第一促动器16使上部通风窗46和下部通风窗47旋转，由此，如图3中实线所示，实质闭塞框体41的内部(即保险杠格栅开口53)，成为阻断空气导入的闭状态。另外，从该闭状态通过第一促动器16使上部通风窗46和下部通风窗47旋转，由此，如图3中虚线所示，空气可在框体41的内部流通，成为可向发动机室3内导入空气的开状态。
图4是从里面侧(车辆内侧)观看具有车轮遮板30的车轮的图。车辆用车轮20具有：车轮中心部21、安装有轮胎29的轮圈部22、以及连接车轮中心部21和轮圈部22的多个轮辐23。车轮中心部21连接并固定在与驱动轴71的端部连结的轮毂72上(参考图6)。在驱动轴71上，通过传动装置TM传递发动机EG的动力。在轮圈部22的内侧，配设有与轮毂72连接的制动盘73。多个轮辐23从车轮中心部21成放射状延伸，前端部与轮圈部22的内周面连接。
车轮遮板30构成为通过安装在车轮中心部21上的第二促动器17的工作，可相对于车辆用车轮20旋转。具体而言，构成为通过第二促动器17，可以在形成将轮辐23之间的开口部24开放的开状态的开位置和形成将开口部24实质封闭的闭状态的闭位置之间移动。车轮遮板30和第二促动器17至少设置在左右前轮中，在本实施方式中，分别设置在左右的前轮和后轮中。车轮遮板30设置在车辆用车轮20的里面侧(车辆内侧)，具有安装在车轮中心部21上的环状部31、以及从环状部31成放射状延伸的多个遮板部32。
环状部31安装在车轮中心部21的外周。遮板部32的大小设为可封闭车辆用车轮20的开口部24，在移动到开位置时，形成为可收纳在轮辐23的里面的大小。该车轮遮板30通过未图示的弹簧的施加力，向图4的顺时针方向旋转，移动到图4中(b)所示的开位置。另外，通过第二促动器17的驱动力，与弹簧的施加力相抗并向逆时针方向旋转，移动到图4中(a)所示的闭位置。需要说明的是，车轮遮板30的形状和构成并不限于图示的示例，只要能够开闭车辆用车轮20的开口部24即可。
水温传感器11检测发动机的冷却水的温度。车速传感器12检测车辆的速度。开闭检测传感器13检测可动遮板45的开闭状态。加速度传感器14检测车辆的加速度。
控制单元15与水温传感器11和车速传感器12连接，根据来自这些传感器的检测信号，让第一促动器16工作，以使可动遮板45成为开状态或闭状态。例如，在水温传感器11检测到的冷却水的温度较低、车速传感器12检测到的车速高于规定车速的高速行驶时，为了提高行驶稳定性，让第一促动器16工作，以使可动遮板45成为闭状态。另外，当水温传感器11检测到的冷却水的温度较高时，让第一促动器16工作，以使可动遮板45成为开状态。
另外，控制单元15与开闭检测传感器13和加速度传感器14连接，根据来自这些传感器的检测信号，让第二促动器17工作，以使车轮遮板30移动到开位置或闭位置。
接着，针对控制单元15进行的车轮遮板30的移动控制处理进行说明。图5是表示控制单元15所进行的处理的流程图。
首先，控制单元15根据来自开闭检测传感器13的检测信号，判别可动遮板45是否为闭状态(步骤S101)。
当可动遮板45为闭状态时(步骤S101：是)，根据来自加速度传感器14的检测信号，判断车辆的行驶状态是否为减速行驶(步骤S102)。当行驶状态为减速行驶时(步骤S102：是)，控制单元15让第二促动器17工作，使车轮遮板30移动到开位置(步骤S103)。之后，结束处理(返回)。
当行驶状态不是减速行驶时(步骤S102：否)，判别行驶状态是否为加速行驶(步骤S104)。当行驶状态为加速行驶时(步骤S104：是)，控制单元15让第二促动器17工作，使车轮遮板30移动到闭位置(步骤S105)。之后，结束处理(返回)。
当行驶状态不是加速行驶时(步骤S104：否)，判别行驶状态是否为定速行驶(步骤S106)。当行驶状态为定速行驶时(步骤S106：是)，控制单元15让第二促动器17工作，使车轮遮板30移动到闭位置(步骤S105)。之后，结束处理(返回)。
当行驶状态不是定速行驶时(步骤S106：否)，控制单元15结束处理(返回)。
另一方面，在步骤S101中，当可动遮板45不是闭状态，即是开状态时(步骤S101：否)，控制单元15让第二促动器17工作，使车轮遮板30移动到开位置(步骤S103)。之后，结束处理(返回)。
上述车辆用气流控制装置1，可以根据格栅遮板装置40的开闭状态和车辆的行驶状态，采用图6～图8所示的第一～第三方式。需要说明的是，在图6～图8中，行驶风(空气流)的流动用箭头表示，在图6～图8的侧视图中，格栅遮板装置40用实线表示。
作为一例，在车轮遮板30处于闭位置的状态下，当通过第一促动器16的工作使可动遮板45成为开状态时，如图6所示的第一方式，能够将车辆用车轮20的开口部24设为开状态。由此，能够将从车辆前端部的保险杠格栅开口53向发动机室3内导入的空气从开口部24向车辆的侧方排出，抑制作用在车辆上的升力上升。
另外，在可动遮板45成为闭状态、向发动机室3内导入的空气量减少、升力上升被抑制的状态下，能够根据行驶状态控制车轮遮板30的移动，进行低油耗行驶。
具体而言，如图7所示的第二方式，当车辆的行驶状态为加速行驶或定速行驶时，通过让车轮遮板30移动到闭位置，能够防止从开口部24流出的气流与在车辆侧方流动的气流干涉而使行驶风紊乱。由此，能够降低空气阻力，减少油耗。利用可动遮板45将形成在车辆前面的保险杠格栅开口53设为闭状态，由此能够提高车辆的前面部的空气动力性能并降低油耗。
另外，如图8所示的第三方式，当车辆的行驶状态为减速行驶时，通过让车轮遮板30移动到开位置，能够利用穿过开口部24的空气获得制动器的冷却作用。此外，由于从开口部24排出的气流会使空气阻力提高，因此可以期待减速效果的提高。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种各样的变更。例如，在本实施方式中，作为遮板装置，使用了可开闭保险杠格栅开口53的格栅遮板装置40，但与车轮遮板30的移动联动的遮板装置，只要是设置在向发动机室3内导入空气的导入部上，并可以切换可导入空气的开状态和实质阻断空气导入的闭状态的装置即可。例如，遮板装置也可以是配置在保险杠50的上方的可开闭前格栅的开口的前格栅遮板装置。另外，也可以采用在将从形成在车辆前面的开口导入的空气向发动机室3内引导的管的内部配设遮板装置，通过该遮板装置，可开闭空气流动通道的构成。
此外，在上述实施方式中，控制单元15根据来自开闭检测传感器13的检测信号判别可动遮板45的开闭状态，但也可以根据让第一促动器16工作的控制信号，判别可动遮板45的开闭状态。

Claims (6)

1.一种车辆用气流控制装置，其特征在于，包括：
车轮遮板，其设置在车辆用车轮上，所述车轮遮板通过驱动单元能够在将该车辆用车轮的轮辐间的开口部设为开状态的开位置、和将所述开口部设为闭状态的闭位置之间移动；
遮板装置，其设置在向发动机室内导入空气的导入部上，能够切换允许空气导入的开状态和阻断空气导入的闭状态；以及
控制单元，其根据该遮板装置的开闭状态，使所述驱动单元工作以将所述车轮遮板移动到开位置或闭位置。
2.根据权利要求1所述的车辆用气流控制装置，其特征在于，当所述遮板装置为开状态时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到开位置。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用气流控制装置，其特征在于，当所述遮板装置为闭状态时，所述控制单元根据车辆的行驶状态使所述车轮遮板进行移动。
4.根据权利要求3所述的车辆用气流控制装置，其特征在于，当所述遮板装置为闭状态且车辆的行驶状态为加速行驶或定速行驶时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到闭位置。
5.根据权利要求3或4所述的车辆用气流控制装置，其特征在于，当所述遮板装置为闭状态且车辆的行驶状态为减速行驶时，所述控制单元使所述车轮遮板移动到开位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用气流控制装置，其特征在于，所述遮板装置为能够将形成在车辆前面的开口开闭的格栅遮板装置。
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