JP2013159222A

JP2013159222A - 車両の通風量制御装置

Info

Publication number: JP2013159222A
Application number: JP2012022545A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kawamura; 憲一河村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP5930169B2

Abstract

【課題】エンジンルームの内部のスペースに影響を与えることがない状態で、冷却性能と走行性能を両立させる。
【解決手段】トーボード６の下側とクロスメンバ９の間の隙間である後下部開口１１に開閉手段１２を設け、後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量を開閉手段１２によって規制することで（減らすことで）、取風口５から導入される外気量を減らし、空気抵抗（空力特性）や前輪揚力特性の悪化を抑制して走行性能の低下を防止し、冷却が必要な時に開閉手段１２によって後下部開口１１を開くことで、取風口５から導入される外気量を増加させ、冷却性能を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のエンジンルームに導かれる冷却風の通風量を制御する車両の通風量制御装置に関する。

一般的に、車両は、車体の前面のフロントグリルの開口（取風口）からエンジンルームの内部に外気を流入させ、ラジエータ等が冷却されるようになっている。エンジンルーム内に通風する空気量を増加させることで、エンジンルーム内の冷却が行える反面、空気抵抗（空力特性）や前輪揚力特性が悪化して走行性能が低下することが知られている。

冷却性能と走行性能を両立させるため、車両前側のフロントグリルの開口を開閉するシャッタをエンジンルームに設け、シャッタを開閉することで走行風のエンジンルーム内への通風量を調整することが知られている（特許文献１参照）。冷却が必要な時に開閉部材を開いて走行風をエンジンルーム内に通風させることで、走行性能の低下を最小限に抑えて冷却性能を維持することができる。

しかし、エンジンルームにシャッタを設けているので、エンジンルームの内部に大きなスペースを必要としていた。このため、エンジンルームのレイアウトに余裕がない車両や、衝突時の衝撃吸収等の変形代が小さい小型車両に適用することは困難であるのが現状である。

特開２００７−１５０４号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、エンジンルームの内部のスペースに影響を与えることなく冷却性能と走行性能を両立させることができる車両の通風量制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両の通風量制御装置は、ダッシュパネルの下側とフロントクロスメンバの間を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、開閉手段により、エンジンルームを通ってダッシュパネルの下側とフロントクロスメンバの間から排出される空気量を調整することができ、車両の前方からエンジンルーム内に流入する流入空気風の通風量を制御することができる。このため、エンジンルームの内部のスペースに影響を与えることなく冷却性能と走行性能を両立させることが可能になる。

そして、請求項２に係る本発明の車両の通風量制御装置は、請求項１に記載の車両の通風量制御装置において、前記開閉手段は車幅方向に延びる回動中心軸を中心にして回動することで前記ダッシュパネルの下側と前記フロントクロスメンバの間を開閉する開閉弁部材であり、前記開閉弁部材の前記回動中心軸は、前記車両の前輪の車軸よりも前記車両の前後方向の後方に位置していることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、エンジンルームの後側で車両の幅方向に亘り、後部に排出される空気量を調整することができる。

また、請求項３に係る本発明の車両の通風量制御装置は、請求項２に記載の車両の通風量制御装置において、前記開閉弁は、下縁が後部上方に向けて回動されることにより前記ダッシュパネルの下側と前記フロントクロスメンバの間が開かれ、前記開閉弁を開閉する開閉駆動手段を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、開閉駆動手段により下縁を後部上方に向けて回動させることができ、開閉駆動手段に不具合が生じた場合、開閉弁が開き側に動作して外気の導入を確保することができる。

また、請求項４に係る本発明の車両の通風量制御装置は、請求項３に記載の車両の通風量制御装置において、前記開閉弁は、上下方向に分割された複数の矩形状の分割弁により形成され、前記開閉駆動手段は、複数の前記分割弁を一斉に開閉させる同期機構を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、複数の矩形状の分割弁を備えたので、ダッシュパネルの下側と前記フロントクロスメンバの間で、車両の上下方向に亘り、後部に排出される空気量を均等に調整することができる。

また、請求項５に係る本発明の車両の通風量制御装置は、請求項３もしくは請求項４に記載の車両の通風量制御装置において、前記車両のエンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段を備え、前記開閉駆動手段は、前記温度状態検出手段の検出情報に基づいて駆動が制御されることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、温度状態検出手段の情報に基づいて、エンジンの温度状態が冷却を必要としている状態の時に開閉駆動手段を駆動することができる。

本発明の車両の通風量制御装置は、エンジンルームの内部のスペースに影響を与えることなく冷却性能と走行性能を両立させることが可能になる。

本発明の一実施例に係る車両の通風量制御装置を説明する側面図である。図１中の平面図である。図１中のIII-III線矢視図である。開閉弁の全体構造を表す外観図である。開閉駆動手段の動作ブロック図である。本発明の他の実施例に係る開閉弁の全体構造を表す外観図である。図６中のVII-VII線矢視図である。

図１には本発明の一実施例に係る通風量制御装置を備えた車両の要部を表す側面視状態、図２には図１中の平面視状態、図３には図１中のIII-III線矢視状態、図４には開閉弁の外観、図５には開閉駆動手段の動作ブロックを示してある。

図１から図３に示すように、車両１のエンジンルーム２の内部にはエンジン３が配され、エンジン３の冷却水を冷却するための熱交換器としてのラジエータ４がエンジンルーム２の前方に設けられている。ラジエータ４の前側における車両１には取風口５が設けられ、車両１の走行に伴い取風口５から走行風が冷却風としてエンジンルーム２の内部に導入される。

車両１のエンジンルーム２はダッシュパネル（トーボード）６により車室７と仕切られている。車両１の前輪８は図示しないサスペンションを介して車両１の車体側に支持されている。サスペンションはフロントクロスメンバとしてのフロントサスペンションクロスメンバ（クロスメンバ）９を介して車体側に支持されている。

トーボード６の下側の位置にクロスメンバ９が配された状態になり、車両１の走行に伴い取風口５から導入された走行風（冷却風）は、ラジエータ４、エンジン３等を冷却して後方に流れ、冷却風の大部分がトーボード６の下側とクロスメンバ９の間の隙間（後下部開口）１１から外部に排出される。

エンジンルーム２の内部に通風する冷却風により（取風口５から導入される外気により）、空気抵抗（空力特性）や前輪揚力特性が悪化して走行性能が低下する虞がある。このため、後下部開口１１を閉じることで、取風口５から導入される外気量を減らす（流入空気風の通風量を制御する）開閉手段１２が備えられている。つまり、開閉手段１２により後下部開口１１を閉じることで、後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量が規制され（減らされ）、取風口５から導入される外気量（走行風の導入量）が減ることになる。

これにより、空気抵抗（空力特性）や前輪揚力特性の悪化を抑制して走行性能の低下を防止することができる。

後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量を減らすことで、取風口５から導入される外気量が減ることになる理由は以下の通りである。

取風口５から導入される外気量に相当する風量である、ラジエータ４の前の風速（冷却風速）をＶ_Ｒとした場合、風速Ｖ_Ｒは、
Ｖ_Ｒ＝Ｌ・Ｖ・{ΔＣ_Ｐ/（Ｔ+１）}^１／２・・・・（１）
で表すことができる。
尚、（１）式中で、Ｌは冷却風の漏れ係数、Ｖは車速、Ｔはラジエータ４、エンジンルーム２の内部の圧力損失の合計である。

ΔＣ_Ｐは、入口（取風口５）での圧力損失Ｃ_ＰＩＮと出口（後下部開口１１）での圧力損失Ｃ_ＰＯＵＴとの差（ΔＣ_Ｐ＝Ｃ_ＰＩＮ−Ｃ_ＰＯＵＴ）であるため、出口（後下部開口１１）での圧力損失Ｃ_ＰＯＵＴを小さくすることにより、即ち、後下部開口１１を閉じて後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量を減らすことにより、風速Ｖ_Ｒが小さくなる、即ち、取風口５から導入される外気量が減少する。

開閉手段１２により、エンジンルーム２を通って後下部開口１１から排出される空気量を調整することができ、車両１の前方からエンジンルーム２の内部に流入する流入空気風の通風量を制御することができる。このため、取風口５から導入される外気量を必要最小限の量に調整することで、冷却性能を維持した状態で走行性能の低下を防止することができる。

従って、エンジンルーム２の内部のスペースに影響を与えることなく冷却性能と走行性能を両立させることが可能になる。

開閉手段１２は、車両１の車幅方向に延びる回動中心軸を中心にして回動することで後下部開口１１を開閉する開閉弁部材であり、回動中心軸は、左右の前輪８の回転中心軸を結ぶ車軸１０よりも車両１の後方に位置している。

図１から図４に基づいて開閉手段１２を具体的に説明する。

トーボード６の下側には、軸受け１５を介して開閉軸１６が回動自在に支持され、開閉軸１６は開閉駆動手段としての開閉モータ１７により回動駆動される。開閉軸１６には樹脂製で板状の開閉弁１８の上縁が固定され、開閉弁１８の下縁の中心には排気管１３が配される切欠き１９が形成されている。

尚、排気管１３がクロスメンバ９の下部に配されている場合には、切欠き１９は不要である。

排気管１３に対向する切欠き１９には金属部材２０が設けられている。また、開閉弁１８の下縁にはクロスメンバ９に接触するゴム製のシール２１が設けられている。金属部材２０により排気管１３の熱から開閉弁１８が保護され、シール２１により開閉弁１８が閉じられた際の流入空気風の漏れが抑制される。

開閉弁１８は、開閉モータ１７の駆動により開閉軸１６が回動されることで開閉し、開閉弁１８は、下縁が後部上方に向けて回動することで開き状態となるように配されている。トーボード６の下側とクロスメンバ９の間の隙間である後下部開口１１が開くことで、冷却風が後下部開口１１から外部に排出され、取風口５から導入される外気量を確保することができる（冷却性能維持）。

開閉モータ１７の駆動により開閉弁１８が閉じて後下部開口１１が閉じられることで、後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量が規制され（減らされ）、取風口５から導入される外気量が減らされる（走行性能の低下防止）。

開閉弁１８は、開閉モータ１７により下縁が後部上方に向けて回動されるので、開閉モータ１７に不具合が生じた場合であっても、車両１の走行に伴って開閉弁１８が開き側に動作するため、外気の導入を確保することができ、エンジンルーム２内の冷却を維持することができる。

開閉モータ１７は、温度状態検出手段から得られる情報である、エンジン３の温度状態（冷却水温、運転状態等）に基づいて、冷却が必要な時に開閉弁１８を開くように駆動が制御されている。

即ち、図５に示すように、開閉モータ１７はモータ制御ＥＣＵ３１の指令に基づいて駆動が制御される。モータ制御ＥＣＵ３１にはエンジン３の回転速度等の運転状態の情報がエンジンＥＣＵ３２から送られ、温度状態が検出される。また、モータ制御ＥＣＵ３１にはエンジン３の冷却水温を検出する水温センサ３３の情報が送られ、温度状態が検出される。

このため、モータ制御ＥＣＵ３１の指令に基づいて開閉モータ１７の駆動が制御されることで、エンジン３の温度状態（冷却水温、運転状態等）に基づいて、開閉弁１８を開閉することができる。従って、冷却を必要としている状態の時に開閉モータ１７を駆動して開閉弁１８を開くことができる。

上述した通風量制御装置は、エンジンルーム２の内部のスペースに影響を与えることがない、トーボード６の下側とクロスメンバ９の間の隙間である後下部開口１１に開閉手段１２を設け、後下部開口１１から外部に排出される冷却風の量を開閉手段１２によって規制することで（減らすことで）、取風口５から導入される外気量を減らし、空気抵抗（空力特性）や前輪揚力特性の悪化を抑制して走行性能の低下を防止することができる。また、冷却が必要な時に開閉手段１２によって後下部開口１１を開くことで、取風口５から導入される外気量を増加させ、冷却性能を維持することができる。

この結果、エンジンルーム２の内部のスペースに影響を与えることがない状態で、冷却性能と走行性能を両立させることが可能になる。

図６、図７に基づいて開閉手段の他の実施例を説明する。図６には本発明の他の実施例に係る開閉弁の外観、図７には図６中のVII-VII線矢視を示してある。

トーボード６の下側には、後下部開口１１に対応した枠材３５が設けられ、枠材３５には３枚の矩形状の樹脂製の分割弁３６が３枚設けられている。つまり、分割弁３６は、上下方向に分割された状態になっている。それぞれの分割弁３６は車両の幅方向に延びる軸周りで回動自在に枠材３５に支持されている。枠材３５には開閉モータ３７が備えられ、開閉モータ３７の駆動力は同期機構３８を介して３枚の分割弁３６に伝達される。

後下部開口１１を開閉する場合、開閉モータ３７を駆動することで、同期機構３８を介して３枚の分割弁３６が一斉に開閉する。このため、トーボード６の下側とクロスメンバ９の間で、車両の上下方向に亘り、後部に排出される空気量を均等に調整することができる。

本発明は、車両の通風量制御装置の産業分野で利用することができる。

１車両
２エンジンルーム
３エンジン
４ラジエータ
５取風口
６ダッシュパネル（トーボード）
７車室
８前輪
９フロントサスペンションクロスメンバ（クロスメンバ）
１０車軸
１１後下部開口
１２開閉手段
１３排気管
１５軸受け
１６開閉軸
１７、３７開閉モータ
１８開閉弁
１９切欠き
２０金属部材
２１シール
３１モータ制御ＥＣＵ
３２エンジンＥＣＵ
３３水温センサ
３５枠材
３６分割弁
３８同期機構

Claims

ダッシュパネルの下側とフロントクロスメンバの間を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする車両の通風量制御装置。
請求項１に記載の車両の通風量制御装置において、
前記開閉手段は車幅方向に延びる回動中心軸を中心にして回動することで前記ダッシュパネルの下側と前記フロントクロスメンバの間を開閉する開閉弁部材であり、
前記開閉弁部材の前記回動中心軸は、前記車両の前輪の車軸よりも前記車両の前後方向の後方に位置している
ことを特徴とする車両の通風量制御装置。
請求項２に記載の車両の通風量制御装置において、
前記開閉弁は、下縁が後部上方に向けて回動されることにより前記ダッシュパネルの下側と前記フロントクロスメンバの間が開かれ、
前記開閉弁を開閉する開閉駆動手段を備えた
ことを特徴とする車両の通風量制御装置。
請求項３に記載の車両の通風量制御装置において、
前記開閉弁は、上下方向に分割された複数の矩形状の分割弁により形成され、
前記開閉駆動手段は、複数の前記分割弁を一斉に開閉させる同期機構を備えた
ことを特徴とする車両の通風量制御装置。
請求項３もしくは請求項４に記載の車両の通風量制御装置において、
前記車両のエンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段を備え、
前記開閉駆動手段は、前記温度状態検出手段の検出情報に基づいて駆動が制御される
ことを特徴とする車両の通風量制御装置。