JP2015223905A - グリルシャッタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジン運転時に特にシリンダブロックの下部を適温に制御すること。
【解決手段】グリルシャッタ装置は、車両1の前側にてエンジンルーム2に通じるグリル開口部7に、開度可変なグリルシャッタ9を備える。電子制御装置(ECU)は、モータを制御することでグリルシャッタ9の開度を制御し、グリル開口部7からエンジン3へ流れる走行風を制御する。グリルシャッタ9を通過した走行風はシリンダブロック5の下部へ流れる。ECUは、ブロック下部温センサ25により検出されるシリンダブロック5の下部の温度に応じてグリルシャッタ9の開度を制御するためにモータを制御する。ECUは、シリンダブロック5の下部の暖機が未完了と判断したとき、グリル開口部7からシリンダブロック5の下部へ流れる走行風を遮断すべくグリルシャッタ9を閉制御するためにモータを制御する。
【選択図】 図1

Description

この発明は、車両前側のグリル開口部からエンジンルームへ流れ込む走行風を制御するグリルシャッタ装置に関する。
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載されるグリルシャッタ装置が知られている。この装置は、車両前側のグリル開口部に配置される開閉可能なシャッタ機構と、シャッタ機構を開閉駆動させる駆動装置と、エンジンの運転状態に応じて駆動装置を制御する制御装置とを備える。そして、制御装置が駆動装置を介してシャッタ機構を制御することにより、グリル開口部からエンジンルームへ流れる走行風を制御するようになっている。
ここで、例えば、車両の高速走行時には、シャッタ機構を閉じることで、エンジンルームへの走行風の流れを抑えて車両の空力性能を向上させることができる。また、エンジン始動時には、シャッタ機構を閉じることで、ラジエータに導入される風量やエンジンルームへの走行風の流れを抑えてエンジンを暖機する時間を短縮することができる。また、エンジン温度が上昇傾向にあるときは、シャッタ機構を開くことで、エンジンルームへ流れ込む走行風を増やしてエンジンを適温に冷却することができる。
特開2007−1503号公報
ところで、一般に、エンジンを構成するシリンダヘッドとシリンダブロックとの間では、走行風による冷却効果が異なる。すなわち、シリンダヘッドは走行風の影響を受け難く、シリンダブロックは、露出面積が大きいことから、走行風の影響を受け易い。特に、シリンダブロックの下部は走行風に当たり易く、走行風の影響が大きいと考えられる。ところが、特許文献1に記載の装置では、このようなエンジンの部位の違いによる走行風の影響が何ら考慮されていなかった。このため、エンジンの運転時にシリンダブロック、特にシリンダブロックの下部を適温に制御することが難しかった。シリンダブロックの下部を適温に制御することで、エンジンの運転改善に寄与できると考えられる。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの運転時にシリンダブロック、特にシリンダブロックの下部を適温に制御することを可能としたグリルシャッタ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、車両の前部に設けられるエンジンルームにエンジンが配置されることと、エンジンは、シリンダヘッドとシリンダブロックとを含むことと、車両の前側にエンジンルームに通じるグリル開口部が設けられることと、グリル開口部に設けられ、開度可変に構成されたグリルシャッタと、グリルシャッタを駆動するための駆動手段と、駆動手段を制御するための制御手段とを備え、制御手段が駆動手段を制御することでグリルシャッタの開度を制御することにより、グリル開口部からエンジンへ流れる走行風を制御するグリルシャッタ装置において、シリンダブロックの下部の温度を検出するためのブロック下部温度検出手段を備え、制御手段は、検出されるシリンダブロックの下部の温度に応じてグリルシャッタの開度を制御するために駆動手段を制御することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、シリンダブロックの下部の温度に応じてグリルシャッタの開度を制御するために駆動手段が制御される。従って、シリンダブロックの下部の温度に応じてグリルシャッタの開度が制御されるので、グリル開口部からエンジンへ流れる走行風が制御され、それによってシリンダブロックの下部に当たる走行風の流量が調節され、シリンダブロックの下部が必要に応じて冷やされ、又は、冷やされなくなる。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、グリルシャッタは、シリンダブロックの下部へ流れる走行風を制御できる位置に配置されることを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、グリルシャッタがシリンダブロックの下部へ流れる走行風を制御できる位置に配置されるので、シリンダブロックの下部に当たる走行風の流量がより直接的に調節され、シリンダブロックの下部が必要に応じて効果的に冷やされ、又は、冷やされなくなる。
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、制御手段は、検出されるシリンダブロックの下部の温度に基づいてシリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断したとき、グリル開口部からシリンダブロックの下部へ流れる走行風を遮断すべくグリルシャッタを閉制御するために駆動手段を制御することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、シリンダブロックの下部の温度に基づいてシリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断されたとき、グリル開口部からシリンダブロックの下部へ流れる走行風を遮断すべくグリルシャッタを閉制御するために駆動手段が制御される。これにより、シリンダブロックの下部に走行風が当たらなくなる。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、車両の速度を検出するための車速検出手段を更に備え、制御手段は、検出されるシリンダブロックの下部の温度に応じたグリルシャッタの基本開度を求め、求められた基本開度を検出される車両の速度に応じて補正することにより制御開度を求め、グリルシャッタを求められた制御開度にするために駆動手段を制御することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、シリンダブロックの下部の温度に応じたグリルシャッタの基本開度が求められ、その基本開度が車両の速度に応じて補正されることにより制御開度が求められる。そして、グリルシャッタを求められた制御開度にするために駆動手段が制御される。従って、グリル開口部からシリンダブロックの下部へ流れる走行風の流量がシリンダブロックの下部の温度に応じて調節されると共に、車両の速度に応じて補正される。
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、外気の温度を検出するための外気温度検出手段を更に備え、制御手段は、検出されるシリンダブロックの下部の温度に応じたグリルシャッタの基本開度を求め、求められた基本開度を検出される外気の温度に応じて補正することにより制御開度を求め、グリルシャッタを求められた制御開度にするために駆動手段を制御することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、シリンダブロックの下部の温度に応じたグリルシャッタの基本開度が求められ、その基本開度が外気の温度に応じて補正されることにより制御開度が求められる。そして、グリルシャッタを求められた制御開度にするために駆動手段が制御される。従って、グリル開口部からシリンダブロックの下部へ流れる走行風の流量がシリンダブロックの下部の温度に応じて調節されると共に、外気の温度に応じて補正される。
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載の発明において、グリル開口部には、グリルシャッタが設けられない常開部が設けられ、常開部からエンジンルームへ流れる走行風がシリンダブロックの下部へ当たらないように走行風の流れを規制するための風規制板がエンジンルームに設けられたことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の作用に加え、グリル開口部の常開部からエンジンルームへの走行風の流れがシリンダブロックの下部へ当たらないように風規制板により規制される。従って、シリンダブロックの下部が、常開部からの走行風により冷やされることがない。
上記目的を達成するために、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6の何れかに記載の発明において、グリルシャッタを通過してエンジンルームへ流れる走行風がシリンダブロックの下部へ当たるように走行風の流れを案内するための風案内板がエンジンルームに設けられたことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至6の何れかに記載の発明の作用に加え、グリルシャッタを通過してエンジンルームへ向かう走行風の流れがシリンダブロックの下部へ当たるように風案内板により案内される。従って、グリル開口部におけるグリルシャッタの取り付け位置やシリンダブロックの下部の位置にかかわらず、グリルシャッタを通過した走行風によりシリンダブロックの下部が有効に冷やされる。
上記目的を達成するために、請求項8に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、グリルシャッタは、シリンダブロックの上部とシリンダヘッドへ流れる走行風を制御するための第1グリルシャッタと、シリンダブロックの下部へ流れる走行風を制御するための第2グリルシャッタとを含み、駆動手段は、第1グリルシャッタを駆動するための第1駆動手段と、第2グリルシャッタを駆動するための第2駆動手段とを含み、制御手段は、検出されるシリンダブロックの下部の温度に基づいてシリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断したとき、第1及び第2のグリルシャッタの両方を閉じるために第1及び第2の駆動手段を制御し、その後、シリンダブロックの下部の暖機が完了へ向かう過程で第2グリルシャッタを第1グリルシャッタより遅いタイミングで開くように第1及び第2の駆動手段を制御することを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、シリンダブロックの下部の温度に基づいてシリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断されたとき、第1及び第2のグリルシャッタの両方を閉じるために第1及び第2の駆動手段が制御される。その後、シリンダブロックの下部の暖機が完了へ向かう過程で第2グリルシャッタを第1グリルシャッタより遅いタイミングで開くように第1及び第2の駆動手段が制御される。従って、シリンダブロックの上部及びシリンダヘッドと、シリンダブロックの下部との間の暖機状態の違いに合わせて、それらの部位への走行風の遮断と供給が個別に制御される。
上記目的を達成するために、請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8の何れかに記載の発明において、シリンダブロックの下部には、エンジンのノッキングを検出するためのノッキング検出手段が取り付けられ、ブロック下部温度検出手段は、ノッキング検出手段と一体的にシリンダブロックの下部に取り付けられることを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項1乃至8の何れかに記載の発明の作用に加え、ブロック下部温度検出手段がノッキング検出手段と一体的にシリンダブロックの下部に取り付けられるので、シリンダブロックにブロック下部温度検出手段のための専用の取付部を設ける必要がない。
上記目的を達成するために、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、ブロック下部温度検出手段がノッキング検出手段に内蔵されたことを趣旨とする。
上記発明の構成によれば、請求項9に記載の発明の作用に加え、ブロック下部温度検出手段がノッキング検出手段に内蔵されるので、ノッキング検出手段をシリンダブロックの下部に取り付けるだけで、ブロック下部温度検出手段が同時に取り付けられる。
請求項1に記載の発明によれば、エンジンの運転時にシリンダブロック、特にシリンダブロックの下部を適温に制御することができる。
請求項2に記載の発明によれば、エンジンの運転時にシリンダブロック、特にシリンダブロックの下部をより効果的に適温に制御することができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、シリンダブロックの下部の暖機を促進することができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの運転時に、車両の速度の違いに応じて、シリンダブロックの下部を適温に制御することができる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、エンジンの運転時に、外気の温度の違いに応じて、シリンダブロックの下部を適温に制御することができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の効果に加え、常開部からの走行風の流れがあっても、シリンダブロックの下部を適温に制御することができ、シリンダブロックの下部の温度制御に関するグリルシャッタによる効果を最大限に引き出すことができる。
請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至6の何れかに記載の発明の効果に加え、グリル開口部におけるグリルシャッタの配置、エンジンルームにおけるシリンダブロックの下部の配置にかかわらず、シリンダブロックの下部を適温に制御することができ、シリンダブロックの下部の温度制御に関するグリルシャッタによる効果を最大限に引き出すことができる。
請求項8に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、シリンダブロックの上部及びシリンダヘッドの暖機と、シリンダブロックの下部の暖機とを個別に適正に制御することができ、エンジンの暖機制御に関するグリルシャッタによる効果を最大限に引き出すことができる。
請求項9に記載の発明によれば、請求項1乃至8の何れかに記載の発明の効果に加え、シリンダブロックの新たな加工を省略することができ、従前のシリンダブロックを使用することができる。
請求項10に記載の発明によれば、請求項9に記載の発明の効果に加え、シリンダブロックに対するブロック下部温度検出手段の取付作業を省略することができる。
第1実施形態に係り、車両の前部を示す概略図。 第1実施形態に係り、 グリルシャッタの概略構成を示す縦断面図。 第1実施形態に係り、グリルシャッタ装置の電気的構成等を示すブロック図。 第1実施形態に係り、開閉制御プログラムを示すフローチャート。 第1実施形態に係り、基本開度を求めるために参照されるマップ。 第1実施形態に係り、車速補正係数を求めるために参照されるマップ。 第1実施形態に係り、外気温補正係数を求めるために参照されるマップ。 第2実施形態に係り、車速補正係数を求めるために参照されるマップ。 第3実施形態に係り、開閉制御プログラムを示すフローチャート。 第3実施形態に係り、基本開度を求めるために参照されるマップ。 第4実施形態に係り、車両の前部を示す概略図。 第5実施形態に係り、車両の前部を示す概略図。 第5実施形態に係り、グリルシャッタ装置の電気的構成等を示すブロック図。 第5実施形態に係り、開閉制御プログラムを示すフローチャート。 第6実施形態に係り、ブロック下部温センサを内蔵したノックセンサを示す断面図。 第7実施形態に係り、ブロック下部温センサと一体的に取り付けられたノックセンサを示す断面図。
<第1実施形態>
以下、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
図1に、車両1の前部を概略図により示す。車両1の前部に設けられるエンジンルーム2には、エンジン3が配置される。エンジン3は、上からシリンダヘッド4、シリンダブロック5及びオイルパン6を含む。車両1の前側には、エンジンルーム2に通じるグリル開口部7が設けられる。グリル開口部7には、エンジン3の冷却装置を構成するラジエータ8が配置される。ラジエータ8には、エンジン3を循環する冷却水が流れ、冷却水と外気との間で熱交換するようになっている。車両1が走行するとき、グリル開口部7には走行風が流れ込み、その走行風がラジエータ8を通過してエンジンルーム2へ流れるようになっている。ラジエータ8の前側であってグリル開口部7には、開度可変に構成されたグリルシャッタ9が設けられる。グリルシャッタ9は、グリル開口部7の高さ方向における中部及び下部に対応して配置される。これにより、グリルシャッタ9のグリル開口部7における配置が、シリンダブロック5の下部とオイルパン6の位置に対応するようになっている。すなわち、グリルシャッタ9は、シリンダブロック5の下部及びオイルパン6へ流れる走行風を制御できる位置に配置される。また、グリル開口部7の上部には、グリルシャッタ9は配置されておらず、常に開いている常開部10が設けられる。この常開部10からは、車両1の走行に伴って常に走行風がエンジンルーム2へ流れ込む。ここで、「シリンダブロック5の下部」とは、シリンダブロック5の中のシリンダボアの範囲におけるピストンの下死点下側近傍、冷却水ジャケットの末端近傍を想定している。
図2に、グリルシャッタ9の概略構成を縦断面図により示す。グリルシャッタ9は、横長な略四角枠状に形成されたフレーム11を備え、そのフレーム11の内側に複数の横長な可動フィン12が上下に平行に配置される。各可動フィン12は、フレーム11の幅方向(図面の紙面に直交する方向)に掛け渡された回動軸13を中心に回動可能に支持される。各可動フィン12の回動軸13は、リンク機構(図3参照)14を介して連動して回動するように構成される。従って、グリルシャッタ9は、各可動フィン12が、図2に2点鎖線で示すようにほぼ水平に配置されて走行風の通過を最大限に許容する全開状態と、図2に実線で示すようにほぼ垂直に配置されて走行風の通過を遮断する全閉状態との間で回動することにより、その開度が可変に構成される。
すなわち、グリルシャッタ9は、図2に2点鎖線で示す全開状態では、各可動フィン12の間の隙間が最大となって走行風の通過を最大限に許容する。一方、グリルシャッタ9は、図2に実線で示す全閉状態では、各可動フィン12の端部が重なり合うと共にフレーム11に係合し、各可動フィン12の間の隙間が無くなって走行風の通過を遮断する。そして、グリルシャッタ9は、全閉状態と全開状態との間で各可動フィン12の回動角度が変わり開度が変わることで、走行風の流量を調節することができる。
図3に、グリルシャッタ装置の電気的構成等をブロック図により示す。グリルシャッタ装置は、グリルシャッタ9をリンク機構14(ギヤ機構を含む。)を介して駆動するためのモータ21と、モータ21を制御するための電子制御装置(ECU)22と、外気の温度(外気温)THAを検出するための外気温センサ23と、エンジン3の冷却水の温度(冷却水温)THWを検出するための水温センサ24と、シリンダブロック5の下部の温度(ブロック下部温)THBを検出するためのブロック下部温センサ25と、エンジンルーム2の中の温度(エンコパ温)THECを検出するためのエンコパ温センサ26と、車両1の速度(車速)SPDを検出するための車速センサ27と、ECU22に電力を供給するバッテリ28とを備える。各センサ23〜27は、ECU22の入力側に接続され、モータ21はECU22の出力側に接続される。図1に示すように、外気温センサ23は、グリル開口部7の常開部10に配置される。水温センサ24は、シリンダブロック5の上部に配置される。ブロック下部温センサ25は、シリンダブロック5の下部に配置される。エンコパ温センサ26は、エンジンルーム2の中においてシリンダブロック5の下部近傍に配置される。外気温センサ23は、本発明の外気温度検出手段の一例に相当する。ブロック下部温センサ25及びエンコパ温センサ26は、本発明のブロック下部温度検出手段の一例に相当する。車速センサ27は、本発明の車速検出手段の一例に相当する。モータ21は、本発明の駆動手段の一例に相当する。ECU22は、本発明の制御手段の一例に相当する。ECU22は、グリルシャッタ9を開閉制御するための開閉制御プログラムを格納し、そのプログラムに従って、各センサ23〜27の検出信号に基づいてモータ21を制御することにより、グリルシャッタ9の開度を制御するようになっている。これにより、グリル開口部7からエンジン3へ流れる走行風を制御するようになっている。
図4に、上記した開閉制御プログラムをフローチャートにより示す。ECU22は、このフローチャートのルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ100で、ECU22は、各センサ23〜27の検出値に基づき外気温THA、冷却水温THW、ブロック下部温THB、エンコパ温THEC及び車速SPDをそれぞれ取り込む。
次に、ステップ110で、ECU22は、冷却水温THWが所定値A1より低いか否かを判断する。ここで、所定値A1は、エンジン3の暖機が完了したことを判断するための基準値である。この判断結果が肯定となる場合、ECU22は処理をステップ120へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU22は処理をステップ180へ移行する。
ステップ120で、ECU22は、車速SPDが所定値B1より低いか否かを判断する。ここで、所定値B1は、グリル開口部7に導入される走行風が必要流量以上であることを判断するための基準値である。この判断結果が肯定となる場合、ECU22は処理をステップ130へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU22は処理をステップ180へ移行する。
ステップ110又はステップ120から移行してステップ180では、ECU22は、グリルシャッタ9の制御開度TGSAを「100%」、すなわち全開に設定し、処理をステップ170へ移行する。
一方、ステップ120から移行してステップ130では、ECU22は、ブロック下部温THBに応じた基本開度Tgsaを求める。ECU22は、例えば図5に示すマップを参照することによりブロック下部温THBに応じた基本開度Tgsaを求めることができる。このマップは、ブロック下部温THBが低温域から中温域まで高くなると基本開度Tgsaが「0」から緩やかに大きくなり、ブロック下部温THBが高温域で高くなると基本開度Tgsaが「100%」(全開)まで急激に大きくなるように設定される。
次に、ステップ140で、ECU22は、車速SPDによる車速補正係数Kspdを求める。ECU22は、例えば図6に示すマップを参照することにより車速SPDに応じた車速補正係数Kspdを求めることができる。このマップは、所定値B1より低い範囲において、車速SPDの低速域では車速補正係数Kspdが「1.0」に、車速SPDが低速域より高くなると車速補正係数Kspdが徐々に低下するように設定される。このマップの特性は、車速SPDが高い程、エンジンルーム2に流入する走行風が増加し、走行風によるシリンダブロック5の冷却効果が増加するので、車速SPDが高い程、グリルシャッタ9の開度を閉側へ補正するようになっている。
ステップ150で、ECU22は、外気温THAによる外気温補正係数Kthaを求める。ECU22は、例えば図7に示すマップを参照することにより外気温THAに応じた外気温補正係数Kthaを求めることができる。このマップは、外気温THAが高くなるに連れて外気温補正係数Kthaが「約0.6」から「1.0」へ向けて徐々に増加するように設定される。このマップの特性は、エンジン3の始動直後に外気温THAが低い程、エンジンルーム2に走行風が流入することでシリンダブロック5の暖機効果が低下するので、外気温THAが低い程、グリルシャッタ9の開度を閉側へ補正するようになっている。
次に、ステップ160で、ECU22は、以下の式(1)に従って制御開度TGSAを求める。すなわち、基本開度Tgsaに車速補正係数Kspdと外気温補正係数Kthaを乗算することにより制御開度TGSAを求めることができる。
TGSA=Tgsa*Kspd*Ktha ・・・(1)
次に、ステップ180又はステップ160から移行してステップ170では、ECU22は、グリルシャッタ9を制御開度TGSAに制御する。その後、ECU22は処理をステップ100へ戻す。
上記制御によれば、ECU22は、ブロック下部温センサ25により検出されるブロック下部温THBに応じてグリルシャッタ9の開度を制御するためにモータ21を制御するようになっている。また、ECU22は、ブロック下部温THBに応じたグリルシャッタ9の基本開度Tgsaを求め、求められた基本開度Tgsaを車速センサ27により検出される車速SPDに応じた車速補正係数Kspdと、外気温センサ23により検出される外気温THAに応じた外気温補正係数Kthaとで補正することにより制御開度TGSAを求め、グリルシャッタ9を求められた制御開度TGSAにするためにモータ21を制御するようになっている。
以上説明したこの実施形態のグリルシャッタ装置によれば、ブロック下部温THBに応じてグリルシャッタ9の開度を制御するためにモータ21がECU22により制御される。従って、ブロック下部温THBに応じてグリルシャッタ9の開度が制御されるので、グリル開口部7からエンジン1へ流れる走行風が制御され、それによってシリンダブロック5の下部に当たる走行風の流量がブロック下部温THBに応じて調節され、シリンダブロック5の下部が必要に応じて冷やされ、又は、冷やされなくなる。このため、エンジン3の運転時にシリンダブロック5、特にシリンダブロック5の下部を適温に制御することができる。
特に、この実施形態では、グリルシャッタ9は、シリンダブロック5の下部及びオイルパン6へ流れる走行風を制御できる位置に配置されるので、シリンダブロック5の下部及びオイルパン6に当たる走行風の流量がより直接的に調節され、シリンダブロック5の下部が必要に応じて効果的に冷やされ、又は、冷やされなくなる。この結果、エンジン3の運転時にシリンダブロック5、特にシリンダブロック5の下部をより効果的に適温に制御することができる。
また、この実施形態では、ブロック下部温THBに応じたグリルシャッタ9の基本開度Tgsaが求められ、その基本開度Tgsaが車速SPDに応じてECU22により補正されることにより制御開度TGSAが求められる。そして、グリルシャッタ9を求められた制御開度TGSAにするためにモータ21が制御される。従って、グリル開口部7からシリンダブロック5の下部へ流れる走行風の流量がブロック下部温THBに応じて調節されると共に、車速SPDに応じて補正される。このため、エンジン3の運転時に、車速SPDの違いに応じて、シリンダブロック5の下部を適温に制御することができる。
また、この実施形態では、求められる基本開度Tgsaが、更に、外気温THAに応じてECU22により補正されることにより制御開度TGSAが求められる。そして、グリルシャッタ9を求められた制御開度TGSAにするためにモータ21が制御される。従って、グリル開口部7からシリンダブロック5の下部へ流れる走行風の流量が、更に外気温THAに応じて補正される。このため、エンジン3の運転時に、更に外気温THAの違いに応じて、シリンダブロック5の下部を適温に制御することができる。
ここで、グリル開口部7からエンジンルーム2へ走行風が流れるとき、走行風はラジエータ8を通過する。このため、ラジエータ8を流れる冷却水が走行風により冷却されることになり、冷却水によるシリンダブロック5の冷却を促進することができる。
<第2実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明において、第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
この実施形態では、図4のフローチャートにおいてステップ140で参照されるマップの特性の点で第1実施形態と異なる。図8に、この実施形態において、ステップ140で車速補正係数Kspdを求めるために参照されるマップを示す。図8のマップは、所定値B1より低い範囲において、車速SPDの低速域では車速補正係数Kspdが「1.0」に、車速SPDが低速域より高くなると車速補正係数Kspdが徐々に低下し、更に、車速SPDが所定値B2より高くなると車速補正係数Kspdが「1.0」へ急激に高くなるように設定される。ここで、車速SPDが所定値B2以上に高くなると、エンジン3の発熱量が多くなってエンジン3の温度が急激に上昇する。このとき、グリルシャッタ9が開き遅れると、エンジン3にオーバーヒートのおそれがある。そこで、このマップの特性では、車速SPDが所定値B2以上に高くなると、グリルシャッタ9を優先的に速やかに全開に補正するようになっている。
従って、この実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加え、車速SPDが所定値B2以上に高くなったときは、グリルシャッタ9が優先的に速やかに全開に補正されるので、エンジン3へ流れる走行風が増えて、エンジン3のオーバーヒートを未然に防止することができる。
<第3実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、開閉制御プログラムの内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図9に、この実施形態の開閉制御プログラムをフローチャートにより示す。図9のフローチャートでは、図4のフローチャートのステップ130に代わりステップ135の処理が設けられる。
すなわち、ステップ135では、ECU22は、エンコパ温THECに応じた基本開度Tgsaを求める。ECU22は、例えば図10に示すマップを参照することによりエンコパ温THECに応じた基本開度Tgsaを求めることができる。このマップは、エンコパ温THECが低温域から中温域まで高くなると基本開度Tgsaが「0」から緩やかに大きくなり、エンコパ温THECが高温域で高くなると基本開度Tgsaが「100%」(全開)まで急激に大きくなるように設定される。
従って、この実施形態によれば、シリンダブロック5の下部近傍におけるエンコパ温THECに応じた基本開度Tgsaを求めることができる。ここで、このエンコパ温THECは、ブロック下部温THBの変化と相関があることから、この実施形態でも第1実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
<第4実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第4実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、グリルシャッタ9の配置とそれに合わせた構成の点で前記各実施形態と異なる。図11に、この実施形態における車両1の前部を概略図により示す。図11に示すように、この実施形態では、車両1の前側デザイン等の関係から、グリルシャッタ9は小型化され、グリル開口部7の下部に配置される。その結果、グリルシャッタ9が、エンジン3のシリンダブロック5の下部からオイルパン6より低い位置にかけて配置されることになる。また、グリル開口部7の常開部10は、シリンダブロック5の下部からシリンダヘッド4の中間部にかけて配置されることになる。そこで、この実施形態では、常開部10からエンジンルーム2へ流れる走行風がシリンダブロック5の下部へ当たらないように走行風の流れを規制するための風規制板31がエンジンルーム2に設けられる。また、この実施形態では、グリルシャッタ9を通過してエンジンルーム2へ流れる走行風がシリンダブロック5の下部を中心に当たるように走行風の流れを案内するための風案内板32がエンジンルーム2に設けられる。この実施形態では、風規制板31が風案内板32としても機能するようになっている。これら風規制板31及び風案内板32は、屈折した板より構成され、エンジンルーム2の中において、エンジン3の前側に配置される。この実施形態のその他の構成は第1実施形態のそれと同じである。
従って、この実施形態によれば、グリル開口部7の常開部10からエンジンルーム2への走行風の流れが、シリンダブロック5の下部へ当たらないように風規制板31により規制される。従って、シリンダブロック5の下部が、常開部10からの走行風により冷やされることがない。このため、常開部10からの走行風の流れがあっても、シリンダブロック5の下部を適温に制御することができ、シリンダブロック5の下部の温度制御に関するグリルシャッタ9による効果を最大限に引き出すことができる。
また、この実施形態によれば、グリルシャッタ9を通過してエンジンルーム2へ向かう走行風の流れがシリンダブロック5の下部を中心に当たるように風案内板32及び風規制板31により案内される。従って、グリル開口部7におけるグリルシャッタ9の取り付け位置とシリンダブロック5の下部の配置との対応関係にかかわらず、グリルシャッタ9を通過した走行風によりシリンダブロック5の下部が有効に冷やされる。このため、グリル開口部7におけるグリルシャッタ9の配置、エンジンルーム2におけるシリンダブロック5の下部の配置にかかわらず、シリンダブロック5の下部を適温に制御することができ、シリンダブロック5の下部の温度制御に関するグリルシャッタ9による効果を最大限に引き出すことができる。
<第5実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第5実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、二つのグリルシャッタ9A,9Bを備え、それに合わせた機構と開閉制御プログラムを備えた点で前記各実施形態と構成が異なる。図12に、この実施形態における車両1の前部を概略図により示す。図12に示すように、この実施形態では、グリル開口部7の上部に配置され、シリンダブロック5の上部とシリンダヘッド4の下部へ流れる走行風を制御するための第1グリルシャッタ9Aと、第1グリルシャッタ9Aの下側に配置され、シリンダブロック5の下部とオイルパン6へ流れる走行風を制御するための第2グリルシャッタ9Bとを備える。第2グリルシャッタ9Bの下側には常開部10が設けられる。第1グリルシャッタ9Aは、シリンダブロック5の上部とシリンダヘッド4の下部に対応して配置される。第2グリルシャッタ9Bは、シリンダブロック5の下部とオイルパン6の一部に対応して配置される。
図13に、この実施形態におけるグリルシャッタ装置の電気的構成等をブロック図により示す。この実施形態では、第1グリルシャッタ9Aを駆動するための第1リンク機構14A及び第1モータ21Aと、第2グリルシャッタ9Bを駆動するための第2リンク機構14B及び第2モータ21Bと、イグニションスイッチ(IGスイッチ)29とを備える点で図3のブロック図と異なる。IGスイッチ29は、エンジン3を始動・停止するために運転者により操作されるようになっている。IGスイッチ29はECU22の入力側に接続され、第1及び第2のモータ21A,21BはECU22の出力側に接続される。ECU22は、各センサ23〜27及びIGスイッチ29の検出信号に基づき第1及び第2のモータ21A,21Bを制御することにより、第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの開度を制御するようになっている。
図14に、この実施形態における開閉制御プログラムをフローチャートにより示す。ECU22は、このフローチャートのルーチンを所定時間間隔毎に周期的に実行する。
処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ200で、ECU22は、IGスイッチ29がオンか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ECU22は処理をステップ210へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU22は処理をステップ260へ移行する。
ステップ260では、ECU22は、第1グリルシャッタ9Aと第2グリルシャッタ9Bの両方を開制御する。そのために、ECU22は第1及び第2のモータ21A,21Bを制御する。これにより、エンジン3の停止時には、グリル開口部7が常開部10を含めて全開となり、エンジンルーム2が外部に連通する。その後、ECU22は処理をステップ200へ戻す。
一方、ステップ210では、ECU22は、各センサ23〜27の検出値に基づき外気温THA、冷却水温THW、ブロック下部温THB、エンコパ温THEC及び車速SPDをそれぞれ取り込む。
次に、ステップ220で、ECU22は、ブロック下部温THBが所定値C1より低いか否かを判断する。ここで、所定値C1は、シリンダブロック5の下部の暖機が完了したことを判断するための基準値であり、例えば「90℃」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、ECU22は処理をステップ230へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU22は処理をステップ260へ移行する。
ステップ230では、ECU22は、ブロック下部温THBが所定値C2より低いか否かを判断する。ここで、所定値C2は、所定値C1より低い値であり、例えば「80℃」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、ECU22は処理をステップ240へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ECU22は処理をステップ250へ移行する。
ステップ240では、ECU22は、第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの両方を閉制御する。そのために、ECU22は第1及び第2のモータ21A,21Bを制御する。これにより、エンジン3の始動後に、シリンダブロック5の下部の暖機が未完了の場合は、第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの両方が閉じられ、エンジン3への走行風の流れが遮断される。その結果、走行風によるエンジン3の冷却が停止する。その後、ECU22は処理をステップ200へ戻す。
一方、ステップ230から移行してステップ250では、ECU22は、第1グリルシャッタ9Aを開制御し、第2グリルシャッタ9Bを閉制御する。そのために、ECU22は第1及び第2のモータ21A,21Bを制御する。これにより、エンジン3の始動後に、シリンダブロック5の下部が暖機完状態より少し温度が低い場合は、シリンダブロック5の下部に対応した第2グリルシャッタ9Bのみが閉じられ、シリンダブロック5の下部への走行風の流れが遮断される。その結果、シリンダブロック5の上部とシリンダヘッド4の下部が走行風により冷却され、シリンダブロック5の下部の走行風による冷却が停止する。その後、ECU22は処理をステップ200へ戻す。
一方、ステップ220から移行してステップ260では、ECU22は、上記と同様に第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの両方を開制御する。これにより、エンジン3の始動後にシリンダブロック5の下部の暖機が完了した場合は、グリル開口部7が全開となる。その結果、エンジン3のほぼ全体に走行風が当たることとなり、エンジン3が走行風により冷却される。その後、ECU22は処理をステップ200へ戻す。
上記制御によれば、ECU22は、検出されるブロック下部温THBに基づいてシリンダブロック5の下部の暖機が未完了と判断したとき、グリル開口部7からエンジンルーム2(シリンダブロック5の下部)へ流れる走行風を遮断すべく、第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの両方を閉制御するために第1及び第2のモータ21A,21Bを制御するようになっている。また、その後、ECU22は、シリンダブロック5の下部の暖機が完了へ向かう過程で、第1グリルシャッタ9Aを先に開き、第2グリルシャッタ9Bを第1グリルシャッタ9Aより遅いタイミングで開くように第1及び第2のモータ21A,21Bを制御するようになっている。
以上説明したこの実施形態のグリルシャッタ装置によれば、ブロック下部温THBに基づいてシリンダブロック5の下部の暖機が未完了と判断されたとき、グリル開口部7からシリンダブロック5の下部へ流れる走行風を遮断すべく第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bを閉制御するために第1及び第2のモータ21A,21Bが制御される。これにより、シリンダブロック5の下部に走行風が当たらなくなる。この結果、シリンダブロック5の下部の暖機を促進することができる。
また、この実施形態では、ブロック下部温THBに基づいてシリンダブロック5の下部の暖機が未完了と判断されたときに、第1及び第2のグリルシャッタ9A,9Bの両方を閉じるために第1及び第2のモータ21A,21Bが制御される。その後、シリンダブロック5の下部の暖機が完了へ向かう過程で、第1グリルシャッタ9Aを先に開き、第2グリルシャッタ9Bを第1グリルシャッタ9Aより遅いタイミングで開くように第1及び第2のモータ21A,21Bが制御される。従って、シリンダブロック5の上部及びシリンダヘッド4と、シリンダブロック5の下部との間の暖機状態の違いに合わせて、それらの部位への走行風の遮断と供給が個別に制御される。このため、シリンダブロック5の上部及びシリンダヘッド4の暖機と、シリンダブロック5の下部の暖機とを個別に適正に制御することができ、エンジン3の暖機制御に関するグリルシャッタ9A,9Bによる効果を最大限に引き出すことができる。
<第6実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第6実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、ブロック下部温センサ25の構成の点で前記各実施形態と異なる。図15に、ブロック下部温センサ25を内蔵したノックセンサ41を断面図により示す。図15に示すように、シリンダブロック5の下部にて突設された取付部5aには、エンジン3のノッキングを検出するためのノックセンサ41が取り付けられる。このノックセンサ41は、本発明のノッキング検出手段の一例に相当し、ECU(図示略)に接続される。ノックセンサ41は、それぞれ略円筒状をなすベース42及びカバー43と、ベース42とカバー43との間に挟まれて収容された圧電セラミック44及びオモリ45と、ベース42を貫通する金属製のボルト46と、カバー43に一体に形成されたコネクタ47とを備える。そして、ボルト46を取付部5aにねじ込むことでノックセンサ41をシリンダブロック5に固定するようになっている。この実施形態では、ボルト46の軸部46aが中空に形成され、その中にブロック下部温センサ25が内蔵される。すなわち、ブロック下部温センサ25がノックセンサ41に内蔵される。ブロック下部温センサ25は、例えば、サーミスタにより構成することができる。ブロック下部温センサ25の配線は、ノックセンサ41のコネクタ47に接続される。このように、ブロック下部温センサ25は、ノックセンサ41と一体的にシリンダブロック5の下部に取り付けられる。
以上説明したこの実施形態のグリルシャッタ装置によれば、前記各実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、ブロック下部温センサ25がノックセンサ41と一体的にシリンダブロック5の取付部5aに取り付けられるので、シリンダブロック5にブロック下部温センサ25のための専用の取付部を設ける必要がない。このため、シリンダブロック5の新たな加工を省略することができ、従前のシリンダブロックを使用することができる。
また、この実施形態では、ブロック下部温センサ25がノックセンサ41に内蔵されるので、ノックセンサ41をシリンダブロック5の下部に取り付けるだけで、ブロック下部温センサ25が同時に取り付けられる。このため、シリンダブロック5へのブロック下部温センサ25の取付作業を省略することができる。
また、この実施形態では、ブロック下部温センサ25の配線がノックセンサ41のコネクタ47に接続される。そのため、ノックセンサ41のコネクタ47をブロック下部温センサ25のコネクタとして共用することができ、コネクタ47に接続されるノックセンサ41のための配線用ハーネスをブロック下部温センサ25のための配線用ハーネスとして利用することができる。
また、この実施形態では、ブロック下部温センサ25がノックセンサ41のボルト46に内蔵されるので、ノックセンサ41の従来品を使用することが可能で、ボルト46を加工するだけで済む。また、ボルト46が金属製であることから、シリンダブロック5の熱がボルト46を介してブロック下部温センサ25に伝わり易く、ブロック下部温センサ25によるブロック下部温THBの検出精度を向上させることができる。
<第7実施形態>
次に、本発明のグリルシャッタ装置を具体化した第7実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
この実施形態では、ノックセンサ41に対するブロック下部温センサ25の配置の点で第6実施形態と構成が異なる。図16に、ブロック下部温センサ25と一体的に取り付けられたノックセンサ41を断面図により示す。図16に示すように、この実施形態では、ブロック下部温センサ25が平盤形状をなし、ノックセンサ41と取付部5aとの間にボルト46により共締めされることで、ブロック下部温センサ25がノックセンサ41と一体的にシリンダブロック5の下部に取り付けられる。この実施形態におけるこの他の構成は前記各実施形態のそれと同じである。
従って、この実施形態でも、前記各実施形態の作用効果に加え、シリンダブロック5にブロック下部温センサ25のための専用の取付部を設ける必要がない。そのため、シリンダブロック5の新たな加工を省略することができ、従前のシリンダブロックを使用することができる。
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、前記各実施形態において、図2に示すグリルシャッタ9は一例であり、この構成に限られない。
この発明は、エンジンルームにエンジンを搭載し、そのエンジンルームへ走行風を流すように構成した車両に適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 シリンダヘッド
5 シリンダブロック
5a 取付部
7 グリル開口部
9 グリルシャッタ
9A 第1グリルシャッタ
9B 第2グリルシャッタ
10 常開部
21 モータ(駆動手段)
21A 第1モータ(駆動手段)
21B 第2モータ(駆動手段)
22 ECU(制御手段)
23 外気温センサ(外気温度検出手段)
25 ブロック下部温センサ(ブロック下部温度検出手段)
26 エンコパ温センサ(ブロック下部温度検出手段)
27 車速センサ(車速検出手段)
31 風規制板
32 風案内板
41 ノックセンサ(ノッキング検出手段)

Claims (10)

  1. 車両の前部に設けられるエンジンルームにエンジンが配置されることと、
    前記エンジンは、シリンダヘッドとシリンダブロックとを含むことと、
    前記車両の前側に前記エンジンルームに通じるグリル開口部が設けられることと、
    前記グリル開口部に設けられ、開度可変に構成されたグリルシャッタと、
    前記グリルシャッタを駆動するための駆動手段と、
    前記駆動手段を制御するための制御手段と
    を備え、前記制御手段が前記駆動手段を制御することで前記グリルシャッタの開度を制御することにより、前記グリル開口部から前記エンジンへ流れる走行風を制御するグリルシャッタ装置において、
    前記シリンダブロックの下部の温度を検出するためのブロック下部温度検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記検出される前記シリンダブロックの下部の温度に応じて前記グリルシャッタの開度を制御するために前記駆動手段を制御する
    ことを特徴とするグリルシャッタ装置。
  2. 前記グリルシャッタは、前記シリンダブロックの下部へ流れる走行風を制御できる位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載のグリルシャッタ装置。
  3. 前記制御手段は、前記検出される前記シリンダブロックの下部の温度に基づいて前記シリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断したとき、前記グリル開口部から前記シリンダブロックの下部へ流れる走行風を遮断すべく前記グリルシャッタを閉制御するために前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のグリルシャッタ装置。
  4. 前記車両の速度を検出するための車速検出手段を更に備え、
    前記制御手段は、前記検出される前記シリンダブロックの下部の温度に応じた前記グリルシャッタの基本開度を求め、前記求められた基本開度を前記検出される車両の速度に応じて補正することにより制御開度を求め、前記グリルシャッタを前記求められた制御開度にするために前記駆動手段を制御する
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  5. 外気の温度を検出するための外気温度検出手段を更に備え、
    前記制御手段は、前記検出される前記シリンダブロックの下部の温度に応じた前記グリルシャッタの基本開度を求め、前記求められた基本開度を前記検出される外気の温度に応じて補正することにより制御開度を求め、前記グリルシャッタを前記求められた制御開度にするために前記駆動手段を制御する
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  6. 前記グリル開口部には、前記グリルシャッタが設けられない常開部が設けられ、前記常開部から前記エンジンルームへ流れる走行風が前記シリンダブロックの下部へ当たらないように前記走行風の流れを規制するための風規制板が前記エンジンルームに設けられたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  7. 前記グリルシャッタを通過して前記エンジンルームへ流れる走行風が前記シリンダブロックの下部へ当たるように前記走行風の流れを案内するための風案内板が前記エンジンルームに設けられたことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  8. 前記グリルシャッタは、前記シリンダブロックの上部と前記シリンダヘッドへ流れる走行風を制御するための第1グリルシャッタと、前記シリンダブロックの下部へ流れる走行風を制御するための第2グリルシャッタとを含み、
    前記駆動手段は、前記第1グリルシャッタを駆動するための第1駆動手段と、前記第2グリルシャッタを駆動するための第2駆動手段とを含み、
    前記制御手段は、前記検出される前記シリンダブロックの下部の温度に基づいて前記シリンダブロックの下部の暖機が未完了と判断したとき、前記第1及び第2のグリルシャッタの両方を閉じるために前記第1及び第2の駆動手段を制御し、その後、前記シリンダブロックの下部の暖機が完了へ向かう過程で前記第2グリルシャッタを前記第1グリルシャッタより遅いタイミングで開くように前記第1及び第2の駆動手段を制御する
    ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  9. 前記シリンダブロックの下部には、前記エンジンのノッキングを検出するためのノッキング検出手段が取り付けられ、前記ブロック下部温度検出手段は、前記ノッキング検出手段と一体的に前記シリンダブロックの下部に取り付けられることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載のグリルシャッタ装置。
  10. 前記ブロック下部温度検出手段が前記ノッキング検出手段に内蔵されたことを特徴とする請求項9に記載のグリルシャッタ装置。
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