JP2017190098A - Air introduction control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に用いられる空気導入制御装置に関する。 The present invention relates to an air introduction control device used for a vehicle.
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。
Conventionally, in order to adjust the temperature of the engine room, an air introduction control device for introducing air into the engine room is provided at the front of the vehicle. The air introduction control device is also called a front grill or a radiator grill. As described in
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、エンジンの始動開始時の場合、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。
車両が渋滞中の道路を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。
The air introduction control device as described in
When the vehicle is running at a low speed from the engine start state, the amount of air introduced into the engine room is too small, so the grill shutter is opened and air is introduced into the engine room to prevent overheating in the engine room. To do.
When the vehicle is traveling at medium or high speed, the air introduction device closes the grille shutter and does not introduce air into the engine room. The air resistance of the vehicle is reduced and the fuel efficiency of the vehicle is improved.
When the vehicle repeatedly stops such that it travels on a congested road, the air introduction device opens the grille shutter and introduces air into the engine room to prevent overheating in the engine room.
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。 As described above, the grill shutter adjusts the amount of air introduced into the engine room by performing an opening / closing operation in accordance with the traveling state of the vehicle. Such a configuration requires a plurality of movable fins, increases the number of parts, and increases the weight of the vehicle. In addition, since the opening / closing operation is controlled in accordance with the traveling state, the opening / closing operation may be defective due to a control abnormality.
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。 The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an air introduction control device that can easily control the amount of air to be introduced and can be reduced in weight with a simple configuration. .
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。 The present invention includes a radiator (2) that cools coolant that has become hot in the engine (12), a liquid temperature sensor (3) that measures the temperature (Tc) of the coolant, and an outside that measures the temperature (To) of the outside air. It is an air introduction control device used for a vehicle (1) equipped with an air temperature sensor (4) or a vehicle speed sensor (5) for measuring a vehicle speed (Vc).
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。
The air introduction control device includes a frame (21), an air introduction unit (20), a nozzle (40), a gas injection unit (61), and an injection control unit (62).
The frame forms an outer frame.
The air introduction part is provided on the inner side of the frame, has an opening on the front side of the vehicle, and has flow paths (241, 242, 243) communicating with the vehicle in the front-rear direction, and can introduce air from the outside of the vehicle.
The nozzle is provided on the rear side of the vehicle with respect to the frame, and has an injection port (42) that opens in a direction crossing the front-rear direction of the vehicle.
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を噴射速度(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。
The gas injection unit is connected to the nozzle, and can inject the gas through the injection port so as to cross the air introduced from the flow path, and can block the air introduced from the flow path.
Let the flow velocity of the gas which a gas injection part injects be an injection speed (Vi).
The injection control unit can control the gas injection unit so as to change the injection speed based on the state of the vehicle.
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。
The airflow injected by the gas injection unit via the injection port can be cut off across the air introduced from the flow path, and the air introduction unit can be opened and closed. Since the airflow is used, the number of parts is reduced and the vehicle can be reduced in weight.
Moreover, since the injection control unit can change the injection speed based on the situation of the vehicle, it makes it easier to control the amount of air introduced into the engine room.
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。 Hereinafter, an air introduction control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the plurality of embodiments, the same reference numerals are given to the substantially same configurations as those in the first embodiment. Further, when referring to “this embodiment”, the first to fourth embodiments are included. The air introduction control device of these embodiments is provided in the front part of the vehicle.
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。
A
As shown in FIG. 1, the
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。
The
The
The
As the cooling liquid, an antifreeze liquid is mixed with water, and a long life coolant having an antirust and antiseptic effect is used as the antifreeze liquid.
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。
The
In addition, the
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。
The liquid temperature sensor 3 is connected to the
The outside air temperature sensor 4 is mounted inside the lower part of the
As the liquid temperature sensor 3 and the outside air temperature sensor 4, for example, a thermistor that is a ceramic semiconductor whose electric resistance changes according to temperature is used.
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。
The
(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。
(First embodiment)
As shown in FIG. 2, the air
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。
As shown in FIG. 3, the air
As shown in FIG. 4, the air
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。
The
The
The frame
The frame
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。
The
The
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。
The protruding
The
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。
The
The
The
流路241が開口する面積を開口面積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。
The area where the
The three
The
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。
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of
The
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。
The
The
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)
The diameter of the
The
Di <Dp (1)
Ai <Ap (2)
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対の同一形状の渦巻き体を、一方を固定し、他方が相対的に円運動することのより、圧縮室の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のスクロール式コンプレッサである。
The
The
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。
The
Let the flow velocity of the air which the
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)
The airflow generated by the
Re = (Vi × Di) / ν (3)
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。
When the airflow is turbulent, the
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と感温素子とで形成されている。
The
The
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。
The
As indicated by broken line arrows in FIG. 1, the liquid temperature Tc, the outside air temperature To, and the vehicle speed Vc can be acquired from various sensors such as the liquid temperature sensor 3, the outside air temperature sensor 4, the
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。
The
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。
The processing performed by the
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、実験やシミュレーション等によって求めることができる。
A flow velocity set in advance at the injection speed Vi is set as a set flow velocity Vi_f, and a speed set in advance at the vehicle speed Vc is set as a set vehicle speed Vc_f [km / h]. The temperature set in advance at the liquid temperature Tc is set as the set liquid temperature Tc_f, and the temperature set in advance at the outside air temperature To is set as the set temperature To_f.
The set flow velocity Vi_f, the set vehicle speed Vc_f, the set liquid temperature Tc_f, and the set temperature To_f vary depending on the vehicle type of the
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。
First, in step 101, the
In step 102, the
In step 103, the
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。
On the other hand, when the liquid temperature Tc does not exceed the set liquid temperature Tc_f in step 102, the
In step 104, the
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。
In step 105, the
In step 106, the
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。
On the other hand, when the outside air temperature To is equal to or lower than the set air temperature To_f in step 105, the
In step 107, the
In step 108, the
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。
In step 109, the
In step 110, the
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。
On the other hand, in step 109, the
In step 111, the
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。
As shown in FIG. 7, when the vehicle speed Vc exceeds the set vehicle speed Vc_f, the
(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。
(Function)
The effect | action of the air
As shown in FIG. 8, the vehicle speed Vc is zero from the start start time x0 to the time x1 when the predetermined time P has elapsed. In order to promote warm-up in the
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。
As shown in FIG. 9, when the injection speed Vi is the set flow rate Vi_f, the air introduced into the
Returning to FIG. 8, the
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。
As shown in FIG. 10, when the injection speed Vi is zero, air is introduced into the
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。
Returning to FIG. 8, the
As the vehicle speed Vc increases, the amount of air entering the
As from the start start time x0 to the time x1, air introduced into the
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。
From time x3 to time x4, the
The
From time x3 to time x4, similarly to time x2 to time x3, the air introduction amount M becomes zero, the air resistance of the
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。
At time x5, the
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。
Conventionally, in order to control the introduction state of air into the engine room, a grill shutter in which a movable fin supported by a frame rotates is used. Such a configuration requires a plurality of movable fins, increases the number of parts, and increases the weight of the vehicle.
Therefore, in the present embodiment, a
(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。
(effect)
[1] The air flow injected by the
Moreover, since the
[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。
[2] The
[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。
[3] The
[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。
[4] The
(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。
(Second Embodiment)
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the processing performed by the injection control unit is different.
Processing performed by the
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。
First, in step 201, the
In step 202, the
In step 203, the
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。
On the other hand, in step 202, the
In step 204, the
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。
In step 205, the
In step 206, the
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。
On the other hand, when the outside air temperature To is equal to or lower than the set air temperature To_f in step 205, the
In step 207, the
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。
As shown in FIG. 12, when the liquid temperature Tc does not exceed the set liquid temperature Tc_f, the
When the
(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。
(Third embodiment)
The third embodiment is the same as the first embodiment except for the arrangement of the nozzles.
As shown in FIGS. 13 and 14, a plurality of
The
The
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。
As shown in FIG. 14, when the
As shown in FIG. 15, when the
(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。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for the form of the frame and the air introduction part.
As shown in FIGS. 16 and 17, the
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。
The
The
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。
A plurality of
The
The
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。
As shown in FIG. 17, when the
As shown in FIG. 18, when the
(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、ピストンの往復運動によるシリンダの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、回転軸に取付けられた斜板がカムとなって、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、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いても良い。
(Other embodiments)
(I) The compressor as the gas injection unit is not limited to the scroll compressor, and may be a reciprocating compressor that compresses the gas by changing the volume of the cylinder due to the reciprocating motion of the piston. Alternatively, a reciprocating compressor using a swash plate type in which a swash plate attached to a rotating shaft serves as a cam and a piston reciprocates may be used.
(Ii) The gas injected by the gas injection unit is not limited to air, and an inert gas such as nitrogen or argon may be used.
(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。
(Iii) In another embodiment sharing the idea of the first embodiment, as shown in FIG. 19, the
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。
As illustrated in FIG. 20, the
(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。
(Iv) In another embodiment sharing the idea of the first embodiment, as shown in FIG. 21, when the vehicle speed Vc exceeds the set vehicle speed Vc_f, the
(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。流体の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や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。 (V) The flow rate sensor is not limited to using a thermal flow meter. A Pitot tube or a Venturi tube using Bernoulli's theorem derived from the fluid energy conservation law may be used for the flow velocity sensor. Alternatively, a Karman vortex velocimeter that measures a flow velocity from the frequency of the Karman vortex by applying a cylinder or the like to the air flow to form a Karman vortex may be used as the flow velocity sensor.
(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。
(Vi) The engine is not limited to a front engine / front drive (FF) or a front engine / rear drive (FR) provided at the front of the vehicle, but includes a midship engine / rear drive (MR), a rear engine / rear drive ( RR) vehicles may be used.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
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。
1 ... vehicle,
3 ... Liquid temperature sensor,
4 ・ ・ ・ Outside air temperature sensor,
5 ... Vehicle speed sensor,
12 ・ ・ ・ Engine,
20 ... air introduction part, 241-243 ... flow path,
21 ・ ・ ・ Frame,
40 ... nozzle, 42 ... injection port,
61 ... Gas injection part,
62 ... injection control part.
Claims (7)
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を噴射速度(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。 A radiator (2) that cools the coolant that has become hot in the engine (12), a liquid temperature sensor (3) that measures the temperature (Tc) of the coolant, and an outside air temperature sensor (4) that measures the temperature (To) of the outside air ) Or an air introduction control device used in the vehicle (1) equipped with the vehicle speed sensor (5) for measuring the vehicle speed (Vc),
A frame (21) forming an outer frame;
An air introduction part that is provided inside the frame, has a flow path (241, 242, 243) that opens to the front side of the vehicle and communicates in the front-rear direction of the vehicle, and can introduce air from the outside of the vehicle (20) and
A nozzle (40) provided on the rear side of the vehicle with respect to the frame and having an injection port (42) that opens in a direction intersecting with the front-rear direction of the vehicle;
A gas injection unit (61) that is connected to the nozzle, injects a gas through the injection port so as to cross the air introduced from the flow path, and can shut off the air introduced from the flow path;
When the flow rate of the gas injected by the gas injection unit is the injection speed (Vi),
An injection control unit (62) capable of controlling the gas injection unit so as to change the injection speed based on the state of the vehicle;
An air introduction control device.
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。 The injection control unit includes the gas injection unit such that the injection speed becomes a preset flow velocity (Vi_f) from a start start time (x0) of the engine to a time (x1) when a predetermined time (P) has elapsed. Control
The air introduction control device according to claim 1, wherein the gas injection unit blocks air introduced from the flow path.
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。 The injection control unit controls the gas injection unit so that the injection speed increases as the vehicle speed increases,
The air introduction control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas injection unit blocks air introduced from the flow path.
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