JP5947078B2 - 可変ダクト - Google Patents
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Description
また、近年では、このような開口に開閉可能な可変ダクトを設けて、冷却負荷が小さく走行風の風量が少なくても良い場合には可変ダクトを閉じることにより、空気抵抗の低減等を図ったものが知られている。
このため、車両の軽衝突時にバンパフェイスとともに車両後方側へ相対移動し、ルーバがラジエータ等の他部品と干渉すると、他部品が損傷を受けて走行が不可能となったり、修理コストが増加することが懸念される。
本発明の課題は、軽衝突時の他部品の損傷を抑制した可変ダクトを提供することである。
請求項1に係る発明は、車体前端部に設けられ走行風が導入される開口を有するバンパフェイスの前記開口内に配置され回転軸回りに回動して前記開口内を実質的に開閉する可動ルーバを有する可変ダクトであって、前記回転軸は前記可動ルーバの幅方向における中央部に配置され、車両の衝突時又は衝突の前兆検出時に前記可動ルーバを開位置から閉位置に回動させるルーバ回動手段を有し、前記可動ルーバは、開状態において車両前方側に突出し、前端部へ後向きの入力を受けることによって前記可動ルーバが閉状態側へ回動するモーメントを発生する突出部を有し、前記突出部は、車両前方から見たときに、ラジエータ及びコンデンサに対してオフセットして配置されることを特徴とする可変ダクトである。
これによれば、衝突時又は衝突の前兆検出時にルーバを閉位置とすることによって、可変ダクトの後方側へのルーバ等の突出量を低減し、可変ダクトが後退した場合にラジエータ、コンデンサ等の他部品に干渉することを防止することができる。
これによって、軽衝突時の修理に要するコスト、工数等を低減するとともに、修理までの間最低限の走行性能等を確保することができる。
これによれば、広範な範囲で可動ルーバを回動させるための入力を受けることができ、上述した効果をより確実に得ることができる。
これによれば、衝突時に可動ルーバをアクチュエータで駆動することによって、可変ダクトを強制的に閉じて上述した効果を得ることができる。
これによれば、衝突の前兆を検出した際に、実際の衝突に先立って可動ルーバの駆動を開始することによって、実際の衝突から可変ダクトが後退するまでの時間が短くアクチュエータによる駆動が困難である場合であっても、可変ダクトが後退を開始するまでに可動ルーバの駆動を終了することができる。
これによれば、可動ルーバの閉位置への回動に応じてリンク機構の後端部が前進することによって、リンク機構と後方側の他部品との間隔を広げて、リンク機構が他部品と干渉することを防止できる。
これによれば、リンク機構がラジエータ、コンデンサと干渉してこれらに損傷を与えることを防止できる。
実施例1の可変ダクトは、例えば、乗用車等の自動車の車体前端部に設けられるものである。
図1は、実施例1の可変ダクトを有する車両の車体前端部を車幅方向中央で鉛直面で切って見た模式的断面図であって、衝突前かつ可変ダクトを開いた状態を示す図である。
車体前部には、バンパフェイス10、バンパビーム20、ラジエータ30、コンデンサ40、ラジエータパネル50、エネルギ吸収材(EA材)60、可変ダクト100等を有して構成されている。
バンパフェイス10は、本体部11、エアダム部12等を有して構成されている。
本体部11は、図示しないフロントグリル、ヘッドランプ等の下部に配置される部分である。
エアダム部12は、本体部11の下側に、本体部11に対して間隔を隔てて配置されている。
本体部11とエアダム部12との間は、冷却用の走行風が導入される開口となっている。
前面部11aは、車両前方側に配置され上下方向にほぼ沿って配置された面部である。
上面部11bは、前面部11aの上端部から後方へ伸びて配置された面部である。
下面部11cは、前面部11aの下端部から後方へ伸びて配置された面部である。
下面部11cは、ほぼ水平に配置され、可変ダクト100の上部が固定される。
前面部12aは、車両前方側に配置され上下方向にほぼ沿って配置された面部である。
上面部12bは、前面部12aの上端部から後方へ伸びて配置された面部である。
下面部12cは、前面部12aの下端部から後方へ伸びて配置された面部であって、可変ダクト100の下部が固定される。
バンパビーム20は、実質的に矩形状の閉断面を有して構成されている。
ラジエータ30は、冷却水が通過するチューブの周囲に多数のフィンを配置して構成されている。
コンデンサ40は、冷媒が通過するチューブの周囲に多数のフィンを配置して構成されている。
コンデンサ40は、ラジエータ30の前方に配置されている。
ラジエータパネル50の下部には、一対の板金パネルをモナカ状に接合して閉断面状に構成されたラジエータパネルロワ51が形成されている。
EA材60は、車両の前後方向に配列され上下方向にほぼ沿って伸びた複数のリブを、上面部で連結して構成され、例えば樹脂材料によって一体に形成されている。
EA材60の前端部は、エアダム部12の内部に挿入され、EA材60の下部は、ラジエータパネル50の下部に配置されている。
可変ダクト100は、枠体110、アッパルーバ120、ロワルーバ130、リンク140、図示しないアクチュエータ等を備えて構成されている。
枠体110は、開口の内周縁部にほぼ沿って形成され、車両前方側から見た平面形が実質的に矩形状に形成されている。
枠体110の内部は、可変ダクト100を開いた際に走行風が通過する空気流路となっている。
アッパルーバ120及びロワルーバ130は、上下方向に離間して配置されるとともに、その長手方向にほぼ沿って配置された回転軸121,131回りに回動可能となっている。
回転軸121,131は、アッパルーバ120、ロワルーバ130の幅方向における中央部に配置されている。
アッパルーバ120及びロワルーバ130は、その本体部が実質的に水平に配置された全開状態と、実質的に上下方向に沿って配置された全閉状態との間で回動する。
この全閉状態においては、アッパルーバ120及びロワルーバ130は、枠体110の内部を実質的に閉塞するようになっている。
アーム部122,132は、アッパルーバ120、ロワルーバ130とそれぞれ一体に形成されている。
リンク140は、アッパルーバ120及びロワルーバ130のアーム部122,132の先端部間を、アッパルーバ120及びロワルーバ130の後方側で連結し、かつ、アーム部122,132に対して回動可能に接続されている。
アクチュエータは、例えば、電動モータ及び減速ギヤ機構等を有して構成される。
アクチュエータは、車両前方から見た位置が、ラジエータ30及びコンデンサ40からオフセットして配置されている。
アッパルーバ120がアクチュエータによって駆動され回動すると、ロワルーバ130はリンク140によってアッパルーバ120と連動して回動する。
可変ダクト制御手段は、図示しないエンジン制御ユニット、空調制御ユニット等から冷却負荷に関する情報を取得し、これに基いて、冷却負荷が所定値以下である場合には、可変ダクト100を閉塞する。
可変ダクト100は、開状態におけるアッパルーバ120及びロワルーバ130の前端部が回転軸121,131に対してほぼ真下となるまで回動することによって、枠体110の内部がアッパルーバ120、ロワルーバ130によって実質的に閉塞される。
突出部123は、図1に示す可変ダクト100の全開状態において、アッパルーバ120の他の部分に対して車両前方側に突出して形成されている。
また、このとき突出部123の先端部の高さ方向における位置は、回転軸121に対して下方となるように配置されている。このため、突出部123の先端部に後向きの荷重が入力された場合には、アッパルーバ120には閉じ方向へのモーメントが発生するようになっている。
突出部123は、アッパルーバ120と一体に形成されるとともに、アッパルーバ120の車幅方向における一箇所又は複数箇所に設けられる。なお、突出部123は、各ルーバが閉状態となった際、車両後方側へ突出するため、車両前面視においてラジエータ30、コンデンサ40とオフセットして配置するとよい。
また、車幅方向に間隔をおいて配列された複数の突出部123の先端部間を車幅方向に連結する荷重入力部を形成し、荷重が入力される範囲を拡大するようにしてもよい。
例えば、このような荷重入力部を、アッパルーバ120のほぼ全長にわたって形成し、車幅方向の如何なる箇所に入力があった場合でも、突出部123によるアッパルーバ120の回動を可能としてもよい。
図2は、車両の車体前端部を車幅方向中央で鉛直面で切って見た模式的断面図であって、衝突による車体変形中の状態を示す図である。
図3は、車両の車体前端部を車幅方向中央で鉛直面で切って見た模式的断面図であって、衝突による車体変形後の状態を示す図である。
図2に示すように、障害物Bと前面衝突し、障害物Bがアッパルーバ120の突出部123の先端部に当接すると、突出部123は、その先端部が回転軸121よりも下方に存在するため、アッパルーバ120を閉じ方向(図2における反時計方向)に回動させるモーメントを発生する。
これによって、アッパルーバ120は閉じ方向への回動を開始し、ロワルーバ130もリンク140によって連動して閉じ方向への回動を開始する。
その後、図3に示すように、障害物Bが車体に対してさらに相対的に後退すると、アッパルーバ120及びロワルーバ130は全閉状態となる。
また、アッパルーバ120及びロワルーバ130の回動と連動して、リンク140も車両前方側(回転軸121,131に近づく方向)に移動する。
このため、軽衝突時の修理に要するコスト、工数などを低減することができ、また、修理までの間、車両の走行性能や空調性能を最低限確保することができる。
なお、以下説明する各実施例において、従前の実施例と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図4は、実施例2の可変ダクトの駆動制御システムの模式的ブロック図である。
駆動制御システム200は、アクチュエータ210、エンジン制御ユニット220、空調制御ユニット230、可変ダクト制御ユニット240等を備えて構成されている。
なお、これらの各構成要素は、上述した実施例1においても同様に備えられている。
アクチュエータ210は、例えば、電動モータ及び減速用ギヤ機構等を有して構成されている。
エンジン制御ユニット220は、図示しない車両のエンジン及びその補機類を統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット220は、現在のエンジンの冷却水温等のエンジンの運転状態に関する情報を可変ダクト制御ユニット240に伝達する。
空調制御ユニット230は、車両の図示しないエアコンディショナ装置を統括的に制御するものである。
空調制御ユニット230は、現在の空調負荷の状況や冷媒温度、圧力等に関する情報を可変ダクト制御ユニット240に伝達する。
一方、負荷が低く走行風の導入が不要である(開口以外からの冷却用空気の導入で足りる)場合には、車両の空力性能向上を優先するため、可変ダクト100のアッパルーバ120、ロワルーバ130を閉じるようにアクチュエータ150を駆動する。
衝撃センサ250は、衝突に起因する車体の衝撃を検出するものであって、例えば、フロントバンパ内に配置された前後加速度センサを用いることができる。
このような衝撃センサ250として、例えば、エアバッグ等の乗員保護装置の制御に用いられる加速度センサを共用することが可能である。
以上説明した実施例2においては、車両の衝突を検出後、強制的に可変ダクト100を閉じることによって、上述した実施例1の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
図5は、実施例3の可変ダクトの駆動制御システムの模式的ブロック図である。
実施例3の駆動制御システム200Aにおいては、実施例2の衝撃センサ250に代えて、以下説明する外界認識装置260を備えている。
可変ダクト制御ユニット240は、外界認識装置260が衝突が不可避であると判断した場合には、直ちにアクチュエータ210を駆動して、可変ダクト100のアッパルーバ120、ロワルーバ130を強制的かつ急速に閉じる。
以上説明した実施例3においては、上述した実施例2の効果と実質的に同様の効果に加えて、実際の衝突前にアクチュエータ210の駆動を開始することによって、実際の衝突時までにより確実にアッパルーバ120、ロワルーバ130の駆動を完了することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、可変ダクトの形状、可動ルーバの個数、各可動ルーバを駆動し、連動させる具体的構成等は、上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。
また、実施例1においては、突出部の先端部を、開状態において回転軸より下方となるように配置しているが、可動ルーバの回動方向が逆向きである場合には、突出部の先端部を回転軸より上方に配置するとよい。
また、実施例2、3においては、通常使用時に可動ルーバを開閉するアクチュエータを用いて可動ルーバを閉じる駆動を行なっているが、このアクチュエータとは別に、火薬式等のアクチュエータを衝突時専用に設けて、より高速に可動ルーバを閉じる構成としてもよい。
11a 前面部 11b 上面部
11c 下面部 12 エアダム部
12a 前面部 12b 上面部
12c 下面部
20 バンパビーム 30 ラジエータ
40 コンデンサ 50 ラジエータパネル
51 ラジエータパネルロワ 60 エネルギ吸収材
100 可変ダクト 110 枠体
120 アッパルーバ 121 回転軸
122 アーム部 123 突出部
130 ロワルーバ
131 回転軸 132 アーム部
140 リンク
200,200A 駆動制御システム
210 アクチュエータ 220 エンジン制御ユニット
230 空調制御ユニット 240 可変ダクト制御ユニット
250 衝撃センサ 260 外界認識装置
B 障害物
Claims (6)
- 車体前端部に設けられ走行風が導入される開口を有するバンパフェイスの前記開口内に配置され回転軸回りに回動して前記開口内を実質的に開閉する可動ルーバを有する可変ダクトであって、
前記回転軸は前記可動ルーバの幅方向における中央部に配置され、
車両の衝突時又は衝突の前兆検出時に前記可動ルーバを開位置から閉位置に回動させるルーバ回動手段を有し、
前記可動ルーバは、開状態において車両前方側に突出し、前端部へ後向きの入力を受けることによって前記可動ルーバが閉状態側へ回動するモーメントを発生する突出部を有し、
前記突出部は、車両前方から見たときに、ラジエータ及びコンデンサに対してオフセットして配置されること
を特徴とする可変ダクト。 - 前記突出部が前記後向きの入力を受ける荷重入力部を、車幅方向の所定の範囲にわたって延在させて配置したこと
を特徴とする請求項2に記載の可変ダクト。 - 車体前端部に設けられ走行風が導入される開口を有するバンパフェイスの前記開口内に配置され回転軸回りに回動して前記開口内を実質的に開閉する可動ルーバを有する可変ダクトであって、
前記回転軸は前記可動ルーバの幅方向における中央部に配置され、
車両の衝突時又は衝突の前兆検出時に前記可動ルーバを開位置から閉位置に回動させるルーバ回動手段を有し、
前記ルーバ回動手段は、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段が衝突を検出した場合に、前記可動ルーバを開位置から閉位置まで駆動するアクチュエータと
を備えることを特徴とする可変ダクト。 - 車体前端部に設けられ走行風が導入される開口を有するバンパフェイスの前記開口内に配置され回転軸回りに回動して前記開口内を実質的に開閉する可動ルーバを有する可変ダクトであって、
前記回転軸は前記可動ルーバの幅方向における中央部に配置され、
車両の衝突時又は衝突の前兆検出時に前記可動ルーバを開位置から閉位置に回動させるルーバ回動手段を有し、
前記ルーバ回動手段は、車両の衝突の前兆を検出する外界認識手段と、
前記外界認識手段が衝突の前兆を検出した場合に、前記可動ルーバを開位置から閉位置まで駆動するアクチュエータと
を備えることを特徴とする記載の可変ダクト。 - 前記可動ルーバは複数設けられるとともに、連動リンク機構によって相互に連結され、
前記連動リンク機構は、前記可動ルーバの開位置から閉位置への回動に応じて後端部の位置が車両前方側へ移動すること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の可変ダクト。 - 前記リンク機構は、車両前方から見たときに、ラジエータ及びコンデンサに対してオフセットして配置されること
を特徴とする請求項5に記載の可変ダクト。
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