JP6595669B2 - シャッターグリル装置 - Google Patents
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Description
また、本発明のシャッターグリル装置は、車両の動力源が設けられた動力室に導風するための導風口に設けられたシャッターグリルと、前記シャッターグリルを開閉制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御してから前記車両が所定距離を走行した場合に当該シャッターグリルの閉制御を許可し、前記シャッターグリルを閉制御した後は前記走行距離に関わらずに当該シャッターグリルの開制御を許可することを特徴とする。
前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御してからインターバル時間を経過した場合にも、当該シャッターグリルの閉制御を許可し、前記シャッターグリルを閉制御した後は前記インターバル時間に関わらずに当該シャッターグリルの開制御を許可する構成であってもよい。
図1に示すように、本発明の参考形態に係る車両1の前部には、当該車両1の動力源が設けられるエンジンルーム(動力室)2が構成されている。車両1は、エンジンルーム2内に設けられたラジエータ10、エンジン(第一の動力源)20、トランスミッション30、モータ(第二の動力源)40及びエアコン装置50と、車両1の前端面に形成された開口部(導風口)1aに設けられて当該開口部1aを開閉するシャッターグリル装置60と、を備える。すなわち、車両1は、動力源としてエンジン20及びモータ40の両方を有するハイブリッド車両である。エンジンルーム2内に設けられたラジエータ10、エンジン20、トランスミッション30、モータ40及びエアコン装置50は、シャッターグリル装置60が開状態である状態において、車両1の走行中に開口部1aからエンジンルーム2内に導風される外気によって冷却される。
図2に示すように、本発明の参考形態に係る車両1は、ラジエータ水温センサ101と、エンジン水温センサ102と、エンジン油温センサ103と、吸気温センサ104と、吸入空気量センサ105と、エンジントルクセンサ106と、エンジン回転速度センサ107と、トランスミッション油温センサ108と、トランスミッショントルクセンサ109と、トランスミッション回転速度センサ110と、モータトルクセンサ111と、モータ回転速度センサ112と、冷媒圧センサ113と、外気温センサ114と、室内温センサ115と、エアコン操作部116と、車輪ごとに設けられた車輪速センサ117と、を備える。
エンジン油温センサ103は、エンジン20の潤滑油の温度(すなわちエンジン油温)を検出し、検出されたエンジン油温をECU200へ出力するセンサである。
吸気温センサ104は、エンジン20の吸気の温度(すなわち吸気温)を検出し、検出された吸気温度をECU200へ出力するセンサである。
吸入空気量センサ105は、エンジン20に吸気される吸入空気量を検出し、検出された吸入空気量をECU200へ出力するセンサである。
エンジントルクセンサ106は、エンジン20の出力軸のトルク(すなわちエンジントルク)を検出し、検出されたエンジントルクをECU200へ出力するセンサである。
エンジン回転速度センサ107は、エンジン20の出力軸の回転速度(すなわちエンジン回転速度)を検出し、検出されたエンジン回転速度をECU200へ出力するセンサである。
トランスミッショントルクセンサ109は、トランスミッション30のトルク(すなわちトランスミッショントルク)を検出し、検出されたトランスミッショントルクをECU200へ出力するセンサである。
トランスミッション回転速度センサ110は、トランスミッションの回転速度(すなわちトランスミッション回転速度)を検出し、検出されたトランスミッション回転速度をECU200へ出力するセンサである。
モータ回転速度センサ112は、モータ40の回転速度(すなわちモータ回転速度)うを検出し、検出されたモータ回転速度をECU200へ出力するセンサである。
外気温センサ114は、外気の温度(すなわち外気温)を検出し、検出された外気温をECU200へ出力するセンサである。
室内温センサ115は、車両1の車室内の温度(すなわち室内温)を検出し、検出された室内温をECU200へ出力するセンサである。
エアコン操作部116は、車両1の車室内に設けられてエアコン装置50の作動条件を設定するためのボタン等であり、操作結果をECU200へ出力する。
また、車両1は、ECU(Electrical Control Unit)200を備える。ECU200は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力回路等によって構成されており、各種センサの検出結果等に基づいて車両1の各装置を制御する制御装置である。本参考形態において、ECU200は、燃費、商品性及び機能保証という観点に基づいて、シャッターグリル63の開要求及び閉要求をシャッターグリル装置60の制御部65へ出力する。
≪機能:空力性能向上≫
・制約による開要求時以外は閉要求を出力する。
≪機能:暖機性能向上(放熱抑制)≫
・トランスミッション油温が閉判定閾値未満である場合に閉要求を出力する。
・エンジン水温が閉判定閾値未満である場合に閉要求を出力する。
≪機能:エンジン高水温回避≫
・エンジン水温が開判定閾値以上である場合に開要求を出力する。
・ラジエータ水温及びエンジン水温に基づくラジエータ10のファン作動直前に開要求を出力する。
≪機能:トランスミッション高油温回避≫
・トランスミッション油温が開判定閾値(トランスミッション30の効率が低下する温度)以上である場合に開要求を出力する。
≪機能:エンジン高吸気温回避≫
・エンジン20の吸気温が開判定閾値以上である場合に開要求を出力する。
≪機能:燃費デバイス阻害回避≫
・VTC(Valve Timing Control)作動禁止領域で開要求を出力する。
・アイドル回転アップ領域で開要求を出力する。
・エンジン水温が高水温である場合におけるVTEC(Variable valve Timing and lift Electronic Control system)作動禁止領域で開要求を出力する。
≪機能:エアコン商品性確保≫
・エアコン装置50の冷媒が高圧である場合におけるラジエータ10のファンのHi要求時に開要求を出力する。
≪機能:エアコン装置50のコンプレッサのトルク推定精度悪化回避≫
・エアコン装置50の冷媒が高圧かつ低車速である場合におけるラジエータ10のファンのLo要求時に開要求を出力する。
≪機能:コーキング防止≫
・車両1がターボチャージャー搭載車である場合に、当該ターボチャージャーのコンプレッサ(図示せず)で圧縮された後の空気の温度(吸気温)がコ―キング発生温度以上である場合に開要求を出力する。
≪機能:エンジン高油温回避≫
・ラジエータ10のファンのHi要求時においてエンジン油温が開判定閾値以上である場合に開要求を出力する。
≪機能:エンジン高水温回避≫
・エンジン水温がエンジンルーム2内の部品の耐熱温度以上である場合に開要求を出力する。
≪機能:トランスミッション高油温回避≫
・トランスミッション油温が開判定閾値以上である場合に開要求を出力する。
また、ECU200は、冷媒圧、外気温等、これからのエンジンルーム2内の温度上昇に関連するパラメータに基づいて、開要求及び閉要求を出力する。
また、ECU200は、エンジン20の制御状態に基づいて、開要求及び閉要求を出力する。
シャッターグリル装置60は、エンジンルーム2内に導風するための開口部1aに設けられて当該開口部1aを開閉する装置である。シャッターグリル装置60は、導風口に設けられたモータ61と、伝達機構62と、シャッターグリル63と、リターンスプリング64と、制御部65と、を備える。
モータ61は、シャッターグリル63を開閉させるための駆動力(回転力)を発生する動力源である。
伝達機構62は、複数のギヤ等によって構成されており、モータ61によって発生した回転力をシャッターグリル63へ伝達する。
シャッターグリル63は、車両1の前面に形成された開口部1aに設けられており、当該開口部1aを開閉するシャッター本体である。シャッターグリル63は、上下方向に配置された複数の羽根を備えており、かかる複数の羽根が略鉛直方向を向いて開口部1aを塞ぐ閉状態と、かかる複数の羽根が略水平方向を向いて開口部1aを開放する開状態と、の2つの状態を呈することができる。
リターンスプリング64は、シャッターグリル63を開方向へ付勢する付勢手段である。本参考形態において、リターンスプリング64は、伝達機構63の出力軸に取り付けられたぜんまいバネである。
制御部65は、ECU200によって出力された開要求及び閉要求を取得し、取得された開要求及び閉要求に基づいてモータ61を制御し、シャッターグリル63を開閉させる。また、制御部65は、シャッターグリル63を開制御してから第一のインターバル時間の間は当該シャッターグリル63の閉制御を禁止するとともに、シャッターグリル63を閉制御してから第二のインターバル時間の間は当該シャッターグリル63の開制御を禁止する。換言すると、制御部65は、開制御が行われてから第一のインターバル時間経過後にシャッターグリル63の閉制御を可能とし、また、閉制御が行われてから第二のインターバル時間経過後にシャッターグリル63の開制御を可能とする。ここで、第一のインターバル時間は、第二のインターバル時間よりも長く設定されている。
開閉判定部65aは、ECU200によって出力された開要求及び閉要求を取得し、取得された開要求及び閉要求に基づいて、シャッターグリル63を開くか閉じるかを判定する。所定時間内に取得された要求に開要求が含まれている場合には、開閉判定部65aは、シャッターグリル63を開くと判定し、開指示を開閉制御部65cへ出力する。前記所定時間内に取得された要求に開要求が含まれておらず閉要求のみが含まれている場合には、開閉判定部65aは、シャッターグリル63を閉じると判定し、閉指示を閉指示禁止判定部65bへ出力する。ここで、所定時間は、後記する第一のインターバル時間よりも十分に短い時間に設定されている。
閉指示禁止判定部65bは、シャッターグリルの閉指示を許可するか禁止するかを判定する機能部であって、シャッターグリル63を開制御してから第一のインターバル時間の間は当該シャッターグリル63の閉制御を禁止する。本参考形態において、閉指示禁止判定部65bは、計時部65dから出力された閉指示禁止信号を取得した場合には、次に閉指示許可信号を取得するまでの間、シャッターグリル63の閉制御を禁止する。また、閉指示禁止判定部65bは、計時部65dから出力された閉指示許可信号を取得した場合には、次に閉指示禁止信号を取得するまでの間、シャッターグリル63の閉制御を許可する。すなわち、後記する計時部65dによって計時される第一のインターバル時間内に閉指示が取得された場合には、閉指示禁止判定部65bは、閉指示を禁止し、当該閉指示を開閉制御部65cへ出力しない。一方、第一のインターバル時間外に閉指示が取得された場合には、閉指示禁止判定部65bは、当該閉指示を開閉制御部65cへ出力する。
開閉制御部65cは、開閉判定部65aから出力された指示を取得し、取得された指示に基づいて、モータ61を制御する。
開閉判定部65aから出力された開指示を取得した場合には、開閉制御部65cは、当当該開指示をモータ61へ出力する。モータ61は、開指示を取得し、取得された開指示に基いて回転する。シャッターグリル63は、かかる回転によって開状態となる。かかる開状態は、次にモータ61が閉指示を取得するまで継続される。
開閉判定部65aから出力された閉指示を取得した場合には、開閉制御部65bは、当該閉指示をモータ61へ出力する。モータ61は、閉指示を取得し、取得された閉指示に基づいて動作を中止する。シャッターグリル63は、リターンスプリング64の付勢力によって閉状態となる。かかる閉状態は、次にモータ61が開指示を取得するまで継続される。
モータ61は、動作を中止している状態(フラグ「0」)において開指示を取得すると、フラグを「1」に設定するとともに、その旨を示す信号(タイマ開始信号)を計時部65dへ出力する。
また、モータ61は、動作状態(フラグ「1」)において閉指示を取得すると、フラグを「0」に設定する。
計時部65dは、タイマ開始信号を取得すると、図示しないタイマを用いて第一のインターバル時間を計時するとともに、閉指示禁止信号を閉指示禁止判定部65bへ出力する。また、計時部65dは、第一のインターバル時間の経時が終了すると、閉指示許可信号を閉指示禁止判定部65bへ出力する。
ここで、第一のインターバル時間の設定手法の例について説明する。
車両1が所定年数で所定距離を走行した場合に、当該車両1の生涯平均車速と、シャッターグリル63の開閉回数が所定回数を超えないための開閉インターバル時間と、の関係をシミュレーション、実験等によって予め得る。計時部65dには、得られた関係から、車両1が実際に市場に出た際の市場平均車速の下限値に対応する開閉インターバル時間が、第一のインターバル時間(例えば、90秒)として予め設定されている。
「1.所定値」の場合と同様に、車両1が所定年数で所定距離を走行した場合に、当該車両1の生涯平均車速と、シャッターグリル63の開閉回数が所定回数を超えないための開閉インターバル時間と、の関係をシミュレーション、実験等によって予め得る。計時部65dには、このようにして得られた車速と開閉インターバル時間(第一のインターバル時間)との関係性(図3参照)が、予め記憶されている。
計時部65dは、ECU200から出力された車速(車輪速センサ117の検出結果に基づいて算出)を取得し、取得された車速に基づいて図3に示す関係性を参照することによって、該当する第一のインターバル時間を読み出し、読み出された第一のインターバル時間を用いる。
計時部65dには、車両1の生涯走行距離とシャッターグリル63の生涯作動回数との関係性(図4参照)が、予め記憶されている。また、計時部65dには、図4における作動頻度係数と第一のインターバル時間との関係性(図5参照)が、予め記憶されている。
計時部65dは、ECU200から出力された生涯走行距離と、開閉制御部65cから出力された又は当該計時部65dがカウントした生涯作動回数と、に基づいて図4に示す関係性を参照することによって、該当する作動頻度係数を読み出す。
続いて、計時部65dは、読み出された作動頻度係数に基づいて図5に示す関係性を参照することによって、該当する第一のインターバル時間を読み出し、読み出された第一のインターバル時間を用いる。
続いて、本発明の参考形態に係るシャッターグリル装置60の動作例について説明する。以下の第一の動作例及び第二の動作例では、簡略化のため、第一のインターバル時間が所定値であるとともに、ラジエータ水温センサ101によって検出されたラジエータ水温に基づく開要求及び閉要求のみがECU200から出力される場合を例にとって説明する。なお、シャッターグリル63の開閉状態は、開閉判定部65aの開閉指示の出力状態ではなく、開閉制御部65cの開閉指示の出力状態と一致する。
第一の動作例は、エンジンルーム2内の各種装置が比較的低負荷である場合の動作例である。図6に示すように、時刻t11よりも前において、シャッターグリル63が閉状態の車両1が走行すると、ラジエータ水温が上昇する。
第二の動作例は、エンジンルーム2内の各種装置が比較的高負荷である場合の動作例である。図7に示すように、時刻t21よりも前において、シャッターグリル63が閉状態の車両1が走行すると、ラジエータ水温が上昇する。
・エンジン20(又は、エンジン20及びトランスミッション30)の負荷率又は推定発熱量
・モータ40(又は、モータ40を含むPCU(Power Control Unit)の負荷率又は推定発熱量
・エアコン装置50の負荷率
・外気温(外気温とエンジンルーム2の温度(例えば、エンジンルーム2内の各装置の温度)又は室内温との温度差を含む)
例えば、エンジン20の推定発熱量は、エンジン20の出力、吸入空気量、エンジントルク及びエンジン回転速度に基づいて算出可能である。
また、モータ40の推定発熱量は、モータ40のモータトルク及びモータ回転速度に基づいて算出可能である。
また、エアコン装置50の負荷率は、エアコン装置50の冷媒圧、外気温、室内温及び当該エアコン装置50の設定内容に基づいて算出可能である。
続いて、本発明の実施形態に係るシャッターグリル装置について、参考形態に係るシャッターグリル装置60との相違点を中心に説明する。
続いて、本発明の実施形態に係るシャッターグリル装置60の動作例について、図9を参照して説明する(適宜図2等参照)。
シャッターグリル装置60は、車両1の走行距離に基づいてシャッターグリル63の閉制御を許可するタイミングを決めるので、車両1の車速が変化する場合に第一のインターバル時間を持ち代える参考形態と比較して、シャッターグリル63の閉制御を許可するタイミングを簡易な手法で決定することができる。
例えば、制御部65は、シャッターグリル63を開制御してから第一のインターバル時間の間は当該シャッターグリル63の閉制御を禁止するとともに、シャッターグリル63を閉制御してから第二のインターバル時間の間は当該シャッターグリル63の開制御を禁止する構成であってもよい。この場合には、開閉判定部65aと開閉制御部65cとの間に、閉指示禁止判定部65bと同様の開指示禁止判定部を設けるとともに、計時部65dと同様の当該開始時禁止判定部用の計時部を設けることによって、第二のインターバル時間の間にシャッターグリル63の開制御を禁止することができる。
第二のインターバル時間の設定手法に関しては、第一のインターバル時間よりも短いという制限を守る範囲内で、第一のインターバル時間と同様に車速等による設定手法を採用することが可能である。
1a 開口部(導風口)
2 エンジンルーム(動力室)
60 シャッターグリル装置
63 シャッターグリル
65 制御部
Claims (4)
- 車両の動力源が設けられた動力室に導風するための導風口に設けられたシャッターグリルと、
開要求及び閉要求に基づいて前記シャッターグリルを開閉制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御した場合に前記車両の走行距離の積算を開始し、前記シャッターグリルを開制御してから前記車両が所定距離を走行した場合に積算された前記走行距離をリセットし、前記開要求を取得している場合には前記シャッターグリルの開制御を継続し、前記開要求を取得していない場合には当該シャッターグリルの閉制御を許可する
ことを特徴とするシャッターグリル装置。 - 前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御した場合に計時を開始し、前記シャッターグリルを開制御してからインターバル時間を経過した場合に計時結果をリセットし、前記開要求を取得している場合には前記シャッターグリルの開制御を継続し、前記開要求を取得していない場合には当該シャッターグリルの閉制御を許可する
ことを特徴とする請求項1に記載のシャッターグリル装置。 - 車両の動力源が設けられた動力室に導風するための導風口に設けられたシャッターグリルと、
前記シャッターグリルを開閉制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御してから前記車両が所定距離を走行した場合に当該シャッターグリルの閉制御を許可し、前記シャッターグリルを閉制御した後は前記走行距離に関わらずに当該シャッターグリルの開制御を許可する
ことを特徴とするシャッターグリル装置。 - 前記制御部は、前記シャッターグリルを開制御してからインターバル時間を経過した場合にも、当該シャッターグリルの閉制御を許可し、前記シャッターグリルを閉制御した後は前記インターバル時間に関わらずに当該シャッターグリルの開制御を許可する
ことを特徴とする請求項3に記載のシャッターグリル装置。
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