JP6926811B2 - Mobile - Google Patents
Mobile Download PDFInfo
- Publication number
- JP6926811B2 JP6926811B2 JP2017156466A JP2017156466A JP6926811B2 JP 6926811 B2 JP6926811 B2 JP 6926811B2 JP 2017156466 A JP2017156466 A JP 2017156466A JP 2017156466 A JP2017156466 A JP 2017156466A JP 6926811 B2 JP6926811 B2 JP 6926811B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- flow rate
- vehicle
- exhaust gas
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/82—Elements for improving aerodynamics
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、外部へ向けて流体を放出する手段を備える移動体に関する。 The present invention relates to a moving body comprising means for discharging a fluid to the outside.
従来から、車両エンジン及びエンジンルール内を必要時にエアで冷却するエンジンなど冷却装置が知られている(特許文献1)。エンジンルール内が一定温度以上になると、エンジンルーム内からのエアが、エンジンの車室側端部上方の隙間から車外へ流出する。 Conventionally, cooling devices such as a vehicle engine and an engine that cools the inside of an engine rule with air when necessary have been known (Patent Document 1). When the temperature inside the engine rule exceeds a certain level, air from the engine room flows out of the vehicle through a gap above the end of the engine on the passenger compartment side.
一方、本発明の発明者等は、移動体の空気抵抗を低減する為に、移動体の近傍の空気の流速が遅くなる領域(境界層)の外側の領域(主流)の空気密度を下げることが有効であるという知見を得た。 On the other hand, the inventors of the present invention reduce the air density in the region (mainstream) outside the region (boundary layer) where the air flow velocity in the vicinity of the moving body is slow in order to reduce the air resistance of the moving body. Was found to be effective.
しかし、特許文献1では、エンジンの車室側端部上方の隙間から、エンジンルーム内のエアを放出するため、移動体の周囲の主流の内、限られた狭い範囲の主流の空気密度を下げることしかできない。 However, in Patent Document 1, since the air in the engine room is discharged from the gap above the end on the vehicle interior side of the engine, the air density of the mainstream in a limited narrow range among the mainstreams around the moving body is lowered. I can only do that.
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、移動体の周囲の主流の空気密度を低下させて移動体の空気抵抗を低減することである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the air density of the mainstream around the moving body to reduce the air resistance of the moving body.
本発明の一態様に係わる移動体は、移動体の天板に定めた流体放出位置から、外気に比べて気体密度が低い流体を移動体の外へ向けて放出する流体放出装置を備え、流体放出装置は、移動体の走行速度を取得し、走行速度に応じて流体の放出量を変更する。 The moving body according to one aspect of the present invention includes a fluid discharge device that discharges a fluid having a gas density lower than that of the outside air toward the outside of the moving body from a fluid discharge position defined on the top plate of the moving body. The discharge device acquires the traveling speed of the moving body and changes the amount of fluid released according to the traveling speed.
本発明の一態様によれば、移動体の天板周囲の主流の空気密度を低下させて移動体の空気抵抗を低減することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to reduce the air density of the mainstream around the top plate of the moving body to reduce the air resistance of the moving body.
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。以下では、移動体が車両である場合を挙げて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the following, a case where the moving body is a vehicle will be described.
[第1実施形態の説明]
図1Aは、本発明の第1実施形態に係る車両(移動体)の構成を模式的に示す側面図、図1Bは同平面図、図1Cは図1Aに示す「Xe」部の拡大図である。
図1A、図1Bに示すように、車両10の天板11の前端部11aに定めた流体放出位置には、エンジン13の排気ガスを放出する放出口12(流体放出装置)が設けられている。図2は、放出口12の詳細な構成を示す説明図であり、放出ダクト18、及び該放出ダクト18の内部に設けられた複数枚のルーバー16を備えている。そして、配管15に接続されている。ルーバー16は、電動で角度を変更可能であり、角度を変更することにより排気ガスの放出方向を適宜変更することができる。
[Explanation of the first embodiment]
1A is a side view schematically showing the configuration of a vehicle (moving body) according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view of the same, and FIG. 1C is an enlarged view of the “Xe” portion shown in FIG. 1A. be.
As shown in FIGS. 1A and 1B, a discharge port 12 (fluid discharge device) for discharging the exhaust gas of the
図3は、エンジン13の排気部13aが放出口12に接続される様子を示す説明図である。図3に示すように、車両10のエンジンルーム内に設けられたエンジン13の排気部13aは、フロントピラー(Aピラーともいう)に設けられた配管15を経由して、放出口12に接続されている。従って、エンジン13より放出される排気ガス(外気に比べて気体密度が低い流体)は配管15を経由して放出口12より外部に放出される。
FIG. 3 is an explanatory view showing how the
次に、車両10の周囲の空気の流れについて説明する。図1Aに示すように、車両10の静止系で見たとき、走行中の車両10の周りには、車両10の表面に沿った空気の流れが発生する。図1Cの拡大図に示すように。車体20の表面20F近傍では、空気と車体20の表面20Fとの間に生じる粘性摩擦によって空気の流れは遅くなっており、境界層41が形成されている。境界層41では、車体20の表面20Fから離れるほど空気の速度は速くなり、空気の速度は、空気に対する車両10の相対速度に近づいていく。
Next, the air flow around the
車体20の表面20Fから離れて境界42よりも外側の外部領域43では、もはや空気と車体20の表面20Fとの間に生じる粘性摩擦の影響はなくなっており、空気の速度は、空気に対する車両10の相対速度にほぼ等しくなっている。外部領域43における空気の流れを主流2と呼ぶ。
In the
図1Aに示すように、車両10の走行時に放出口12より排気ガスを放出すると、放出された排気ガスは、天板11の周囲の主流2に混流し、符号FAに示すように車両10の後方に向けて流れる。エンジン13より放出される排気ガスは、大気よりも水蒸気を多く含み、且つ高温であるので、天板11の周囲の主流2の空気密度を低下させる。このため、車両10の走行時の空気抵抗を低減することができる。
As shown in FIG. 1A, when the exhaust gas is discharged from the
次に、主流2の空気密度を低下させることによって車両10の空気抵抗が低減されるメカニズムを説明する。
Next, a mechanism for reducing the air resistance of the
一般に、走行中の車両10が空気から受ける力は、車両10の前後、左右、上下の各軸方向の力と各軸周りのモーメントで表され、総称して空力6分力と呼ばれる。通常、走行中の車両10が空気から受ける力は無次元化して表され、特に前後方向の力である空気抵抗Fは、次の(1)式によって表される空気抵抗係数Cdによって表される。ここで、ρは、外部領域43の空気の密度、Aは、車両10の進行方向に対する前面投影面積、Vは、主流に対する車両10の相対速度である。
空気抵抗係数Cdは、空気の動圧「ρV2/2」と前面投影面積Aの積によって、空気抵抗Fを除した値である。空気抵抗係数Cdは、車両10の形状に依存して決まる量であり、走行時の燃費、最高速度、加速性能などに影響を及ぼす。車両10のような物体の空気抵抗Fは、車両10全体でみたときには圧力抵抗が支配的であり、航空機で問題となる摩擦抵抗は車両10では小さい。そのため、車両10において空気抵抗Fを低減するためには、圧力抵抗を小さくすることに着目するのが効果的である。
Drag coefficient Cd is the product of the air dynamic pressure "pV 2/2" and front projection area A, a value obtained by dividing the air resistance F. The air resistance coefficient Cd is a quantity determined depending on the shape of the
上記着目に基づいて(1)式を見直すと、通常の車両の設計において、前面投影面積Aは、圧力抵抗を小さくするために車両の設計で対応可能なパラメータとしてみなされる。一方、主流の空気密度ρ、および、速度Vについては、車両の走行環境に応じて変動しうるものであるため、車両の設計で対応可能なパラメータとしてみなされない。 Reviewing Eq. (1) based on the above attention, in the normal vehicle design, the front projected area A is regarded as a parameter that can be dealt with in the vehicle design in order to reduce the pressure resistance. On the other hand, the mainstream air density ρ and the speed V are not regarded as parameters that can be dealt with in the design of the vehicle because they can fluctuate according to the traveling environment of the vehicle.
しかしながら、上記の既存概念の枠にとらわれることなく、本発明の発明者は、主流の空気密度ρは、圧力抵抗を小さくするために車両10の設計で対応可能なパラメータとなりうると考えた。そして、空気抵抗Fの大部分を占める圧力抵抗が主流の空気密度ρに比例することに着目し、主流2の空気密度ρを下げることで、空気抵抗Fを低減することが可能であるとの知見を得た。
However, without being bound by the above-mentioned existing concept, the inventor of the present invention considered that the mainstream air density ρ can be a parameter that can be dealt with in the design of the
図1Cに示すように、主流2の空気は、車体20の表面20Fから離れた場所にあるため、直接に加熱することはできない。しかしながら、流体放出装置が、車両10の天板11の表面に定めた流体放出位置(放出口12)から、外気に比べて空気密度が低い流体を車両10の外へ向けて放出する。放出された流体は、流体放出位置よりも進行方向後方に位置する主流2を形成する。これにより、主流2の空気密度ρを下げることできるため、車両10の空気抵抗Fを低減することができる。
As shown in FIG. 1C, the air in the
本実施形態では、エンジン13から排出される排気ガスを放出口12より放出する。エンジン13から排出される排気ガスは、大気よりも水蒸気を多く含み、且つ大気よりも高温である。このため、主流2の空気の分子量が下がり、且つ主流2の温度が上昇する。よって、主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
In the present embodiment, the exhaust gas discharged from the
なお、車両10の駆動源には、エンジン13のみならず、燃料電池及びモータも含まれる。つまり、車両10は、燃料電池車(FCV)、電気車両(EV)、及びこれら2以上の駆動源を持つハイブリッドカー(HV、PHV)が含まれる。燃料電池には、少なくとも、固体酸化物形燃料電池(SOFC)、固体高分子形燃料電池(PEFC)が含まれる。また、エンジン13、燃料電池及びモータは発熱部品でもあり、その周囲の空気は大気よりも高温である。また、燃料電池から排出されるガスは水蒸気を多く含む。よって、駆動源の周囲の高温なガス、或いは駆動源から排出されるガスを回収し、放出口12から放出することにより、主流2の空気密度が低減する。
The drive source of the
[放出口より放出する各種流体の説明]
放出口12より放出する流体を、ラジエータ、ブレーキ、ショックアブソーバ(以下、これらを総称して「発熱部品」という)を通過して熱せられた空気とすることができる。熱せられた空気を放出口12に導入する。図4に示すように、ブロワー21より出力され、発熱部品22を通過した高温の空気を図1に示した配管15に供給し、放出口12より放出する。外気よりも温度の高い流体は、外気よりも気体密度が低い。従って、天板11の周囲の主流2の空気密度を低減できる。
[Explanation of various fluids discharged from the discharge port]
The fluid discharged from the
放出口12より放出する流体を、外気よりも分子量が低いガスを含む空気として放出口12から放出する。例えば、H2、He、Ne、Ar等(以下、総称して「低分子量ガス」という)は空気よりも分子量が低い。従って、図5Aに示すように、空気を放出するブロワー21の突出口に低分子量ガスを充填したボンベ27を設ける。そして、該ボンベ27の出力バルブ26を調整することにより、空気に混入する低分子量ガスの供給量を調整する。低分子量ガスを含んだ空気は、配管15を経由して、図1に示した放出口12より外部へ放出される。
図5Bは、分子量と空気密度との関係を示すグラフであり、分子量が低くなるほど、空気密度が低下することが判る。
The fluid discharged from the
FIG. 5B is a graph showing the relationship between the molecular weight and the air density, and it can be seen that the lower the molecular weight, the lower the air density.
このように、天板11の流体放出位置に設けられた放出口12より、空気よりも分子量が小さい流体(外気に比べて気体密度が低い流体)を放出することにより、天板11の周囲の主流の空気密度を低減できる。
In this way, by discharging a fluid having a molecular weight smaller than that of air (a fluid having a lower gas density than the outside air) from the
空気よりも分子量が低い流体として、水蒸気(H2O)を用いることができる。水蒸気の分子量は18.01528[g/mol]であり、一方、空気の分子量28.966[g/mol]であるので、水蒸気の方が空気よりも分子量が小さい。換言すれば、外気よりも水蒸気の分圧が高い流体を放出口12から放出する。
Water vapor (H 2 O) can be used as a fluid having a molecular weight lower than that of air. Since the molecular weight of water vapor is 18.01528 [g / mol], while the molecular weight of air is 28.966 [g / mol], water vapor has a smaller molecular weight than air. In other words, a fluid having a higher partial pressure of water vapor than the outside air is discharged from the
図6は、水蒸気の供給装置を模式的に示す説明図である。図6に示すように、エアコンの凝縮水を蓄積する水貯留タンク23を設置し、水貯留タンク23の入口はブロワー21に接続され、出口は配管15に接続されている。更に、水貯留タンク23の内部には超音波振動子24が設置されている。超音波振動子24を駆動することにより水蒸気が発生し、発生した水蒸気はブロワー21より出力される空気に混入して、配管15に送出され放出口12(図1参照)より外部に放出される。従って、天板11の周囲の主流の空気密度を低減できる。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a steam supply device. As shown in FIG. 6, a
なお、水貯留タンク23に超音波振動子24を設ける以外に、水貯留タンク23に発熱器を設置し、該発熱器で水を蒸発させて水蒸気を放出する構成とすることも可能である。
In addition to providing the
以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
車両10は、車両10の天板11に定めた流体放出位置から、外気に比べて気体密度が低い流体を車両10の外へ向けて放出する放出口12(流体放出装置)を備える。これにより、天板11の周囲の主流2の内、広い範囲の主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
The
流体放出位置は、天板11の前端部11aであり、前端部11aから外気に比べて気体密度が低い流体を車両10の外へ向けて放出する。これにより、天板11の周囲の主流の内、より広い範囲の主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
The fluid discharge position is the
流体放出位置から放出される流体は、外気温よりも高温の流体である。流体が外気温よりも高温であれば、主流2の温度を上昇させることができる。主流2の温度上昇により、主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
The fluid discharged from the fluid discharge position is a fluid whose temperature is higher than the outside air temperature. If the fluid is hotter than the outside air temperature, the temperature of the
流体放出位置から放出される流体は、外気よりも分子量の小さい流体である。流体の分子量が外気よりも小さいため、主流2の空気の分子量が下がる。よって、主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
The fluid discharged from the fluid discharge position is a fluid having a molecular weight smaller than that of the outside air. Since the molecular weight of the fluid is smaller than that of the outside air, the molecular weight of the air in the
流体放出位置から放出される流体は、外気よりも水蒸気の分圧が高い流体である。水の分子量は空気より小さいため、水蒸気の分圧を外気よりも高くすると主流2の空気密度が低下する。よって、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
The fluid discharged from the fluid discharge position is a fluid having a higher partial pressure of water vapor than the outside air. Since the molecular weight of water is smaller than that of air, the air density of the
流体放出位置から放出される流体は、車両10が備えるエンジン13等の駆動系より放出されるガスである。エンジン13等の駆動系から排出されるガスは、大気よりも水蒸気を多く含み、且つ高温である。このため、主流2の空気の分子量が下がり、主流2の温度が上昇する。よって、主流2の空気密度が低下するので、車両10の空気抵抗を低減させることができる。
The fluid discharged from the fluid discharge position is a gas discharged from a drive system such as an
[第2実施形態の説明]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、車両10の走行速度に応じて、放出口12より放出する流体の流量を制御する。第2実施形態では、放出口12より放出する流体として、第1実施形態で示したエンジン13の排気ガスを用いる例について説明する。なお、外気に比べて気体密度が低い他の流体を用いてもよい。
[Explanation of the second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the flow rate of the fluid discharged from the
図7は第2実施形態に係る流体放出装置の構成を示す説明図である。図7に示すように、車両10に搭載されるエンジン13の排気部13aは2系統に分岐され、一方の分岐路は、流量調整弁17及び配管15を介して放出口12に接続されている。他方の分岐路は、排気ラインに接続されて車外へ排気される。流量調整弁17は、エンジン13から排出される排気ガスの全体流量のうち、各系統に送られる流量の比率を調整する。流量調整弁の開度を大きくすると配管15から放出される流量の割合が増加し、流量調整弁の開度を大きくすると配管15から放出される流量の割合が減少する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the fluid discharge device according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the
流量調整弁17は、開度を制御する開度制御回路31に接続されている。開度制御回路31は、車両10に搭載されるECU(図示省略)と接続され、該ECUから車速データを取得する。
また、開度制御回路31は、各種のデータを記憶するメモリ32を有している。該メモリ32は、車速と排気ガス流量との関係を示すマップが記憶されている。
The flow
Further, the opening
図8は、マップの例を示す説明図である。車速と、該車速で車両が走行しているときに最も空気抵抗が低下する流量との関係を予め測定し、測定結果をマップとしてメモリ32に記憶する。図8では、複数のマップq1、q2、q3が記憶されている。車両に応じて、各マップq1、q2、q3のうちのいずれかが設定される、
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a map. The relationship between the vehicle speed and the flow rate at which the air resistance is most reduced when the vehicle is traveling at the vehicle speed is measured in advance, and the measurement result is stored in the
開度制御回路31は、車速データが取得されると、メモリ32に記憶されているマップを参照して車速に対応する排気ガス流量(以下、これを「基準値」という)を求める。そして、現在の流量と基準値との差分に応じて流量調整弁17の開閉を制御し、放出口12より放出する排気ガス流量が基準値となるように調整する。
なお、開度制御回路31は、例えば、中央演算ユニット(CPU)や、RAM、ROM、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
When the vehicle speed data is acquired, the opening
The opening
次に、図9に示すフローチャートを参照して、第2実施形態に係る流体放出装置の作用について説明する。この処理は、図7に示した開度制御回路31により実行される。
初めに、ステップS11において、開度制御回路31は、ECU(図示省略)より車速データを取得する。更に、ステップS12において、現在の車速が予め設定した下限値を下回っているか否かを判断する。下限値は、例えば、10km/hである。
Next, the operation of the fluid discharge device according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This process is executed by the opening
First, in step S11, the opening
車速が下限値未満である場合には(ステップS12でYES)、ステップS16において、開度制御回路31は、流量調整弁17を閉鎖する。即ち、車速が遅い場合には、車両走行時に空気抵抗の影響はほとんど受けないので、放出口12より高温の排気ガスを放出する必要はなく、流量調整弁17を閉鎖する。
When the vehicle speed is less than the lower limit value (YES in step S12), in step S16, the opening
車速が下限値以上である場合には(ステップS12でNO)、ステップS13において、開度制御回路31は、メモリ32に記憶したマップを参照して、現在の車速に応じた排気ガス流量を取得する。例えば、図8に示したマップからマップq2を選択し、更に、車速をマップq2に当てはめて排気ガス流量を取得する。
When the vehicle speed is equal to or higher than the lower limit (NO in step S12), in step S13, the
ステップS14において、開度制御回路31は、現在の流量調整弁17の開度で規定される排気ガス流量と、マップを参照して取得される現在の車速に応じた排気ガス流量(基準値)を比較し、現在の排気ガス流量が基準値よりも小さい場合には、ステップS18に処理を進め、そうでない場合には、ステップS15に処理を進める。
In step S14, the opening
ステップS18において、開度制御回路31は、流量調整弁17の開度を大きくする。即ち、現在の排気ガス流量が基準値よりも小さいということは、放出口12より放出する排気ガス流量が不足していると見なせるので、流量調整弁17の開度を大きくすることにより、放出口12より放出する排気ガス流量を増加させる。
In step S18, the opening
ステップS15において、開度制御回路31は、現在の流量調整弁17の開度で規定される排気ガス流量と、マップを参照して取得される現在の車速に応じた排気ガス流量(基準値)を比較し、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きい場合には、ステップS17に処理を進め、そうでない場合には、本処理を終了する。
In step S15, the opening
ステップS17において、開度制御回路31は、流量調整弁17の開度を小さくする。即ち、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きいということは、放出口12より放出する排気ガス流量が過多であると見なせるので、流量調整弁17の開度を小さくすることにより、放出口12より放出する排気ガス流量を減少させる。
In step S17, the opening
一方、ステップS15において、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きくないと判断された場合には(ステップS15でNO)、現在の排気ガス流量が適正な流量であると見なせるので、流量調整弁17の開度を変更しない。こうして、車速に応じた排気ガス流量の制御が行われるのである。 On the other hand, if it is determined in step S15 that the current exhaust gas flow rate is not larger than the reference value (NO in step S15), it can be considered that the current exhaust gas flow rate is an appropriate flow rate. The opening degree of 17 is not changed. In this way, the exhaust gas flow rate is controlled according to the vehicle speed.
このように、第2実施形態に係る流体放出装置では、現在の車速を取得し、且つ、マップに記憶されている車速に応じた排気ガス流量(基準値)を取得する。そして、放出口12より放出する現在の排気ガス流量(流体流量)とマップに記憶された基準値と、に応じて流量調整弁17の開度を制御する。従って、車速に適した流量の排気ガスを放出口12より放出することが可能となり、車両走行時の抵抗を低減することが可能となる。このため、車両の燃費、電費を向上させることが可能となる。
As described above, in the fluid discharge device according to the second embodiment, the current vehicle speed is acquired, and the exhaust gas flow rate (reference value) corresponding to the vehicle speed stored in the map is acquired. Then, the opening degree of the flow
また、排気ガスの流量が過多となることを防止するので、車体が過熱するという問題の発生を回避することが可能となる。
[第2実施形態の変形例の説明]
Further, since it is possible to prevent the flow rate of the exhaust gas from becoming excessive, it is possible to avoid the problem of overheating of the vehicle body.
[Explanation of Modifications of Second Embodiment]
上述した第2実施形態では、流量調整弁17の開度を制御して流体流量を調整する例について説明した。変形例では、周期的に流量調整弁17をオン、オフし、更に、1周期中の流量調整弁17のオン時間(これを「デューティ比」という)を制御することにより、エンジン13の排気ガスを放出口12へ送る流量(放出量)調整する。
In the second embodiment described above, an example of adjusting the fluid flow rate by controlling the opening degree of the flow
即ち、変形例では、図9のフローチャートの「S17」の処理を、デューティ比の減少とし、「S18」の処理をデューティ比の増加とする。それ以外の処理手順は図9と同様であるので説明を省略する。 That is, in the modified example, the process of "S17" in the flowchart of FIG. 9 is a decrease in the duty ratio, and the process of "S18" is an increase in the duty ratio. Since the other processing procedures are the same as those in FIG. 9, the description thereof will be omitted.
図10Aは、流量調整弁17のオン、オフタイミングを示すタイミングチャートである。図10Aに示すように、所定の周期で流量調整弁17のオン、オフを切り替えることにより、放出口12に供給する排気ガス流量を調整することができる。
FIG. 10A is a timing chart showing the on / off timing of the flow
図10Bは、排気ガス流量を相対的に多くする場合の、流量調整弁17のオン、オフタイミングを示すタイミングチャートである。図10Bでは、図10Aと比較して、1周期中のオン時間が長くなっている。即ち、デューティ比が高くなっている。このように、1周期のうちのオン時間の長さを制御することにより、排気ガス流量の増減を制御することができる。
FIG. 10B is a timing chart showing the on / off timing of the flow
従って、前述した第2実施形態と同様に、車速に適した排気ガス流量を放出口12より放出することが可能となり、車両走行時の抵抗を低減することが可能となる。このため、車両10の燃費、電費を向上させることができる。また、排気ガスの流量が過多となることを防止することができ、車体が過熱することを防止できる。
Therefore, similarly to the second embodiment described above, it is possible to discharge the exhaust gas flow rate suitable for the vehicle speed from the
[第3実施形態の説明]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、放出口12より放出する流体の温度に応じて、流体の流量を制御する。第3実施形態では、放出口12より放出する流体として、エンジン13の排気ガスを用いる例について説明する。
[Explanation of Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the flow rate of the fluid is controlled according to the temperature of the fluid discharged from the
図11は、第3実施形態に係る流体放出装置の構成を示す説明図である。図11に示すように、車両10に搭載されるエンジン13の排気部13aは2系統に分岐され、一方の分岐路は、流量調整弁17及び配管15を介して放出口12に接続されている。他方の分岐路は、排気ラインに接続されて車外へ放出される。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of the fluid discharge device according to the third embodiment. As shown in FIG. 11, the
流量調整弁17は、該流量調整弁17の開度を制御する開度制御回路31に接続されている。排気部13aには、排気ガス温度を測定する温度センサ25と接続され、該温度センサ25から排気ガスの温度データを取得する。また、図示省略のECUと接続され、車速データを取得する。
The flow
また、開度制御回路31は、各種のデータを記憶するメモリ32を有している。該メモリ32は、排ガス温度と排気ガス流量との関係を示すマップが記憶されている。
図12は、マップの例を示すグラフである。排気ガス温度と、この温度の排気ガスを放出したときに最も空気抵抗が低下する流量との関係を予め測定し、測定結果をマップとしてメモリ32に記憶する。図12では、複数のマップ(q11、q12、q13)が記憶されている。車両に応じて、各マップq11、q12、q13のうちのいずれかが設定される。
Further, the opening
FIG. 12 is a graph showing an example of a map. The relationship between the exhaust gas temperature and the flow rate at which the air resistance is most reduced when the exhaust gas at this temperature is discharged is measured in advance, and the measurement result is stored in the
開度制御回路31は、排気ガス温度データが取得されると、マップを参照して排気ガス温度に対応する排気ガス流量の基準値を求める。そして、現在の温度と基準値との差分に応じて流量調整弁17の開閉を制御し、放出口12より放出する排気ガス流量が基準値となるように調整する。
When the exhaust gas temperature data is acquired, the opening
次に、図13に示すフローチャートを参照して、第3実施形態に係る流体放出装置の作用について説明する。この処理は、図11に示した開度制御回路31により実行される。
初めに、ステップS31において、開度制御回路31は、ECU(図示省略)より車速データを取得する。更に、ステップS32において、現在の車速が予め設定した下限値を下回っているか否かを判断する。下限値は、例えば、10km/hである。
Next, the operation of the fluid discharge device according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This process is executed by the opening
First, in step S31, the opening
車速が下限値未満である場合には(ステップS32でYES)、ステップS37において、開度制御回路31は、流量調整弁17を閉鎖する。即ち、車速が遅い場合には、車両走行時に空気抵抗の影響はほとんど受けないので、放出口12より高温の排気ガスを放出する必要はなく、流量調整弁17を閉鎖する。
When the vehicle speed is less than the lower limit value (YES in step S32), in step S37, the opening
車速が下限値以上である場合には(ステップS32でNO)、ステップS33において、開度制御回路31は、温度センサ25より、排気ガスの温度を取得する。
When the vehicle speed is equal to or higher than the lower limit value (NO in step S32), in step S33, the opening
ステップS34において、開度制御回路31は、メモリ32に記憶したマップを参照して、現在の排気ガス温度に応じた排気ガス流量を取得する。例えば、図12に示したマップからマップq12を選択し、更に、排気ガス温度をマップq12に当てはめて排気ガス流量を取得する。
In step S34, the opening
ステップS35において、開度制御回路31は、現在の流量調整弁17の開度で規定される排気ガス流量と、マップを参照して取得される現在の排気ガス温度に応じた排気ガス流量を比較し、現在の排気ガス流量が基準値よりも小さい場合には、ステップS36に処理を進め、そうでない場合には、ステップS39に処理を進める。
In step S35, the opening
ステップS39において、開度制御回路31は、流量調整弁17の開度を増加する。即ち、現在の排気ガス流量が基準値よりも小さいということは、放出口12より放出する排気ガス流量が不足していると見なせるので、流量調整弁17の開度を大きくすることにより、放出口12より放出する排気ガス流量を増加させる。
In step S39, the opening
ステップS36において、開度制御回路31は、現在の流量調整弁17の開度で規定される排気ガス流量と、マップを参照して取得される現在の排気ガス温度に応じた排気ガス流量を比較し、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きい場合には、ステップS38に処理を進め、そうでない場合には、本処理を終了する。
In step S36, the opening
ステップS38において、開度制御回路31は、流量調整弁17の開度を小さくする。即ち、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きいということは、放出口12より放出する排気ガス流量が過多であると見なせるので、流量調整弁17の開度を小さくすることにより、放出口12より放出する排気ガス流量を減少させる。
In step S38, the opening
一方、ステップS36において、現在の排気ガス流量が基準値よりも大きくないと判断された場合には(ステップS36でNO)、現在の排気ガス流量が適正な流量であると見なせるので、流量調整弁17の開度を変更しない。こうして、排気ガス温度に応じた排気ガス流量の制御が行われるのである。 On the other hand, if it is determined in step S36 that the current exhaust gas flow rate is not larger than the reference value (NO in step S36), it can be considered that the current exhaust gas flow rate is an appropriate flow rate. The opening degree of 17 is not changed. In this way, the exhaust gas flow rate is controlled according to the exhaust gas temperature.
このように、第3実施形態に係る流体放出装置では、現在の排気ガス温度を測定し、且つ、マップに記憶されている排気ガス温度に応じた排気ガス流量を取得する。そして、現在の放出口12より放出する現在の流体流量とマップに記憶された基準値と、に応じて流量調整弁17の開度を制御する。従って、排気ガス温度に適した流量の排気ガスを放出口12より放出することが可能となり、車両走行時の抵抗を低減することが可能となる。その結果、燃費、電費を向上させることができる。
また、流体流量が過多となることを防止するので、車体が過熱するという問題の発生を回避することが可能となる。
In this way, the fluid discharge device according to the third embodiment measures the current exhaust gas temperature and acquires the exhaust gas flow rate according to the exhaust gas temperature stored in the map. Then, the opening degree of the flow
Further, since it is possible to prevent the fluid flow rate from becoming excessive, it is possible to avoid the problem of overheating of the vehicle body.
[第3実施形態の変形例の説明]
上述した第3実施形態では、流量調整弁17の開度を制御して流体流量を調整する例について説明した。変形例では、周期的に流量調整弁のオン、オフし、更に、1周期中の流量調整弁のオン時間を制御することにより、エンジン13の排気ガス流量(流体流量)調整する。
即ち、変形例では、図13のフローチャートの「S38」の処理を、デューティ比の減少とし、「S39」の処理をデューティ比の増加とする。それ以外の処理手順は図13と同様であるので説明を省略する。
[Explanation of Modifications of Third Embodiment]
In the third embodiment described above, an example of adjusting the fluid flow rate by controlling the opening degree of the flow
That is, in the modified example, the process of "S38" in the flowchart of FIG. 13 is a decrease in the duty ratio, and the process of "S39" is an increase in the duty ratio. Since the other processing procedures are the same as those in FIG. 13, the description thereof will be omitted.
そして、前述した図10A、図10Bに示したように、流量調整弁のオン、オフを切り換える際のデューティ比を制御することにより、排気ガス流量の増減を制御することができる。
従って、上述した第3実施形態と同様に、排気ガス温度に適した排気ガス流量を放出口12より放出することが可能となり、車両走行時の抵抗を低減することが可能となる。従って、車両10の燃費、電費を向上させることができる。また、放出する排気ガスの流量(流体流量)が過多となることを防止することができ、車体が過熱することを防止できる。
Then, as shown in FIGS. 10A and 10B described above, the increase / decrease in the exhaust gas flow rate can be controlled by controlling the duty ratio when switching the flow rate adjusting valve on and off.
Therefore, similarly to the third embodiment described above, it is possible to discharge the exhaust gas flow rate suitable for the exhaust gas temperature from the
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。 Although the contents of the present invention have been described above according to the embodiments, it is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these descriptions and various modifications and improvements can be made.
上述の実施形態では、移動体が車両である場合を挙げて説明したが、車両の他にも、空気中を運動する移動体に対して本発明は適用可能である。移動体の例としては、車両の他に、二輪車、鉄道、航空機、ロケットなどが挙げられる。 In the above-described embodiment, the case where the moving body is a vehicle has been described, but the present invention can be applied to a moving body moving in the air in addition to the vehicle. Examples of moving bodies include motorcycles, railroads, aircraft, rockets, etc., in addition to rolling stock.
上述の実施例では、流体放出位置から放出される流体が、外気に比べて、温度が高い、分子量が小さい、又は水蒸気の分圧が高いという条件のいずれかを満たす場合を述べたが、流体はこれに限らない。流体は、上記の中から任意に選んだ2以上の条件を同時に満たしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the fluid discharged from the fluid discharge position satisfies any of the conditions of higher temperature, lower molecular weight, and higher partial pressure of water vapor as compared with the outside air has been described. Is not limited to this. The fluid may simultaneously satisfy two or more conditions arbitrarily selected from the above.
また、流体放出装置は、流体の放出流量を、車両の移動速度と流体の温度との組合せに基づいて、制御してもよい。 Further, the fluid discharge device may control the discharge flow rate of the fluid based on the combination of the moving speed of the vehicle and the temperature of the fluid.
10 車両
11 天板
11a 前端部
12 放出口
13 エンジン
14 フロントピラー
15 配管
16 ルーバー
17 流量調整弁
18 放出ダクト
20 車体
21 ブロワー
27 ボンベ
23 水貯留タンク
24 超音波振動子
25 温度センサ
26 出力バルブ
31 開度制御回路
32 メモリ
10
Claims (6)
前記流体放出装置は、前記移動体の走行速度を取得し、前記走行速度に応じて前記流体の放出量を変更すること
を特徴とする移動体。 A fluid discharge device for discharging a fluid having a gas density lower than that of the outside air from a fluid discharge position defined on the top plate of the moving body to the outside of the moving body is provided .
The moving body is characterized in that the fluid discharging device acquires the traveling speed of the moving body and changes the discharging amount of the fluid according to the traveling speed .
前記流体放出装置は、前記流体の温度を取得し、前記温度に応じて前記流体の放出量を変更すること
を特徴とする移動体。 A fluid discharge device for discharging a fluid having a gas density lower than that of the outside air from a fluid discharge position defined on the top plate of the moving body to the outside of the moving body is provided .
The fluid discharge device is a moving body characterized in that it acquires the temperature of the fluid and changes the discharge amount of the fluid according to the temperature.
を特徴とする請求項1または2に記載の移動体。 The moving body according to claim 1 or 2, wherein the fluid is a fluid having a temperature higher than the outside air temperature.
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動体。 The moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluid is a fluid having a molecular weight smaller than that of the outside air.
を特徴とする請求項4に記載の移動体。 The moving body according to claim 4, wherein the fluid is a fluid having a higher partial pressure of water vapor than the outside air.
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動体。 The moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluid is a fluid discharged from a driving source of the moving body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017156466A JP6926811B2 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Mobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017156466A JP6926811B2 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Mobile |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019034624A JP2019034624A (en) | 2019-03-07 |
JP6926811B2 true JP6926811B2 (en) | 2021-08-25 |
Family
ID=65636526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017156466A Active JP6926811B2 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Mobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6926811B2 (en) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6010197Y2 (en) * | 1980-09-05 | 1985-04-08 | トヨタ自動車株式会社 | Automobile engine room heat dissipation device |
JPS57166967U (en) * | 1981-04-16 | 1982-10-21 | ||
US4903484A (en) * | 1989-05-08 | 1990-02-27 | Yates Clyde I | Exhaust dissipator and deflector |
JPH0527226U (en) * | 1991-09-19 | 1993-04-09 | 三菱重工業株式会社 | Exhaust gas rising power promotion device for automobiles |
JP2569088Y2 (en) * | 1993-07-20 | 1998-04-22 | デンヨー株式会社 | Power car for events |
JP2000225853A (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Gas exhaust construction of on-vehicle fuel-cell |
JP2003314276A (en) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Exhaust tube and refrigerator vehicle provided therewith |
JP4306615B2 (en) * | 2005-01-07 | 2009-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle equipped with gas fuel tank |
CN202140150U (en) * | 2011-07-06 | 2012-02-08 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Rear engine passenger car and exhaust device thereof |
US8950534B2 (en) * | 2011-12-01 | 2015-02-10 | Paccar Inc | Directed air systems for improving aerodynamics of a vehicle |
-
2017
- 2017-08-14 JP JP2017156466A patent/JP6926811B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019034624A (en) | 2019-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101856825B1 (en) | Fuel cell system, fuel cell vehicle and control method of fuel cell system | |
US10483605B2 (en) | Battery cooling system for vehicle | |
EP3873753B1 (en) | Vehicle heat management system | |
JP6252186B2 (en) | Thermal management system for vehicles | |
CN105667298B (en) | A kind of system and method for cooling down electric vehicle | |
CN103978890B (en) | Optimize the method and component of the power availability of the cooling electrical components of cooling cycle | |
CN105041443B (en) | For controlling the system for entering the speed air flow of vehicle motor room | |
CN108944416B (en) | Cooling system | |
US20090321533A1 (en) | Variable electric auxiliary heater circuit pump | |
JP2015163503A (en) | Air conditioning apparatus for vehicle | |
JP5606763B2 (en) | Evaporator freezing prevention control method for front and rear machine integrated HVAC system | |
JP2018149925A (en) | Thermal management device for vehicle | |
JP2006240501A (en) | Cooling system for hybrid vehicle | |
JP2016083958A (en) | Control device of vehicle | |
CN109017343A (en) | Fuel-cell vehicle and its control method | |
JP6926811B2 (en) | Mobile | |
US20210310721A1 (en) | De-icing control in a vehicle heat pump system | |
JP6455408B2 (en) | Control device for fuel cell system | |
JP2017500683A (en) | Operation method of fuel cell device | |
JP2010069898A (en) | Vehicular cooling system | |
JP6953891B2 (en) | Mobile | |
RU2330767C2 (en) | Transport facility (versions) | |
JP6958622B2 (en) | Mobile | |
CN115871420A (en) | Vehicle energy management system, vehicle comprising such a vehicle energy management system and method of controlling a vehicle energy management system | |
WO2019054456A1 (en) | Thermo-siphon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200608 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210322 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210406 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210706 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210719 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6926811 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |