JP7243644B2 - 車両用大気浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用大気浄化装置に関する。
光化学スモッグの発生原因であるオゾン(O3)は、自動車の排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)や非メタン有機ガス(NMOG;Non-Methane Organic Gases)と揮発性有機化合物(VOC;Volatile Organic Compounds)が光化学反応を起こすことによって生成される。このため、自動車からのNOxやNMOGの排出量を抑えることは、オゾンの生成を抑えて光化学スモッグの発生を防ぐための有効な手段である。一方、光化学スモッグの発生を防ぐ手段としては、大気中のオゾンを直接浄化することも考えられる。反応物であるNOxやNMOGの排出量の低減を目指すだけでなく、生成物であるオゾンの浄化も図ることで、光化学スモッグの発生をより効果的に防ぐことが可能となる。このような観点から、米国カリフォルニア州をはじめとする一部の地域では、大気中のオゾンを直接浄化することのできる車両用大気浄化装置を備えた自動車が実用されている。この車両用大気浄化装置は、特に、DOR(Direct Ozone Reduction)システムと呼ばれている。
このようなDORシステムとして、下記特許文献1には、ラジエータコアのフィンがオゾン分解触媒(オゾン浄化体)でコーティングされた車両用大気浄化装置が開示されている。このDORシステムでは、車両の走行中にエンジンルームに導入された大気がラジエータコアを通過する際、大気中のオゾンがオゾン分解触媒と反応して酸素等の他の物質に変換される。これにより、大気中のオゾンが浄化される。
特許第5672373号公報
ところで、オゾン分解触媒をラジエータコアに塗布する場合、生産コストといった観点からは、一般的で安価なスプレー塗装等による方法が望ましい。しかし、上記特許文献1に記載された技術のようにオゾン分解触媒でフィンをコーティングする場合、ラジエータコアの表面に触媒を噴射しても、触媒をフィンの表面にコーティングすることは難しい。というのも、ラジエータコアの表面は、冷媒チューブと複数のフィンが接合して細かな格子状をなしている。このため、噴射された触媒がラジエータコアの表面に膜をつくり、各フィンの表面に到達しにくくなるためである。このような事情から、オゾン分解触媒でフィンをコーティングする場合、特殊な塗装技術が必要とされ、生産コストが増加する。よって、上記先行技術は、この点において改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、大気中に含まれるオゾンを浄化すると共に、安価に提供することができる車両用大気浄化装置を得ることを目的とする。
請求項1に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、車両前部のエンジンルームの内部に設けられ、車両前方側から車両後方側に向かって前記エンジンルームの内部に導入された大気が通過するラジエータコアと、前記ラジエータコアの車両後方側に配置され、モータアッシーから付与される回転駆動力によって回転することで前記エンジンルームの外部の空気を前記エンジンルームの内部に導入する板状のファン部を有すると共に、当該ファン部にオゾン分解触媒が塗布されたラジエータファンと、を備え、前記ラジエータファンは、前記モータアッシーを介して車体に固定されたシュラウドに接合されており、前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの接合部には、前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する分離阻止手段が設けられている
請求項1に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、車両の走行中やラジエータファンの回転中にエンジンルーム内に大気が導入されると、ラジエータコアを通過した大気がラジエータファンのファン部に接触する。これにより、大気中のオゾンがファン部の表面にコーティングされたオゾン分解触媒に反応して他の物質に分解され、大気を浄化することができる。
ここで、オゾン分解触媒は、ラジエータファンを構成するファン部に塗布されている。また、ファン部は、板状に形成されている。このため、一般的なスプレー塗装によってオゾン分解触媒をファン部に容易に塗布することができ、安価に提供することが可能となる。
ところで、カリフォルニア州の排出ガス規制のうちNMOGに関しては、車両に大気浄化装置(DORシステム)を搭載し、オゾン分解触媒によりオゾンを分解(浄化)しながら走行する車両やこのような車両を販売しているメーカに、NMOGの排出量を削減したとみなす所定の特典(NMOGクレジット)を与えることとしている。ところが、このような大気浄化装置のオゾン浄化性能は一定ではなく、触媒の劣化や触媒層の剥離等により低減する。このため、NMOGクレジットは、15万マイル( 約24万km)走行後のオゾン浄化性能に応じて与えられる。よって、各メーカは、15万マイル走行後のオゾン浄化性能の値を各種試験により車種ごと、モデルごとに求めて、その値か、その値よりも低い申請値でNMOGクレジットの適用申請を当局に行っている。
一方で、ユーザーに一度販売された後の車両は、転々流通する過程で整備等が行われ、大気浄化装置が安価な非正規品に取り換えられることがあり、有効な申請値を得ることができない場合がある。特に、オゾン分解触媒の塗布された部品は、オゾン分解触媒が塗布されていない通常の部品と比較して価格が割高となるため、非正規品への取り換えが行われやすい。これを本発明に係る大気浄化装置について見ると、オゾン分解触媒の塗布されたラジエータファンの非正規品への取り換えを阻止する有効な手段を備えることが望ましい。
ここで請求項1に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、ラジエータファンがモータアッシーを介して車両に固定されたシュラウドに接合されている。また、ラジエータファンとモータアッシーとの接合部には、ラジエータファンがモータアッシーから分離されることを阻止する分離阻止手段が設けられている。このため、使用期間中の整備等により車両用大気浄化装置のラジエータファンが非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止することができ、正規品の搭載を保証することができる。
請求項2に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、請求項1に記載の構成において、前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの前記接合部は、ファンボルトを用いてボルト締結されており、前記分離阻止手段は、前記ファンボルトをブレークヘッドボルトとし、前記ファンボルトの締結後に前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する構成とされている。
請求項2に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、ラジエータファンとモータアッシーとの接合部は、ブレークヘッドボルトとされたファンボルトを用いてボルト締結されている、このため、一旦ファンボルトを締結すると、ファンボルトによる締結を緩めることができないため、取り外しができない構成とされている。これにより、ラジエータファンがモータアッシーから分離されることを阻止することができる。また、上記構成による分離阻止手段によれば、ラジエータファンの組み付けと同時に分離阻止手段を設けることができ製造時の工程を変更しないで適用可能とされる。また、ラジエータファンの接合部の部材点数を増加させる必要がない。これにより、ラジエータファンが非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止すると共に、安価に提供することができる。
請求項3に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、請求項1に記載の構成において、前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの前記接合部は、ファンボルトを用いてボルト締結されており、前記分離阻止手段は、前記ファンボルトが、軸部に塗布された接着剤によって、締結後に、前記ラジエータファン及び前記モータアッシーの少なくとも一方に固着可能とされ、前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する構成とされている。
請求項3に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、ラジエータファンとモータアッシーとの接合部は、軸部に接着剤が塗布されたファンボルトを用いてボルト締結されている、このため、ファンボルトを締結すると、ファンボルトの軸部とラジエータファン及びモータアッシーの少なくとも一方とが固着してファンボルトの取り外しができない構成とされている。これにより、ラジエータファンがモータアッシーから分離されることを阻止することができる。また、上記構成による分離阻止手段によれば、ラジエータファンの組み付けと同時に分離阻止手段を設けることができ製造時の工程を変更しないで適用可能とされる。また、ラジエータファンの接合部の部材点数を増加させる必要がない。これにより、ラジエータファンが非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止すると共に、安価に提供することができる。
請求項4に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、請求項1請求項3の何れか1項に記載の構成において、前記モータアッシーと前記シュラウドとの接合部は、シュラウドボルトを用いてボルト締結されており、前記シュラウドボルトは、前記シュラウドの車両後方側から締結され、当該シュラウドと前記モータアッシーを接合している。
請求項4に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、モータアッシーとシュラウドとの接合部はシュラウドボルトを用いてボルト締結されている。また、シュラウドボルトは、シュラウドの車両後方側から締結され、シュラウドとモータアッシーを接合している。このため、シュラウドボルトを取り外す為には、シュラウドを車体から取り外して作業を行う必要がある。このため、モータアッシーを車体から取り外す作業も大掛かりになり、手間が掛かる。これにより、正規品のラジエータファンが、モータアッシーと一体化された非正規品のラジエータファンと交換されることを抑制することができる。
請求項5に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、車両前部のエンジンルームの内部に設けられ、車両前方側から車両後方側に向かって前記エンジンルームの内部に導入された大気が通過するラジエータコアと、前記ラジエータコアの車両後方側に配置され、モータアッシーから付与される回転駆動力によって回転することで前記エンジンルームの外部の空気を前記エンジンルームの内部に導入する板状のファン部を有すると共に、当該ファン部にオゾン分解触媒が塗布されたラジエータファンと、を備え、前記モータアッシーは、所定のECUからの制御信号に基づいて前記ラジエータファンの回転数を制御するファンコントローラを有しており、前記ラジエータファンの回転数を判定する回転数判定部と、前記ファンコントローラへ照合信号を送信し、送信した照合信号に対する前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かを判定する正規品判定部と、を含む前記所定のECUを備えている
一般的に、ラジエータファンの回転数は、エンジンECU等の所定のECUからの制御信号に基づいて、ファンコントローラで制御されることが多い。ここで、請求項5に係る本発明では、このように従来から存在する所定のECUとファンコントローラ間の通信環境を利用して、ECUからファンコントローラへ所定の照合信号を送信し、ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かを判定することができる。このように、所定の照合信号をソフトで追加することにより、車両に新たなハード構成を追加することなく正規品の判定を行うことができるため、安価に提供することができる。
請求項6に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、請求項5に記載の構成において、前記正規品判定部は、前記ファンコントローラへ複数種類の照合信号を順次送信すると共に、前記照合信号毎に前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かを判定し、前記照合信号毎の判定結果は全て前記ラジエータファンが正規品であるとの判定であった場合に、前記ラジエータファンが正規品であると判定する。
請求項6に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、複数種類の照合信号で前記ラジエータファンが正規品であるか否かを判定することで、悪質な業者による判定逃れを防止することができる。これにより、ラジエータファンが正規品か否かを判定する精度を向上させることができる。
請求項7に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置は、請求項5に記載の構成において、前記正規品判定部は、前記ファンコントローラへ前記照合信号をn(2≦n)回送信すると共に、前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かをn回判定し、m(m≦n)回以上前記ラジエータファンが正規品であると判定した場合に、前記ラジエータファンが正規品であると判定する。
ところで、照合信号による判定においては、車両に搭載された他の電子機器からの電磁ノイズにより、誤判定が生じる虞がある。
ここで、請求項8に記載の本発明に係る車両用大気浄化装置では、照合信号による判定を複数回(n回)行い、所定の閾値(m回)以上の回数でラジエータファンが正規品であると判定された場合に正規品であると判定する。これにより、電磁ノイズによる誤判定の影響を低減させることができ、ラジエータファンが正規品か否かを判定する精度を向上させることができる。
以上説明したように、請求項1に係る大気浄化装置は、大気中に含まれるオゾンを浄化すると共に、より安価に提供することができるという優れた効果を有する。
また、請求項1に係る大気浄化装置は、車両用大気浄化装置のラジエータファンが非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止することができ、正規品の搭載を保障することができるという優れた効果を有する。
請求項2及び請求項3に係る大気浄化装置は、ラジエータファンが非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止すると共に、安価に提供することができるという優れた効果を有する。
請求項4に係る大気浄化装置は、正規品のラジエータファンが、モータアッシーと一体化された非正規品のラジエータファンと交換されることを抑制することができるという優れた効果を有する。
請求項5に係る大気浄化装置は、より安価にラジエータファンが正規品か否かを判定することができるという優れた効果を有する。
請求項6及び請求項7に係る大気浄化装置は、ラジエータファンが正規品か否かを判定する精度を向上させることができるという優れた効果を有する。
本実施形態に係る車両用大気浄化装置が搭載された車両を斜め前方側から模式的に示す斜視図である。 図1に示される電動ファンアッシーを示す斜視図である。 同電動ファンアッシーを示す分解斜視図である。 同電動ファンアッシーを構成するラジエータファンとモータアッシーの接合部を図2の4-4線で切断した状態を断面で示すと共に、本実施形態に係る分離阻止手段を説明するための断面図である。 分離阻止手段の変形例を説明するための図4に対応する接合部の断面図である。 本実施形態に係る車両用大気浄化装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図6に示すエンジンECUの機能構成を示すブロック図である。 同エンジンECUによる判定処理の流れを示すフローチャートである。 同エンジンECUによる判定処理の変形例の流れを示すフローチャートである。
以下、図1~図9に基づいて本実施形態に係る車両用大気浄化装置40が搭載された車両10について説明する。なお、各図に適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印RHは車両右側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。
(全体構成)
図1に示されるように、車両10の前部には、エンジン14が配設されたエンジンルーム12が設けられている。エンジン14の車両前方側には、エンジンを冷却するためのラジエータ16が配置されている。このラジエータ16は、ラジエータコア18と、ポンプ20と、冷媒を通す冷媒管22と、電動ファンアッシー30を備えている。
ラジエータコア18は、コアボデー19Aと、サイドタンク19B、19Cとで構成されている。コアボデー19Aは、車両前後方向視で略矩形枠状に形成され、車両幅方向に複数回往復するように蛇行する冷媒管22を支持する枠体である。冷媒管22には多数のフィン(符号省略)が取り付けられており、車両10の走行中に、グリル26を通ってエンジンルーム12の内部に導入された大気がフィンの間を通り、冷媒管22の内部の冷媒が冷却される。この冷媒管22は、エンジン14内部の流路(ウォータージャケット)と循環しており、ポンプ20によって圧送された冷媒は、冷媒管22を通じてエンジン14の内部を循環して熱交換する。これにより、エンジン14を冷却することができる。
また、サイドタンク19B、19Cは、車両上下方向に長尺に形成されている。このサイドタンク19B、19Cは、コアボデー19Aの車両幅方向の両側に取り付けられおり、冷媒管22の折り返し部分を保護するとともに、内部に冷媒が蓄えられている。また、このサイドタンク19B、19Cは、上端部と下端部が、車両幅方向に延びるラジエータサポートフレーム(不図示)に固定されている。また、ラジエータサポートフレームは、車両幅方向の両端部において、図示しない車体の骨格フレームに支持されている。これにより、ラジエータコア18が車体に固定されている。
図1及び図2に示されるように、電動ファンアッシー30は、ラジエータファン32と、モータアッシー34と、シュラウド36を含んでいる。ラジエータファン32は、回転することでエンジンルーム12の外部の大気をエンジンルーム12の内部に導入する構成とされている。具体的には、ラジエータファン32が回転することにより、エンジンルーム12の内部に車両前方側から車両後方側へと流れる大気の流路を形成する。これにより、車両が停止している状態でも、エンジンルーム12の外部の大気をエンジンルームの内部に導入してラジエータコア18を通過させることができる。
モータアッシー34は、ファンコントローラ34Aと、モータ34Bを含んでおり、ラジエータファン32を回転可能に支持している。ファンコントローラ34Aは、モータ34Bの回転数を制御する制御装置である。このファンコントローラ34Aは、後述するエンジンECU70とモータ34Bと電気的に接続されており、エンジンECU70からの信号に基づいて、モータ34Bを所定の回転数で回転させるように制御している。モータ34Bは、車両前後方向を回転軸方向として配置されている。このモータ34Bは、図示しないバッテリから電力の供給を受けて回転可能とされ、ラジエータファン32に回転駆動力を付与する構成とされている。シュラウド36は、車両前後方向視で略矩形状に形成され、車両前方側に開放された扁平な箱状をなしている。このシュラウド36は、底壁部36Aの中央部でモータアッシー34を支持すると共に、ラジエータファンの周囲を覆う部材とされている。また、シュラウド36は、底壁部36Aの周縁に設けられた取付部(符号省略)を介して車両前方側に配置されたラジエータコア18に固定されている。
ここで、上述したラジエータファン32には、表面にオゾン分解触媒が塗布されたオゾン分解領域Sが設けられている。オゾン分解領域Sでは、表面に大気が接触すると、大気中のオゾンとオゾン分解触媒とが反応して酸素等の他の物質に変換される。これにより、大気中のオゾンが浄化される。このように、ラジエータファン32を備える電動ファンアッシー30は、ラジエータ16の一部を構成すると共に、大気に含まれるオゾンを分解する車両用大気浄化装置40の一部を構成している。
(大気浄化装置)
以下、車両用大気浄化装置40の構成について詳細に説明する。
図2に示されるように、車両用大気浄化装置40は、上述した電動ファンアッシー30と、エンジンECU70とを含んで構成されている。また、電動ファンアッシー30を構成するラジエータファン32には、オゾン分解領域Sが設けられている。以下、ラジエータファン32とモータアッシー34との接合構造、並びに、エンジンECU70について詳細に説明する。
図3に示されるように、ラジエータファン32は、モータアッシー34と接合されるファン接合部32Aと、ファン接合部32Aから延出された複数のファン部32Bと、ラジエータファン32の外縁部を構成する外枠部32Cと、を含んでいる。ファン接合部32Aは、車両前後方向視で中央部に設けられ、車両前後方向を軸方向として延在する円筒形状とされている。また、ファン接合部32Aには、車両前方側の端部に車両前後方向を板厚方向とする底面部32A1が形成されており、モータアッシー34との接合面を構成している。この底面部32A1には、板厚方向に貫通し、後述するファンボルト42が貫通する複数の貫通孔38が設けられている。
ファン部32Bは、板状に形成された羽で構成されており、ファン接合部32Aの側面部に複数設けられている。複数のファン部32Bは、略車両前後方向を板厚方向とする向きで配置され、ファン接合部32Aの側面部から略径方向外側にそれぞれ延出されている。また、外枠部32Cは、車両前後方向視で環状の枠体をなしており、径方向内側の面に複数のファン部32Bの先端部が結合されている。
一方、ファン部32Bには、表面にオゾン分解触媒が塗布されたオゾン分解領域Sが設けられている。オゾン分解触媒は、一例として、二酸化マンガン等の金属酸化物が主成分とされており、活性炭を含んでいてもよい。また、これに限らず、活性炭と共に、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、白金若しくは金といった単体金属、これらの単体金属を中心金属とする金属錯体や有機金属錯体、またはゼオライトを主成分としてもよい。また、これらの単体金属、金属錯体、有機金属錯体やゼオライトは、同時に二種類以上を主成分としてもよい。
本実施形態では、オゾン分解領域Sは、板状のファン部32Bの車両前方側に面した部位(前面)とされている。このオゾン分解領域Sは、オゾン分解触媒を含有する液状の塗料をスプレー塗装の方法でファン部32Bの車両前方側に面した部位に塗布して形成されている。
オゾン分解領域Sをファン部32Bの車両前方側に面した側面とする理由は、主に3点ある。1点目は、オゾン分解性能の効率化にある。ファン部32Bの車両前方側に面した側面は、ラジエータコア18を通過する大気と最も接触しやすい側面とされる。したがって、効率的に大気中のオゾンを分解させることができる。2点目は、オゾン浄化性能を備えるラジエータ16を安価に提供する点にある。ファン部32Bは、ファン接合部32Aを中心に回転する回転体である。従って、ファン部32Bは、静止物と比較して大気と接触する機会が多くなり、より効率的に大気中のオゾンを分解することができる。これにより、オゾン分解領域Sの大きさを抑えつつ、一定のオゾン分解性能を確保することができるため、オゾン分解触媒の塗布量の低減に寄与する。その結果、オゾン浄化性能を備えるラジエータ16を安価に提供することができる。そして、3点目は、製造工程が比較的容易な点である。すなわち、単一のファン部32Bは板体で構成されているため、表面のスプレー塗装を容易に行うことができる。また、電動ファンアッシー30の組み付け後においても、ファン部32Bの車両前方側に面した側面は、電動ファンアッシー30の表面に露出される。このため、電動ファンアッシー30の組み付け後にスプレー塗装を行うことも可能とされ、製造が容易である。
一方、図3に示されるように、ラジエータファン32のファン接合部32Aとモータアッシー34とはファンボルト42を用いてボルト締結により接合されている。より具体的に説明すると、ファン接合部32Aは、モータ34Bが収容されたハウジング44にボルト締結されている。ハウジング44は、モータ34Bの回転軸と同軸的に配置された中空円柱状の本体部44Aと、ハウジング44の車両後方側の端部に設けられ、シュラウド36の台座部36Bに接合される取付部44Bと、を備えている。本体部44Aはモータ34Bと一体回転可能に構成されている。この本体部44Aの車両前方側の側面は車両前後方向を板厚方向とする前面部44A1とされており、前面部44A1には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔46が設けられている。これらの貫通孔46は、ファン接合部32Aに形成された貫通孔38よりも小径とされ、貫通孔38と同軸的に配置されている。また、貫通孔46の内周面には、雌ネジ46A(図4参照)が形成されている。そして、これらの貫通孔38、46に車両前方側からファンボルト42が挿通され、ファンボルト42の軸部42Aに形成された雄ネジとモータアッシー34に形成された貫通孔46の雌ネジ46Aとが螺合することによりモータアッシー34とラジエータファン32を接合する構成となっている。
なお、ハウジング44の取付部44Bには車両前後方向に貫通する複数の貫通孔48(符号省略)が形成され、貫通孔48の内周面に雌ネジ(符号省略)が形成されている。これらの貫通孔48は、シュラウド36の台座部36Bに設けられた同様の貫通孔36Cと同軸的に配置されている。そして、これらの貫通孔36C、48には、車両後方側からシュラウドボルト49が挿通され、シュラウドボルト49の軸部に形成された雄ネジ(符号省略)と貫通孔36C、48の雌ネジとが螺合することにより、モータアッシー34とシュラウド36が接合されている。
ここで、図4に示されるように、上述したラジエータファン32とモータアッシー34との接合部には、ラジエータファン32がモータアッシーから分離されることを阻止する分離阻止手段50が設けられている。
(分離阻止手段)
図4(A)及び図4(B)に示されるように、本実施形態の分離阻止手段50は、ファンボルト42をブレークヘッドボルトで構成することとされている。なお、図4(A)は、ファンボルト42の締結前の状態を示し、図4(B)は、ファンボルト42の締結後の状態を示している。
これらの図示されるように、締結前のファンボルト42は、外周面に雄ネジが形成された軸部42Aと、軸部42Aの一端に設けられた頭部42Bと、頭部42Bの先端に設けられた破断部42Cを備えている。破断部42Cは、ファンボルト42の締結時のトルク入力部とされ、締結用の工具に保持される。破断部42Cに閾値以上のトルクが入力されると、ねじ切れて、頭部42Bから分離するように構成されている(図4(B)参照)。従って、ファンボルト42は、締結後に破断部42Cを失うため、その後はボルトを緩めることができない構成とされている。これにより、ラジエータファン32がモータアッシーから分離されることを阻止することができる。
(分離阻止手段の変形例)
また、本発明に係る「分離阻止手段」として、図5(A)及び図5(B)に示す分離阻止手段60を適用してもよい。なお図5(A)は、ファンボルト62の締結後の状態を示している。また、図5(B)は、ファンボルト62の締結後にファンボルト62の頭部62Bに閾値以上のトルクが入力された状態を示している。
図5(A)に示されるように、変形例に係る分離阻止手段60は、ファンボルト62の軸部62Aに接着剤64を塗布する構成とされている。ファンボルト62は、外周面に雄ネジが形成されると共に、接着剤64が塗布された軸部62Aと、軸部62Aの一端に設けられた頭部62Bと、頭部62Bの上面に設けられたトルク入力部62Cを備えている。トルク入力部62Cは、頭部62Bの上面に形成された凹部とされており、トルク入力部62Cの内側に締結用の工具の先端を挿入し、軸部にトルクを伝達可能とされている。
接着剤64は、例えば熱硬化製の接着剤とされており、ファンボルト62を締結した後、接合部を加熱して接着剤の硬化を完了させる。これにより、ファンボルト62の軸部
Aとモータアッシー34のハウジング44とが固着する構成となっている。
上記構成によれば、一旦ファンボルト62を締結すると、ユーザーがファンボルト62を取り外そうとした場合、軸部62Aとモータアッシー34が固着しているため、ファンボルト62を緩めることができない。また、本実施形態では、トルク入力部62Cに閾値以上のトルクが入力されると、頭部62Bがねじ切れて破断する構成とされており、頭部62Bの破断後は、より一層ファンボルト62を緩めることが困難になる(図5(B)参照)。これにより、ラジエータファン32がモータアッシーから分離されることを阻止することができる。
(ECU)
以下、図6を用いて所定のECUとしてのエンジンECU70について説明する。この図に示されるように、エンジンECU70は、外部バス(通信バス)72を介してOBDコネクタ74と接続可能に構成されている。また、OBDコネクタ74には、ダイアグツールである車両診断機76の接続が可能である。外部バス72では、CAN(Controller Area Network)プロトコルによる通信が行われている。なお、外部バス72の通信方式はCANに限らず、CAN-FD(CAN With Flexible Data Rate)、イーサネット(登録商標)等を適用してもよい。
エンジンECU70は、CPU(Central Processing Unit)701、ROM(Read Only Memory)702、RAM(Random Access Memory)703、ストレージ704、通信I/F(Inter Face)705及び入出力I/F706を含んで構成されている。CPU701、ROM702、RAM703、ストレージ704、通信I/F705及び入出力I/F706は、内部バス707を介して相互に通信可能に接続されている。
CPU701は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU701は、ROM702からプログラムを読み出し、RAM703を作業領域としてプログラムを実行する。
ROM702は、各種プログラム及び各種データを記憶している。RAM703は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。
ストレージ704は、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)により構成されている。
通信I/F205は、車両に搭載された他のECUや、上述したOBDコネクタ74と接続するためのインタフェースである。当該インタフェースは、CANプロトコルによる通信規格が用いられる。通信I/F705は、外部バス72に対して接続されている。
入出力I/F706は、車両10に搭載される機器類と通信するためのインタフェースである。本実施形態では、入出力I/F706に電動ファンアッシー30のファンコントローラ34Aが接続されている。また、入出力I/F706には、エンジン14の内部の温度を検知する温度センサ(不図示)が接続されている。
図7は、エンジンECU70の機能構成の例を示すブロック図である。この図に示されるように、エンジンECU70は、通信部710、回転数判定部720及び正規品判定部730を有している。各機能構成は、CPU701がROM702に記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって実現される。
通信部710は、入出力I/F706を介してエンジンECU70とファンコントローラ34Aとの間で信号の送受信ができる機能を有している。また、通信I/F705を介してエンジンECU70とOBDコネクタ74に接続された車両診断機76との間で信号の送受信ができる機能を有している。
回転数判定部720は、入出力I/F706を介して受信した温度センサの検出値に基づいて、モータ34Bの回転数を判定する機能を有している。
正規品判定部730は、所定の実行プログラムにより後述する判定処理を行い、ラジエータファン32が正規品化否かを判定する機能を有している。
(制御の流れ)
次に、判定処理の流れについて、図8のフローチャートを用いて説明する。
図のステップS100において、CPU701は、車両診断機76から受信された所定の信号に応じて所定の実行プログラムを実行し、ファンコントローラ34Aに照合信号に含まれる第1のデータを送信する。
ステップS101において、CPU701は、第1のデータに対してファンコントローラ34Aから予め定められた所定の応答があるか否かを判定する。換言すると、所定の応答があった場合はラジエータファン32が正規品であると判定し、所定の応答が無かった場合は非正規品であると判定する。ステップS101で応答があったと判定した場合、ステップS102に進む。一方、CPU701が、応答が無かったと判断した場合、ステップS105に進んでラジエータファン32が非正規品であると判定し、処理を終了する。
なお、所定の応答が無かった場合とは、一例として、ファンコントローラ34Aから受信した信号が無かった場合や、予定された信号と異なる信号を受信した場合とすることができる。
図8のステップS102において、CPU701は、第1のデータと同様に照合信号に含まれかつ第1のデータと異なる種類の第2のデータをファンコントローラ34Aに送信する。この第2のデータは、例えば、ランダムデータとされる。具体的には、予め、エンジンECU70及びファンコントローラ34Aに特定のキーを記憶させ、エンジンECU70から特定のランダムデータを受信すると、ファンコントローラ34Aが当該キーを使って受信されたデータを書き換えて返信する。
ステップS103において、CPU701は、第2のデータに対してファンコントローラ34Aから所定の応答があるか否かを判定する。ステップS103で応答があったと判定した場合、ステップS104に進みラジエータファン32が正規品であると判定し処理を終了する。一方、CPU701が、応答が無かったと判断した場合、ステップS105に進んでラジエータファン32が非正規品であると判定し、処理を終了する。
このように、図8に示される判定処理では、CPU701は、ファンコントローラ34Aへ2種類の照合信号(第1のデータ及び第2のデータ)を順次送信すると共に、照合信号毎にファンコントローラ34Aからの応答に基づいてラジエータファン32が正規品か否かを判定している。そして、照合信号毎の判定結果が全てラジエータファン32が正規品であるとの判定であった場合に、ラジエータファン32が正規品であると判定している。このため、
(変形例に係る制御の流れ)
次に、判定処理の変形例の流れについて、図9のフローチャートを用いて説明する。
図9のステップS200において、CPU701は、車両診断機76から受信された所定の信号に応じて所定の実行プログラムを実行し、ファンコントローラ34Aに照合信号に含まれる第1のデータを送信する。
ステップS201において、CPU701は、第1のデータに対してファンコントローラ34Aから予め定められた所定の応答があったか否かを判定した判定結果を記憶する。
ステップS202において、CPU701は、ファンコントローラ34Aに対して第1のデータをn回(≧2)送ったか否かを判定する、ステップS202でn回送ったと判定した場合、ステップS203に進む。一方、CPU701が、n回送っていないと判定した場合、ステップS200に戻って処理を繰り返す。
図9のステップS203において、記憶したn回分の判定結果の中で、m回(2≦m≦n)以上ファンコントローラ34Aから所定の応答があったか否かを判定する。換言すると、m回以上ラジエータファン32が正規品であると判定したか否かを判定する。ステップS203でm回以上応答があったと判定した場合、ステップS204に進む。一方、CPU701が、m回以上応答が無かったと判定した場合、ステップS207に進み、ラジエータファン32が非正規品であると判定し処理を終了する。
図9のステップS204以降の処理は、図8に示されるステップS102以降の処理と同様であるため説明を割愛する。
このように、図9に示される判定処理の変形例では、CPU701は、ファンコントローラ34Aへ照合信号(第1のデータ)をn回送信し、ファンコントローラ34Aからの応答に基づいてラジエータファン32が正規品か否かをn回判定している。そして、n回中、m(m≦n)回以上ラジエータファン32が正規品であると判定した場合に、ラジエータファン32が正規品であると判定している。
(作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
本実施形態に係る車両用大気浄化装置40では、車両10の走行中やラジエータファン32の回転中にエンジンルーム12内に大気が導入されると、ラジエータコア18を通過した大気がラジエータファン32のファン部32Bに接触する。これにより、大気中のオゾンがファン部32Bの表面にコーティングされたオゾン分解触媒に反応して他の物質に分解され、大気を浄化することができる。
ここで、オゾン分解触媒は、ラジエータファンを構成するファン部に塗布されている。また、ファン部32Bは、板状に形成されている。このため、一般的なスプレー塗装によってオゾン分解触媒をファン部32Bに容易に塗布することができ、安価に提供することが可能となる。
また、本実施形態では、ラジエータファン32がモータアッシー34を介して車両10に固定されたシュラウド36に接合されている。また、ラジエータファン32とモータアッシー34との接合部には、ラジエータファン32がモータアッシー34から分離されることを阻止する分離阻止手段50が設けられている。このため、車両10の使用期間中の整備等により車両用大気浄化装置40のラジエータファン32が非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止することができる。
図4に示されるように、分離阻止手段50は、一例として、ラジエータファン32とモータアッシー34との接合部は、ブレークヘッドボルトとされたファンボルト42を用いてボルト締結されている。このため、一旦ファンボルト42を締結すると、ファンボルト42による締結を緩めることができないため、取り外しができない構成とされている。これにより、ラジエータファン32がモータアッシー34から分離されることを阻止することができる。また、上記構成によれば、ラジエータファン32の組み付けと同時に分離阻止手段50を設けることができ製造時の工程を変更しないで適用可能とされる。また、ラジエータファン32の接合部の部材点数を増加させる必要がない。これにより、ラジエータファン32が非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止すると共に、安価に提供することができる。
図6に示されるように、変形例に係る分離阻止手段60では、ラジエータファン32とモータアッシー34との接合部は、軸部62Aに接着剤64が塗布されたファンボルト62を用いてボルト締結されている。このため、ファンボルト62を締結すると、軸部62Aとモータアッシー34とが固着してファンボルト62の取り外しができない構成とされている。これにより、ラジエータファン32がモータアッシー34から分離されることを阻止することができる。また、上記構成によれば、ラジエータファン32の組み付けと同時に分離阻止手段60を設けることができ製造時の工程を変更しないで適用可能とされる。また、ラジエータファン32の接合部の部材点数を増加させる必要がない。これにより、ラジエータファン32が非正規品のラジエータファンに取り換えられるといった事態を阻止すると共に、安価に提供することができる。
また、本実施形態では、モータアッシー34とシュラウド36との接合部はシュラウドボルト49を用いてボルト締結されている。また、シュラウドボルト49は、シュラウド36の車両後方側から締結され、シュラウド36とモータアッシー34を接合している。このため、シュラウドボルト49を取り外す為には、シュラウド36を車体から取り外して作業を行う必要がある。このため、モータアッシー34をシュラウド36から分離させようとすると、作業が大掛かりになり手間が掛かる。これにより、正規品のラジエータファン32が、モータアッシーと一体化された非正規品のラジエータファンと交換されることを抑制することができる。
また、車両用大気浄化装置40では、ファンコントローラ34Aによってラジエータファン32の回転数が制御されており、ファンコントローラ34Aは、エンジンECU70からの制御信号に基づいて当該制御を行っている。
ここで、本実施形態では、このように従来から存在するエンジンECU70とファンコントローラ34A間の通信環境を利用して、エンジンECU70からファンコントローラ34Aへ所定の照合信号を送信する。そして、この照合信号に対するファンコントローラ34Aからの応答に基づいて、ラジエータファン32が正規品か否かを判定することができる。このように、所定の照合信号をソフトで追加することにより、車両10に新たなハード構成を追加することなく正規品の判定を行うことができる。その結果、安価にラジエータファン32が正規品か否かを判定することができる。
具体的には、図8に示されるように、エンジンECU70を構成するCPU701は、ファンコントローラ34Aへ複数種類の照合信号を順次送信し、複数種類の照合信号に基づいてラジエータファン32が正規品であるか否かを判定する。この図8に示される判定処理では、第1データと第2データの2種類の照合信号に基づいて、ラジエータファン32が正規品であるか否かを判定している。これにより、悪質な業者による判定逃れを防止することができ、ラジエータファン32が正規品か否かを判定する精度を向上させることができる。
一方、エンジンECU70とファンコントローラ34A間における照合信号の送受信による判定においては、車両10に搭載された他の電子機器からの電磁ノイズにより、誤判定が生じる虞がある。このような誤判定を無くしてラジエータファン32が正規品か否かを判定する精度を向上させる観点から、本実施形態では、図9に示される変形例も適用可能とされる。
図9に示される変形例では、エンジンECU70を構成するCPU701は、照合信号(第1のデータ)による判定を複数回(n回)行い、所定の閾値(m回)以上の回数でラジエータファン32が正規品であると判定された場合に正規品であると判定する。これにより、電磁ノイズによる誤判定の影響を低減させることができ、ラジエータファン32が正規品か否かを判定する精度を向上させることができる。
[補足説明]
上記実施形態では、ラジエータファン32のファン部32Bの車両前方側に面した部位にオゾン分解触媒を塗布する構成としたが、本発明はこれに限らない。板状のファン部32Bの後面のみ又は両面にオゾン分解触媒を塗布する構成としてもよい。若しくは、ラジエータファン32の全体にオゾン分解触媒を塗布する構成としてもよい。
図5に示される変形例としての分離阻止手段60では、接着剤64によってファンボルト62とモータアッシー34とが固着する構成としたが、本発明はこれに限らず、ファンボルト62とラジエータファン32が固着する構成としてもよい。若しくは、ファンボルト62と、モータアッシー34及びラジエータファン32の両方が固着する構成としてもよい。
上記実施形態では、分離阻止手段50、60をラジエータファン32とモータアッシー34との接合部のみに設ける構成としたが、モータアッシー34とシュラウド36との接合部に設ける構成としてもよい。
また、分離阻止手段は、上記実施形態の分離阻止手段50、60に限らない。例えば、ラジエータファンとモータアッシーとの接合部をカシメ構造で接合する分離阻止手段でもよい。又は、ラジエータファンとモータアッシーとの接合部を溶接により接合する分離阻止手段でもよい。これらの態様においても、ラジエータファンとモータアッシーの組み付け後に、ユーザーによって、ラジエータファンとモータアッシーが分離されることを抑制することができる。
なお、上記実施形態では、エンジンECU70によって判定処理が行われる構成としたが、これに限らず、車両に搭載された他のECUを用いて判定処理が行われる構成としてもよい。また、上記実施形態では、車両診断機76から受信された所定の信号に応じて判定処理を開始する構成としたが、本発明はこれに限らず、他の機器、例えば車両に搭載された操作部で生成された信号に応じて開始される構成としてもよい。
なお、上記実施形態でCPU701がソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行した各処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、各処理を、これらの各種のプロセッサのうちの1つで実行してもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、及びCPUとFPGAとの組み合わせ等)で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
また、上記実施形態において、プログラムはコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体に予め記憶(インストール)されている態様で説明した。例えば、車両10のエンジンECU70において実行プログラムは、ROM702に予め記憶されている。また、処理サーバ14において処理プログラム300は、ストレージ144に予め記憶されている。しかしこれに限らず、各プログラムは、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の非一時的記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、各プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
上記実施形態で説明した処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
10 車両
12 エンジンルーム
18 ラジエータコア
32 ラジエータファン
32B ファン部
34 モータアッシー
34A ファンコントローラ
36 シュラウド
40 車両用大気浄化装置
42 ファンボルト
49 シュラウドボルト
50 分離阻止手段
60 分離阻止手段
62 ファンボルト
62A 軸部
64 接着剤
70 エンジンECU

Claims (7)

  1. 車両前部のエンジンルームの内部に設けられ、車両前方側から車両後方側に向かって前記エンジンルームの内部に導入された大気が通過するラジエータコアと、
    前記ラジエータコアの車両後方側に配置され、モータアッシーから付与される回転駆動力によって回転することで前記エンジンルームの外部の空気を前記エンジンルームの内部に導入する板状のファン部を有すると共に、当該ファン部にオゾン分解触媒が塗布されたラジエータファンと、を備え、
    前記ラジエータファンは、前記モータアッシーを介して車体に固定されたシュラウドに接合されており、
    前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの接合部には、前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する分離阻止手段が設けられている、
    車両用大気浄化装置。
  2. 前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの前記接合部は、ファンボルトを用いてボルト締結されており、
    前記分離阻止手段は、前記ファンボルトをブレークヘッドボルトとし、前記ファンボルトの締結後に前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する構成とされている、
    請求項1に記載の車両用大気浄化装置。
  3. 前記ラジエータファンと前記モータアッシーとの前記接合部は、ファンボルトを用いてボルト締結されており、
    前記分離阻止手段は、前記ファンボルトが、軸部に塗布された接着剤によって、締結後に、前記ラジエータファン及び前記モータアッシーの少なくとも一方に固着可能とされ、前記ラジエータファンが前記モータアッシーから分離されることを阻止する構成とされている、
    請求項1に記載の車両用大気浄化装置。
  4. 前記モータアッシーと前記シュラウドとの接合部は、シュラウドボルトを用いてボルト締結されており、
    前記シュラウドボルトは、前記シュラウドの車両後方側から締結され、当該シュラウドと前記モータアッシーを接合している、
    請求項1~請求項3の少なくとも1項に記載の車両用大気浄化装置。
  5. 車両前部のエンジンルームの内部に設けられ、車両前方側から車両後方側に向かって前記エンジンルームの内部に導入された大気が通過するラジエータコアと、
    前記ラジエータコアの車両後方側に配置され、モータアッシーから付与される回転駆動力によって回転することで前記エンジンルームの外部の空気を前記エンジンルームの内部に導入する板状のファン部を有すると共に、当該ファン部にオゾン分解触媒が塗布されたラジエータファンと、を備え、
    前記モータアッシーは、所定のECUからの制御信号に基づいて前記ラジエータファンの回転数を制御するファンコントローラを有しており、
    前記ラジエータファンの回転数を判定する回転数判定部と、前記ファンコントローラへ照合信号を送信し、送信した照合信号に対する前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かを判定する正規品判定部と、を含む前記所定のECUを備えている、
    車両用大気浄化装置。
  6. 前記正規品判定部は、前記ファンコントローラへ複数種類の照合信号を順次送信すると共に、前記照合信号毎に前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かを判定し、前記照合信号毎の判定結果が全て前記ラジエータファンが正規品であるとの判定であった場合に、前記ラジエータファンが正規品であると判定する、
    請求項5に記載の車両用大気浄化装置。
  7. 前記正規品判定部は、前記ファンコントローラへ前記照合信号をn(2≦n)回送信すると共に、前記ファンコントローラからの応答に基づいて前記ラジエータファンが正規品か否かをn回判定し、m(m≦n)回以上前記ラジエータファンが正規品であると判定した場合に、前記ラジエータファンが正規品であると判定する、
    請求項5に記載の車両用大気浄化装置。
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