(57)【要約】【課題】アクティブシャッタが凍結した場合であっても、エンジンルーム内の温度上昇を抑制させ、熱源の周辺に配置されている部品を熱害から有効に保護することができるようにする。【解決手段】Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１は、外気温Ｔoutが凍結判定温度ＴSL以下(S2)で、且つ高負荷(S5)の場合、開信号を出力して、アクティブシャッタ１１を開動作させ、エンジンルーム３内に車速風を取り入れて熱害を防止する。一方、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１から開信号が出力されているにも拘わらず、アクティブシャッタ１１が開動作しない場合は、凍結固着と判定し(S7)、ディスプレに警告表示して、運転者に注意を促す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気温を検出する外気温検出手段と、
エンジンルーム内に設けられている熱源の負荷状態に基づいて高負荷か高負荷未満かを判定する負荷判定手段と、
前記エンジンルームの前部に開口されている外気導入口を開閉するシャッタと、
前記シャッタを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記駆動手段の動作状態を検出する動作検出手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記外気温検出手段で検出した外気温が凍結判定温度以下で、且つ前記負荷判定手段で高負荷と判定した場合、前記駆動手段に開信号を出力する開動作指示手段と、
前記開動作手段からの開信号が前記駆動手段に出力された際に前記動作検出手段が該駆動手段の動作を検出しなかった場合、凍結と推定する凍結判定手段と、
前記凍結判定手段で凍結と判定した場合、表示部に警告表示させる警告表示指示手段と
を備えていることを特徴とする車両用アクティブシャッタの凍結検知装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記凍結判定手段が凍結と判定した場合、ラジエータファンをオン動作させるラジファン動作指令手段
を有することを特徴とする請求項１記載の車両用アクティブシャッタの凍結検知装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記負荷検出手段が高負荷未満と判定するまで、前記警告表示指示手段による警告表示を継続させる
ことを特徴とする請求項１或いは２に記載の車両用アクティブシャッタの凍結検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブシャッタの凍結を検出する車両用アクティブシャッタの凍結検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の車両では、車両前部に設けられているフロントバンパやフロントグリル等に形成されている開口部から、走行によって発生する車速風（冷却風）を導入し、導入した車速風をエンジンルームの前部に配設されているラジエータや空調用コンデンサ等の熱交換器に導いて、これらを冷却する。
【０００３】
ところで、走行時に発生する車速風を、熱交換器を経てエンジンルームへ導くと、それがエンジンルーム内に乱流を発生させて空気抵抗となり、燃費悪化を招くことになる。そのため、熱交換器を通過させる車速風は必要最小限であることが望ましい。
【０００４】
熱交換器を通過させる車速風を制御する技術として、例えば特許文献１（特開２００７−１５０３号公報）には、フロントグリルと熱交換器との間に、アクティブシャッタを介装し、シャッタ制御装置において、このアクティブシャッタを車速及び冷却水温等に応じて開閉動作させて、車速風の通風量を制御する技術が開示されている。
【０００５】
このシャッタ制御装置を用いると、冬場等の冷態時においてエンジンが冷えているときは、アクティブシャッタを全閉にして、熱交換器を通過する車速風を制限し、エンジンルーム内の雰囲気温低下を抑制し、エンジン、オイルパン、及び、オルタネータやコンプレッサ等の補記類からの熱損失を防止することができる。更に、アクティブシャッタを全閉にすることで、エンジンルームに導入される車速風が制限され、エンジンルーム内での乱流の発生が抑制されて空気抵抗が低減され、燃費を向上させることができる。
【０００６】
一方、夏場等、車速風温度が高く、エンジン温度が比較的高いときは、アクティブシャッタを全開にし、エンジンルーム内に車速風を積極的に取り入れて、熱交換器を冷却すると共に、エンジン、オイルパン、及び、オルタネータやコンプレッサ等の補記類を通常通りに冷却して、熱害を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、外気温が凍結を開始する温度（凍結温度）よりも低い温度（以下、「低外気温度」と称する）の場合、上述したシャッタ制御装置では、アクティブシャッタを全閉動作させて、エンジンルーム内の過剰冷却を防止すると共に房内温度を速やかに上昇させるようにしている。
【０００９】
しかし、低回転高負荷運転や登坂路を連続走行する場合など、高負荷運転状態が継続されている場合、低外気温度での走行であっても、エンジン温度や変速機温度が上昇し易なる。従って、シャッタ制御装置は、エンジンルーム内の温度上昇による熱害を防止するため、エンジンルーム内の温度が所定しきい値を越えた場合には、低外気温度での走行であってもアクティブシャッタを開動作させるようにしている。
【００１０】
ところが、低外気温度での走行ではアクティブシャッタが凍結し易く、シャッタ制御装置からアクティブシャッタに設けられているアクチュエータに対して開動作させるための駆動信号を出力しても、アクティブシャッタが開動作しない場合がある。アクティブシャッタが凍結していることに気づかずに、運転者が高負荷運転を継続させるとエンジンルーム内は常に高い温度が維持されることとなり、エンジンやトランスミッション等の熱源の周辺に配設されているゴム製や樹脂製の部品が熱害を受けて経年劣化が促進され、耐用年数が短縮されてしまう可能性がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、アクティブシャッタが凍結した場合であっても、エンジンルーム内の温度上昇を抑制させ、熱源の周辺に配置されている部品を熱害から有効に保護することのできる車両用アクティブシャッタの凍結検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による車両用アクティブシャッタの凍結検知装置は、外気温を検出する外気温検出手段と、エンジンルーム内に設けられている熱源の負荷状態に基づいて高負荷か高負荷未満かを判定する負荷判定手段と、前記エンジンルームの前部に開口されている外気導入口を開閉するシャッタと、前記シャッタを駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記駆動手段の動作状態を検出する動作検出手段とを備え、前記制御手段は、前記外気温検出手段で検出した外気温が凍結判定温度以下で、且つ前記負荷判定手段で高負荷と判定した場合、前記駆動手段に開信号を出力する開動作指示手段と、前記開動作手段からの開信号が前記駆動手段に出力された際に前記動作検出手段が該駆動手段の動作を検出しなかった場合、凍結と推定する凍結判定手段と、前記凍結判定手段で凍結と判定した場合、表示部に警告表示させる警告表示指示手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アクティブシャッタが凍結と推定した場合、表示部に警告表示させて、運転者に注意を促すようにしたので、その後、運転者が高負荷未満による運転を行うことで、エンジンルーム内の温度上昇が抑制されて、熱源の周辺に配置されている部品を熱害から有効に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両の車体前部の断面側面図
【図２】車両制御系の全体構成図
【図３】低外気・高負荷判定ルーチンを示すフローチャート
【図４】アクティブシャッタの氷結固着を報知する表示例であり、（ａ）は凍結を検出した際の表示例を示す説明図、（ｂ）は運転者に注意を促す表示例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、自動車等の車両の車体前部１に設けられているエンジンルーム３は、その上部が開閉自在なフロントフード４で閉塞されている。又、エンジンルーム３内にはエンジン５が搭載されており、このエンジン５に、図示しない変速機（本実施形態では自動変速機）が連設されている。尚、図示しないがエンジンルーム３の後方には、トーボードを介してキャビンが設けられている。
【００１６】
又、エンジンルーム３の前部にラジエータユニット６に設けられているラジエータ６ａが配設されている。更に、このラジエータ６ａの前部に空調装置のコンデンサ７が配置され、後部にラジエータファン６ｂが設けられている。又、車体前部１の前端、すなわち、ラジエータユニット６の前方にフロントバンパ８が配設されている。尚、ラジエータファン６ｂは、後述する空調制御ユニット（Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ）からの制御信号に従って動作される。
【００１７】
フロントバンパ８は、上部に上部外気導入口を有するフロントグリル８ａが設けられ、下部に下部外気導入口８ｂが開口されている。又、下部外気導入口８ｂに周知のアクティブシャッタ１１が所定に配設されている。このアクティブシャッタ１１は、下部外気導入口８ｂの内周とほぼ同一の形状に形成された矩形枠状のダクトフレーム１１ａを有し、このダクトフレーム１１ａの後部がラジエータ６ａ、及びコンデンサ７の下部を囲うように配設されている。更に、このダクトフレーム１１ａに外気の通風量を制御するルーバ１２の車幅方向両端の軸部（図示せず）が回動自在に支持されており、この軸部がリンク機構を介して駆動手段としての駆動モータ１７（図２参照）に連設されている。尚、この駆動モータ１７は、後述するシャッタ制御ユニット（シャッタ＿ＥＣＵ）２５からの信号に基づいて、０〜９０°の間を往復回動する可逆モータであり、この駆動モータ１７の回動によりルーバ１２が全閉／全開動作される。
【００１８】
又、エンジン５を制御する制御手段としてのエンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）２１、図示しない自動変速機を制御する変速機制御ユニット（ＴＣＵ）２２、空調装置を制御する空調制御ユニット（Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ）２３、キャビン前部のインストルメントパネル等に配設されているコンビメータ全体、及び表示部としてのマルチファンクションディスプレ（ＭＦＤ）２７を制御するメータ制御ユニット（メータ＿ＥＣＵ）２４、及びシャッタ制御ユニット（シャッタ＿ＥＣＵ）２５が、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ２６を通じて相互通信自在に接続されている。尚、これら各ＥＣＵ２１〜２５は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ及びＣＰＵを有するマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭには制御プログラムや各種マップ等の固定データが記憶されている。
【００１９】
又、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１は、エンジン５全体の制御に加え、アクティブシャッタ１１の開閉制御を行う機能も有している。すなわち、このＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２１では、各種センサ類１３で検出したパラメータ（例えば、負荷検出手段としての水温センサで検出した冷却水温）、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１で求める基本燃料噴射量、ＴＣＵ２２に接続されている負荷検出手段としての油温センサ１４で検出した自動変速機の油温、及び、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ２３に接続されている冷媒圧センサ１５で検出した冷媒圧、メータ＿ＥＣＵ２４に接続されている外気温検出手段としての外気温センサ１６で検出した外気温等のパラメータに基づき、アクティブシャッタ１１に設けられているルーバ１２を開閉動作させる。そして、エンジンルーム３内が比較的冷えているときは、ルーバ１２を全閉にして、熱交換器（ラジエータ６ａ、コンデンサ７）を通過する車速風を制限し、熱交換器の過冷却を防止する。更に、ルーバ１２を全閉にすることでエンジンルームに導入される車速風が抑制され、エンジンルーム内の乱流の発生が抑制されるため、空気抵抗（ＣＤ値）が低減されて燃費が向上する。一方、夏場等、車速風温度が高く、熱源（エンジン５、自動変速機等）の温度が比較的高いときは、ルーバ１２を開くことで、エンジンルーム３内に車速風を積極的に取り入れ、熱交換器（ラジエータ６ａ、コンデンサ７）の冷却効率を高めると共に、熱源（エンジン５、自動変速機、オルタネータやコンプレッサ等の補記類等）を通常通りに冷却して熱害を防止する。更に、これら熱源を冷却することで、その周辺に配設されているゴム製や樹脂製等の熱に対する耐力の低い部品を熱害から保護する。
【００２０】
シャッタ＿ＥＣＵ２５は、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１からの開閉指令信号に従い駆動モータ１７に対して、正転／逆転の駆動信号を出力する。図２に示すように、駆動モータ１７のモータ軸には、ホール素子等の動作検出手段としての動作検出センサ１８が対設されており、又、モータ軸には磁石などからなる全開位置指標１７ａと全閉位置指標１７ｂとが固設されている。駆動モータ１７は、図１に実線で示すほぼ垂直な全閉位置から、同図に一点鎖線で示す水平な全開位置との間を往復回動する。シャッタ＿ＥＣＵ２５には、駆動モータ１７の全閉位置と全開位置とを往復する回動角が予め記憶されており、シャッタ＿ＥＣＵ２５からの開信号、或いは閉信号により、駆動モータ１７がルーバ１２を閉動作、或いは開動作させる。尚、以下においては、便宜的に駆動モータ１７の閉動作を正転、開動作を逆転と称する。
【００２１】
全開位置指標１７ａと全閉位置指標１７ｂとは、駆動モータ１７が全閉位置、或いは全開位置に到達する直近の角度、例えば、全閉位置の角度を０°、全開位置の角度を９０°とした場合、全開位置指標１７ａを１〜３°、全閉位置指標１７ｂを８７〜８９°の位置に配設する。従って、シャッタ＿ＥＣＵ２５は、駆動モータ１７に対して正転／逆転の駆動信号を出力した後、動作検出センサ１８から各位置指標１７ａ，１７ｂの通過を磁界の変化等により検出したパルスが入力された場合、ルーバ１２は正常に全閉、或いは全開動作されたと判定する。
【００２２】
又、例えば、常温下での走行において、シャッタ＿ＥＣＵ２５が、駆動モータ１７に対して正転／逆転の駆動信号を出力したにも拘わらず、動作検出センサ１８から２つのパルスの双方、或いは何れか一方が入力されない場合、ルーバ１２は正常に動作していないと判定し、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１へエラー信号を出力する。Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１はシャッタ＿ＥＣＵ２５からのエラー信号を受けて、予め設定されているフェールセーフを実行する。
【００２３】
ところで、通常、低外気温度下での走行では、エンジンルーム３内の過剰冷却を防止するため、アクティブシャッタ１１のルーバ１２を閉動作させるが、低外気温度下での走行であっても、高負荷運転時においてはエンジンルーム３内が高温化し易いため、ルーバ１２を開動作させる必要がある。
【００２４】
ルーバ１２を開動作させるに際し、アクティブシャッタ１１を構成するルーバ１２や各支持部等が凍結固着して動作不能となっている場合、この状態は外気温が上昇して、融解すれば機能が回復する一時的なものであるため、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１は、エンジンルーム３内の高温化を防止すると共に、運転者に対してアクティブシャッタ１１が凍結固着していることを報知して注意を促すようにしている。
【００２５】
Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１で実行される締結固着の判定は、具体的には、図３に示す低外気・高負荷判定ルーチンに従って処理される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、外気温センサ１６で読込んだ外気温Ｔoutを読込み、続く、ステップＳ２で、外気温Ｔoutと、予め設定されている凍結判定温度ＴSL（例えば、−５〜−３[℃]程度）とを比較する。そして、Ｔout＞ＴSLの場合、氷結の可能性なしと判定し、ステップＳ１１へジャンプする。一方、Ｔout≦ＴSLの場合、氷結の可能性ありと判定し、ステップＳ３へ進む。
【００２６】
ステップＳ３では、外気温Ｔoutが低温であるため、シャッタ＿ＥＣＵ２５に対してシャッタ閉信号を出力する。すると、シャッタ＿ＥＣＵ２５は、アクティブシャッタ１１の駆動モータ１７を正転させて、ルーバ１２を全閉動作させる。
【００２７】
そして、ステップＳ４へ進み、負荷検出パラメータを読込む。この負荷検出パラメータとしては、エンジン５や変速機等の熱源が、高負荷運転により高温化しているか否かを判定するために読込むもので、例えば、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１に入力される各種センサ類で検出したパラメータ（水温センサで検出した冷却水温等）、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１で求める燃料消費率、油温センサ１４で検出した自動変速機の油温等である。
【００２８】
次いで、ステップＳ５へ進み、読込んだ各負荷検出パラメータと、予め個々に設定した高負荷判定値とを比較する。そして、各負荷検出パラメータの内の少なくとも１つが、高負荷判定値を所定時間以上継続して越えている場合、高負荷と判定し、ステップＳ６へ進む。一方、高負荷未満（高負荷ではない）と判定した場合、ステップＳ１１へジャンプする。尚、このステップＳ５での処理が、本発明の負荷判定手段に対応している。
【００２９】
ステップＳ６へ進むと、シャッタ＿ＥＣＵ２５に対してシャッタ開信号を出力する。すると、シャッタ＿ＥＣＵ２５は、アクティブシャッタ１１の駆動モータ１７を逆転させて、ルーバ１２を全開動作させる。尚、このステップＳ６での処理が、本発明の開動作指示手段に対応している。
【００３０】
そして、ステップＳ７へ進み、アクティブシャッタ１１に設けられている駆動モータ１７の動作によりルーバ１２が全開したか否かを、シャッタ＿ＥＣＵ２５からのエラー信号が出力されているか否かを調べることで判定する。シャッタ＿ＥＣＵ２５は、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１からの開信号を受けて駆動モータ１７に駆動信号を出力した後、ホール素子等からなる動作検出センサ１８から、２つの位置指標１７ａの通過を検出した際に出力されるパルスを読込む。駆動モータ１７が逆転動作してルーバ１２を全開させる場合、動作検出センサ１８からは、先ず、全閉位置指標１７ｂの通過を検出するパルスが出力され、次いで、全開位置指標１７ａの通過を検出するパルスが出力される。
【００３１】
従って、シャッタ＿ＥＣＵ２５は、この２つのパルスを受信した場合、ルーバ１２は全開したと判定し、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１に対して、正常信号を出力する。一方、全閉位置指標１７ｂの通過を検出するバルス信号が受信されなかった場合、或いは、全閉位置指標１７ｂの通過を検出するパルスは受信されたが、全開位置指標１７ａの通過を検出するバルスが受信されなかった場合、ルーバ１２の凍結固着と推定し、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１に対して、エラー信号を出力する。
【００３２】
上述したステップＳ７では、シャッタ＿ＥＣＵ２５からエラー信号を受信した場合、アクティブシャッタ１１は凍結固着していると推定し、ステップＳ８へ分岐する。一方、正常信号を受信した場合、アクティブシャッタ１１のルーバ１２は正常に開動作したと判定し、ステップＳ１１へ進む。尚、このステップＳ７での処理が、本発明の凍結判定手段に対応している。
【００３３】
ステップＳ８へ進むと、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ２３に対しラジファンＯＮ信号を出力する。すると、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ２３はラジエータファン６ｂをＯＮ動作させ、車速風をエンジンルーム３内に積極的に取り入れて冷却する。尚、このステップＳ８での処理が、本発明のラジファン動作指令手段に対応している。
【００３４】
その後、ステップＳ９へ進み、メータ＿ＥＣＵ２４に対して、警告表示信号を出力する。すると、メータ＿ＥＣＵ２４はＭＦＤ２７に対して警告表示させる情報を出力し、ステップＳ１０へ進む。ＭＦＤ２７に表示させる警告の内容を、図４に例示する。この表示例では、先ず、同図（ａ）に示すように、アクティブシャッタ１１が凍結していることを報知する画面を、所定時間、表示し、次いで、同図（ｂ）に示すように、オーバヒートの可能性があることを報知する画面を、所定時間点滅表示させる。尚、このステップＳ９での処理が、本発明の警告表示指示手段に対応している。
【００３５】
そして、ステップＳ１０へ進むと、氷結推定フラグＦをセットして（Ｆ←１）、ステップＳ５へ戻り、再び高負荷判定を行う。従って、ステップＳ８，Ｓ９の処理は、高負荷状態から高負荷未満に移行するまで継続される。
【００３６】
一方、ステップＳ２，Ｓ５、或いはステップＳ７からステップＳ１１へ進むと、凍結推定フラグＦの値を調べ、Ｆ＝１の場合、ステップＳ１２へ進み、又、Ｆ＝０の場合、そのままルーチンを抜ける。
【００３７】
ステップＳ１２では、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ２３に対し、ラジファンＯＦＦ信号を出力し、ラジエータファン６ｂを停止させる。そして、ステップＳ１３へ進み、ＭＦＤ２７に対する警告表示を解除し、続く、ステップＳ１４で、凍結推定フラグＦをクリアして（Ｆ←０）、ルーチンを抜ける。
【００３８】
運転者は、ＭＦＤ２７に表示された警告を認識することで、変速機をダウンシフトさせ、或いは変速モードを高い変速比で走行するスポーツモードに切換える等して、エンジン負荷を低減させ、エンジンルーム内の温度上昇を抑制する。その結果、エンジン５や変速機等の熱源の周辺に配置されている部品を熱害から有効に保護することができる。
【００３９】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば、凍結固着を報知する警告は、ＭＦＤ２７による表示に加えて音声にて行うようにしても良い。又、駆動手段は、駆動モータ１７に限らずソレノイドであっても良い。更に、シャッタ＿ＥＣＵ２５は、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２１から開閉信号に基づいてアクティブシャッタ１１を動作させているが、シャッタ＿ＥＣＵ２５自体でアクティブシャッタ１１の動作を制御するようにしても良い。従って、この場合、シャッタ＿ＥＣＵ２５が制御手段となる。
【符号の説明】
【００４０】
３…エンジンルーム、
５…エンジン、
６ａ…ラジエータ、
６ｂ…冷却ファン、
７…コンデンサ、
８ａ…フロントグリル、
８ｂ…下部外気導入口、
１１…アクティブシャッタ、
１２…ルーバ、
１３…各種センサ類、
１５…冷媒圧センサ、
１６…外気温センサ、
１７…駆動モータ、
１７ａ…全開位置指標、
１７ｂ…全閉位置指標、
１８…動作検出センサ、
２１…エンジン制御ユニット、
２２…変速機制御ユニット、
２３…空調制御ユニット、
２４…メータ制御ユニット、
２５…シャッタ制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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