(57)【要約】【課題】異物の堆積時やアクチュエータ故障時等の異常状態であっても全閉状態への固着を防止した可変ダクト装置を提供する。【解決手段】車体前端部に設けられ走行風が導入される開口部Ｏを、実質的に車幅方向に沿った回転軸１２１，１３１回りに回動するとともに上下方向に複数配列された可動ルーバ１２０，１３０によって開閉する可変ダクト装置１００を、可動ルーバは、上下方向にほぼ沿って配置され開口部を実質的に閉塞する閉状態と、閉状態における上端部１２２，１３２が回転軸に対して前方側となるように回転軸回りに回動した開状態との間で回動し、少なくとも最上段の可動ルーバの回転軸を、中心部に対して閉状態における上端部側にオフセットして配置した構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前端部に設けられ走行風が導入される開口部を、実質的に車幅方向に沿った回転軸回りに回動するとともに上下方向に複数配列された可動ルーバによって開閉する可変ダクト装置において、
前記可動ルーバは、上下方向にほぼ沿って配置され前記開口部を実質的に閉塞する閉状態と、前記閉状態における上端部が前記回転軸に対して前方側となるように前記回転軸回りに回動した開状態との間で回動し、
少なくとも最上段の前記可動ルーバの前記回転軸を、中心部に対して前記閉状態における上端部側にオフセットして配置したこと
を特徴とする可変ダクト装置。
【請求項２】
最下段の前記可動ルーバを閉状態としたときの下端部よりも前方側における前記開口の下縁部を、車両前方側が低くなる斜面として形成したこと
を特徴とする請求項１に記載の可変ダクト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前端部のバンパフェイス開口部に設けられる可変ダクト装置に関し、特に異物の堆積時やアクチュエータ故障時等の異常状態であっても全閉状態への固着を防止したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、車両前端部のバンパフェイスに設けられた開口から冷却用の走行風を導入し、ラジエータ、エアコンディショナのコンデンサ、インタークーラ等を冷却している。
また、近年では、このような開口に開閉可能な可変ダクト（アクティブグリルシャッタ）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、空気抵抗の低減による燃費改善等を図ったものが知られている。
【０００３】
このような可変ダクトに関する従来技術として、例えば特許文献１には、エンジンルーム前端部近傍において、ラジエータの直前に可変ダクト（可変グリルシャッタ装置）を取り付けたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
水平方向に配置された回転軸回りに回動するルーバを有する可変ダクトにおいて、ルーバを閉状態で泥濘地や降雪地を走行した場合、ルーバの前面部に泥や雪等の異物が付着、堆積する場合が想定される。
ルーバが回転軸回りに上端部が前進する方向に回動して閉状態から開状態へ推移する可変ダクト装置の場合、エンジン房内の熱負荷が増大して可変ダクトを開こうとしても、ルーバ回転軸よりも高い位置まで異物が堆積した場合にはルーバを開くことができないことが懸念される。
また、ルーバを開閉するアクチュエータが故障した場合、仮に風圧負荷によってルーバが閉状態に保持されると、エンジン房内の熱負荷が増大した際に熱害やオーバーヒートが生じることが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、異物の堆積時やアクチュエータ故障時等の異常状態であっても全閉状態への固着を防止した可変ダクト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
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部を、実質的に車幅方向に沿った回転軸回りに回動するとともに上下方向に複数配列された可動ルーバによって開閉する可変ダクト装置において、前記可動ルーバは、上下方向にほぼ沿って配置され前記開口部を実質的に閉塞する閉状態と、前記閉状態における上端部が前記回転軸に対して前方側となるように前記回転軸回りに回動した開状態との間で回動し、少なくとも最上段の前記可動ルーバの前記回転軸を、中心部に対して前記閉状態における上端部側にオフセットして配置したことを特徴とする可変ダクト装置である。
【０００７】
最上段の可動ルーバの回転軸の高さまでは可変ダクト装置の前面側に異物が堆積しても、少なくとも最上段のルーバを回動させて開くことは可能である。
このため、本発明によれば、最上段の可動ルーバの回転軸を上方にオフセットして配置することによって、可動ルーバを開くことが可能な上限の堆積高さを高くして、全閉状態に固着するリスクを低減することができる。
また、故障等によって可動ルーバを駆動するアクチュエータが出力を発生しなくなった場合には、最上段の可動ルーバには走行風の風圧によって開く方向へ回動するモーメントが発生するため、アクチュエータの故障によって閉状態に固着し、オーバーヒートや熱害が発生することを防止できる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、最下段の前記可動ルーバを閉状態としたときの下端部よりも前方側における前記開口の下縁部を、車両前方側が低くなる斜面として形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変ダクト装置である。
これによれば、開口の下縁部を車両前方側が低くなる斜面としたことによって、付着した氷雪や泥等の異物が自重によって斜面を滑り下り、可動ルーバから遠ざかる方向へ移動するため、可動ルーバの固着をより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、異物の堆積時やアクチュエータ故障時等の異常状態であっても全閉状態への固着を防止した可変ダクト装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した可変ダクト装置の実施例を有する車両の車体前端部を、車幅方向中央部で鉛直面で切ってみた模式的断面図であって、衝突前かつ可変ダクトを閉じた状態を示す図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】実施例の可変ダクト装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例の可変ダクト装置の制御装置における開閉制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、異物の堆積時やアクチュエータ故障時等の異常状態であっても全閉状態への固着を防止した可変ダクト装置を提供する課題を、最上段のルーバの回転軸をルーバの中心に対して上方にオフセットして配置することによって解決する。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明を適用した可変ダクト装置の実施例について説明する。
実施例の可変ダクト装置は、例えば、乗用車等の自動車の車体前端部に設けられるエアダム開口部を実質的に開閉するものである。
図１は、実施例の可変ダクト装置を有する車両の車体前端部を、車幅方向中央部で鉛直面で切ってみた模式的断面図であって、衝突前かつ可変ダクトを閉じた状態を示す図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
【００１３】
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。
【００１４】
バンパフェイス１０は、車体前端部に設けられる外装部材であって、例えばＰＰ等の樹脂材料によって一体に形成されている。
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Ｏとなっている。
【００１５】
本体部１１は、前面部１１ａ、上面部１１ｂ、下面部１１ｃを有して構成されている。
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。
【００１６】
エアダム部１２は、前面部１２ａ、上面部１２ｂ、下面部１２ｃを有して構成されている。
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って、可変ダクト１００の下部が固定される。
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る。
【００１７】
バンパビーム２０は、バンパフェイス１０の本体部１１の後方側に配置され、車幅方向にほぼ沿って伸びた梁状の部材である。
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。
【００１８】
ラジエータ３０は、図示しないエンジンの冷却水を、走行風との熱交換によって冷却するものである。
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。
【００１９】
コンデンサ４０は、図示しないエアコンディショナの気相冷媒を、走行風との熱交換によって冷却し、凝縮させて液相とするものである。
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。
【００２０】
ラジエータパネル５０は、ラジエータ３０及びコンデンサ４０の周囲に設けられた枠状の車体構造部材であって、これらを支持するものである。
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。
【００２１】
ＥＡ材６０は、エアダム部１２の後方に配置され、衝突時にエアダム部１２から入力される荷重を吸収しつつ車体側へ伝達するものである。
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。
【００２２】
可変ダクト１００は、バンパフェイス１０の開口Ｏに設けられ、開口Ｏを実質的に開閉するものである。
可変ダクト１００は、枠体１１０、アッパルーバ１２０、ロワルーバ１３０を有する。
また、可変ダクト１００は、図３に示す制御装置を有する。
図３は、実施例の可変ダクト装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、可変ダクト１００は、アクチュエータ１４０を有し、このアクチュエータ１４０を制御する可変ダクト制御ユニット１５０を有する。
【００２３】
枠体１１０は、バンパフェイス１０の開口Ｏの内周縁部に沿って配置され、車両前方から見た形状が実質的に矩形となるように形成されている。
枠体１１０の上辺部１１１は、バンパフェイス１０の本体部１１の下面部１１ｃの後端部における下部に固定されている。
上辺部１１１は、実質的に水平に配置され車幅方向にほぼ沿って延びた帯板状に形成されている。
上辺部１１１の後端部には、下方に突出した突出部１１１ａ（図２参照）が形成されている。
突出部１１１ａは、アッパルーバ１２０が閉状態であるときに、アッパルーバ１２０の上半部１２２における上端部の後方側に当接する。
枠体１１０の下辺部１１２は、バンパフェイス１０のエアダム部１２の上面部１２ｂの後端部における上部に固定されている。
下辺部１１２の後端部は、ロワルーバ１３０が上下方向にほぼ沿って配置される閉状態のときに、ロワルーバ１３０の下半部１３３における下端部の前面と当接するようになっている。
下辺部１１２の上面部は、車両前方側が下がる斜面部として形成されている。
【００２４】
アッパルーバ１２０、ロワルーバ１３０は、車幅方向に沿った回転軸回りに回動して枠体１１０の内部を開閉する可動ルーバである。
アッパルーバ１２０、ロワルーバ１３０は、それぞれ枠体１１０の上半部、下半部を閉塞可能となっている。
図２に示すように、アッパルーバ１２０は、閉状態において回転軸部１２１よりも上方に突き出したフィン状の上半部１２２、及び、下方に突き出したフィン状の下半部１２３を有する。
同様に、ロワルーバ１３０は、閉状態において回転軸部１３１よりも上方に突き出したフィン状の上半部１３２、及び、下方に突き出したフィン状の下半部１３３を有する。
アッパルーバ１２０の回転軸部１２１とロワルーバ１３０の回転軸部１３１とは、上下方向に離間して配置されている。
可変ダクト１００が閉状態であるときは、アッパルーバ１２０の下半部１２３の下端部は、ロワルーバ１３０の上半部１３２の上端部と当接するようになっている。
【００２５】
図２において実線で図示するように、上半部１２２，１３２、下半部１２３，１３３が上下方向に沿って配置された状態において、枠体１１０の内部を実質的に閉塞する状態（閉状態）となる。
また、図２において破線で図示するように、アッパルーバ１２０、ロワルーバ１３０は、上半部１２２，１３２が前進する方向に回転軸部１２１，１３１回りに回動することによって枠体１１０の内部を走行風が通過可能な状態（開状態）となる。
【００２６】
アッパルーバ１２０において、回転軸部１２１からの上半部１２２の突出量は、回転軸部１２１からの下半部１２３の突出量に対して小さく形成されている。
その結果、アッパルーバ１２０を閉状態としたときの回転軸部１２１の高さは、アッパルーバ１２０の中央部よりも上方にオフセットして配置されている。
なお、このような構成によって、アッパルーバ１２０は閉状態において風圧により開状態側へ回動するモーメントが発生する。
一方、ロワルーバ１３０においては、回転軸部１３１からの上半部１３２、下半部１３３の突出量は、実質的に同等に形成されている。
【００２７】
アクチュエータ１４０は、可変ダクト１００を開閉する動力源である。
アクチュエータ１４０は、例えば電動モータ及びその出力を減速する減速ギヤ列などを有して構成されている。
アクチュエータ１４０は、アッパルーバ１２０の側端部に取り付けられた図示しない被駆動ギヤを駆動する。
ロワルーバ１３０は、図示しないリンク機構を介してアッパルーバ１２０と連動するようになっているが、アッパルーバ１２０のみが回動可能であり、ロワルーバ１３０が固着している場合には、リンク機構に設けられた可撓部材が変形することによって、アッパルーバ１２０のみが開閉するように構成されている。
【００２８】
可変ダクト制御ユニット１５０は、アクチュエータ１４０を制御し、可変ダクト１００を開閉させるものであり、本発明にいう開閉制御手段として機能する。
可変ダクト制御ユニット１５０は、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
【００２９】
可変ダクト制御ユニット１５０には、エンジン制御ユニット２１０、挙動制御ユニット２２０、車両統合ユニット２３０が、例えば車載ＬＡＮの一種であるＣＡＮ通信システム等を介して接続されている。
【００３０】
エンジン制御ユニット２１０は、車両の走行用動力源である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２１０には、油温センサ２１１、水温センサ２１２、燃料供給装置２１３等が接続されている。
【００３１】
油温センサ２１１は、エンジンの潤滑油の温度を検出するものである。
水温センサ２１２は、エンジンの冷却水の温度を検出するものである。
燃料供給装置２１３は、エンジンに燃料を供給するものであって、燃料ポンプによって加圧された燃料を、各気筒の燃焼室内又はポート内に噴射するインジェクタを備えている。
エンジン制御ユニット２１０は、燃料供給装置２１３におけるインジェクタの開弁時間から、エンジンへの供給燃料量を検出可能となっている。
【００３２】
挙動制御ユニット２２０は、車両にオーバーステア、アンダーステア等の挙動が発生した場合に、左右輪に制動力差を発生させて挙動を抑制する方向のヨーモーメントを発生させる挙動制御や、アンチロックブレーキ制御等を行なうものである。
挙動制御ユニット２２０には、車速センサ２２１が接続されている。
車速センサ２２１は、車輪の回転速度に応じた車速パルス信号を出力するものである。
【００３３】
車両統合ユニット２３０は、車両の各種電装品を統括的に制御するものである。
車両統合ユニット２３０には、エアコンディショナ（Ａ／Ｃ）制御ユニット２３１、外気温センサ２３２等が接続されている。
エアコンディショナ制御ユニット２３１は、キャビン空調用のエアコンディショナを制御するものである。
エアコンディショナ制御ユニット２３１は、冷媒温度、圧力等に基づいて、エアコンディショナの運転負荷を判別可能となっている。
外気温センサ２３２は、外気温を検出するものである。
【００３４】
以下、本実施例における可変ダクト装置の開閉制御について説明する。
図４は、実施例の可変ダクト装置の制御装置の開閉制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
【００３５】
＜ステップＳ０１：関連システム異常判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、各センサ、通信システム等に異常がないか診断し、異常が検出された場合には、熱害やオーバーヒートの発生を防止するため、ステップＳ０９に進む。
各センサ、通信システム等が正常であると判定された場合には、ステップＳ０２に進む。
【００３６】
＜ステップＳ０２：外気温低温判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、外気温センサ２３２が検出した外気温が、外装部品の凍結が発生することを考慮して設定された低温閾値（例えば０℃）以下であるか否かを判別し、低温閾値以下である場合にはステップＳ０８に進む。
その他の場合には、ステップＳ０３に進む。
【００３７】
＜ステップＳ０３：低車速判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、現在の車速が、十分な走行風を得られる速度であるか否かを考慮して設定された閾値と比較し、車速が閾値以下の低速状態である場合には、ステップＳ０９に進む。
その他の場合には、ステップＳ０４に進む。
【００３８】
＜ステップＳ０４：エンジン負荷状態判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、エンジンの運転状態が所定の高負荷状態であるか否かを判断する。
例えば、燃料供給装置２１３におけるエンジンへの燃料供給量が所定の閾値以上である場合に、高負荷状態であると判断する。
エンジンの運転状態が高負荷状態である場合にはステップＳ０９に進む。
その他の場合には、ステップＳ０５に進む。
【００３９】
＜ステップＳ０５：油温・水温判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、エンジンの潤滑油温、冷却水温をそれぞれ予め設定された閾値と比較し、少なくとも一方が閾値よりも高い場合には、高温状態であるとしてステップＳ０９に進む。
その他の場合には、ステップＳ０６に進む。
【００４０】
＜ステップＳ０６：外気温高温判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、外気温センサ２３２が検出した外気温が、予め設定された高温閾値以上であるか否かを判別し、高温閾値以上である場合にはステップＳ０９に進む。この高温閾値は、低温閾値よりも大きく設定され、例えば、夏季における日中の外気温等を考慮して設定される。
その他の場合には、ステップＳ０７に進む。
【００４１】
＜ステップＳ０７：エアコンディショナ高負荷判断＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、エアコンディショナ制御ユニット２３１によってエアコンディショナの運転状態が高負荷状態であると判定された場合には、ステップＳ０９に進む。
その他の場合には、ステップＳ０８に進む。
【００４２】
＜ステップＳ０８：可変ダクト閉制御＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、アクチュエータ１４０に制御信号を出力して可変ダクト１００を閉状態とする。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。
【００４３】
＜ステップＳ０９：可変ダクト開制御＞
可変ダクト制御ユニット１５０は、アクチュエータ１４０に制御信号を出力して可変ダクト１００を開状態とする。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。
【００４４】
以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）アッパルーバ１２０の回転軸部１２１を中央部よりも上方にオフセットして配置することによって、アッパルーバ１２０を開くことが可能な上限の堆積高さ（図２におけるレベルＬ）を高くして、全閉状態に固着するリスクを低減することができる。
なお、ロワルーバ１３０が固着したとしても、最低限アッパルーバ１２０の回転軸部１２１よりも上方の領域を開くことができれば、オーバーヒートや熱害をある程度は防止することが可能である。
また、故障等によってアクチュエータ１４０が出力を発生しなくなった場合には、アッパルーバ１２０には上半部１２２と下半部１２３との前方投影面積の違いにより、走行風の風圧によって開く方向（前転方向）へ回動するモーメントが発生するため、閉状態に固着し、オーバーヒートや熱害が発生することを防止できる。
（２）開口Ｏの下縁部に設けられる枠体１１０の下辺部１１２の上面部を、車両前方側が低くなる斜面としたことによって、付着した氷雪や泥等の異物が自重によって斜面を滑り下り、ロワルーバ１３０等から遠ざかる方向へ移動するため、アッパルーバ１２０、ロワルーバ１３０の固着をより確実に防止することができる。
【００４５】
（変形例）
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。
可変ダクト支持構造を構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置、数量等は、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。
実施例において、可動ルーバは例えば２段であったが、３段以上としてもよい。
また、実施例ではアッパルーバのみ回転軸をオフセットした構成としているが、他のルーバも同様にオフセットしてもよい。
また、開閉制御に用いるパラメータも、実施例のものに限定されない。例えば、実施例では燃料噴射量からエンジンの出力状態を検出しているが、例えば吸気管圧力、スロットルポジション、過給圧、エンジン回転数、推定出力トルクなどの他のパラメータを単独あるいは複数併用して用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０    バンパフェイス              １１    本体部
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                      １３    連結部
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
１１１    上辺部                    １１１ａ  突出部
１１２    下辺部
１２０    アッパルーバ              １２１    中心軸部
１２２    上半部                    １２３    下半部
１３０    ロワルーバ                １３１    中心軸部
１３２    上半部                    １３３    下半部
１４０    アクチュエータ            １５０    可変ダクト制御ユニット
２１０    エンジン制御ユニット      ２１１    油温センサ
２１２    水温センサ                ２１３    燃料供給装置
２２０    挙動制御ユニット          ２２１    車速センサ
２３０    車両統合ユニット          ２３１    エアコンディショナ制御ユニット
２３２    外気温センサ
【図１】
2014189245.tif 000003
【図２】
2014189245.tif 000004
【図３】
2014189245.tif 000005
【図４】
2014189245.tif 000006