(57)【要約】【課題】空力性能を向上させると共に、排気管の熱のこもりを抑制する。【解決手段】車両下部構造１２は、排気管１４を下方から覆うアンダーカバー２４と、排気管１４とアンダーカバー２４の間に走行風を流入させる流入口３２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロアパネルの下方に配置されエンジンからの排気が流れる排気管と、
前記排気管を下方から覆うアンダーカバーと、
前記排気管と前記アンダーカバーの間に走行風を流入させる流入口と、
を有する車両下部構造。
【請求項２】
前記流入口が前記アンダーカバーに形成されている請求項１に記載の車両下部構造。
【請求項３】
前記排気管に前記排気を浄化する触媒コンバータが設けられ、
前記流入口が前記触媒コンバータの下方又は前記触媒コンバータよりも前記車両の前方側に形成されている請求項２に記載の車両下部構造。
【請求項４】
前記流入口を開閉する流入口シャッタを有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両下部構造。
【請求項５】
前記流入口よりも前記車両の後方側で前記アンダーカバーに形成され、前記アンダーカバーと前記排気管の間から前記走行風を前記アンダーカバーの下方に流出させる流出口を有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両下部構造。
【請求項６】
前記流出口を開閉する流出口シャッタを有する請求項５に記載の車両下部構造。
【請求項７】
前記流入口を開閉する流入口シャッタと、
前記流入口よりも前記車両の後方側で前記アンダーカバーに形成され、前記アンダーカバーと前記排気管の間から前記走行風を前記アンダーカバーの下方に流出させる流出口と、
前記流入口シャッタによる前記流入口の開閉と連動して前記流出口を開閉する流出口シャッタと、
を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンルームの下方を覆うアンダーカバーと、車室のフロアパネルと、このフロアパネルの下方を覆う第２アンダーカバーによりアンダフロア部を構成した車両のアンダフロア構造がある（たとえば特許文献１参照）。この構造では、エンジンルームの後方において車幅方向中央部を前後方向に延びるように排気系が配設され、この排気系にそって、フロアトンネルが車両前後方向に延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３５７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロアパネルの下側において、排気管によって凹凸が生じていると、走行時の空力性能の低下を招く。空力性能の向上を図るために、たとえば排気管の下方を平坦なカバーで覆うと、排気管とカバーの間で熱がこもるおそれがある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、空力性能を向上させると共に、排気管の熱のこもりを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の態様では、車両のフロアパネルの下方に配置されエンジンからの排気が流れる排気管と、前記排気管を下方から覆うアンダーカバーと、前記排気管と前記アンダーカバーの間に走行風を流入させる流入口と、を有する。
【０００７】
フロアパネルの下方に配置された排気管をアンダーカバーが下方から覆うことで、アンダーカバーがない構造と比較して、車両の下部を平坦に近づけることができ、空力性能を向上させることができる。
【０００８】
車両の走行中は、排気管とアンダーカバーの間に、流入口から走行風が流入する。この走行風により、排気管の熱のこもりを抑制できる。
【０００９】
第二の態様では、第一の態様において、前記流入口が前記アンダーカバーに形成されている。
【００１０】
アンダーカバーに流入口を形成することで、排気管とアンダーカバーの間に直接的に走行風を導入できる。
【００１１】
第三の態様では第二の態様において、前記排気管に前記排気を浄化する触媒コンバータが設けられ、前記流入口が前記触媒コンバータの下方又は前記触媒コンバータよりも前記車両の前方側に形成されている。
【００１２】
触媒コンバータにより、排気管を流れる排気を浄化できる。流入口は、触媒コンバータの下方又は触媒コンバータよりも車両の前方側に形成されているので、触媒コンバータの近傍の熱のこもりを走行風により効果的に抑制し、触媒コンバータを冷却できる。
【００１３】
第四の態様では、第一〜第三のいずれか１つの態様において、前記流入口を開閉する流入口シャッタを有する。
【００１４】
排気管とアンダーカバーの間に走行風を流入させない場合は、流入口シャッタを閉じることで、車両の下部をより平坦に近づけることができる。流入口シャッタを開けることで、排気管とアンダーカバーの間に走行風を流入させることができる。
【００１５】
第五の態様では、第一〜第四のいずれか１つの態様において、前記流入口よりも前記車両の後方側で前記アンダーカバーに形成され、前記アンダーカバーと前記排気管の間から前記走行風を前記アンダーカバーの下方に流出させる流出口を有する。
【００１６】
流入口よりも車両後方側の流出口から、走行風をアンダーカバーの下方に流出させることで、走行風の流路を形成できる。そして、排気管とアンダーカバーの間で温度が上昇した空気の熱が、流出口よりも車両の後方側の部材に作用することを抑制できる。
【００１７】
第六の態様では、第五の態様において、前記流出口を開閉する流出口シャッタを有する。
【００１８】
排気管とアンダーカバーの間から走行風を流出させない場合は、流出口シャッタを閉じることで、車両の下部をより平坦に近づけることができる。流出口シャッタを開けることで、排気管とアンダーカバーの間から走行風を流出させることができる。
【００１９】
第七の態様では、第一〜第三のいずれか１つの態様において、前記流入口を開閉する流入口シャッタと、前記流入口よりも前記車両の後方側で前記アンダーカバーに形成され、前記アンダーカバーと前記排気管の間から前記走行風を前記アンダーカバーの下方に流出させる流出口と、前記流入口シャッタによる前記流入口の開閉と連動して前記流出口を開閉する流出口シャッタと、を有する。
【００２０】
流出口シャッタが流入口シャッタと連動するので、流入口を開いた状態では流出口も開き、走行風の流路を形成できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、空力性能を向上させると共に、排気管の熱のこもりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は第一実施形態の車両下部構造を流入口シャッタの閉状態で示す断面図である。
【図２】図２は第一実施形態の車両下部構造を流入口シャッタの開状態で示す断面図である。
【図３】図３は第一実施形態の流入口シャッタを閉状態で車両下側から見た斜視図である。
【図４】図４は第一実施形態の流入口シャッタを中間状態で車両下側から見た斜視図である。
【図５】図５は第一実施形態の流入口シャッタを開状態で車両下側から見た斜視図である。
【図６】図６は第一実施形態の車両下部構造のブロック図である。
【図７】図７は第二実施形態の車両下部構造を流入口シャッタ及び流出口シャッタの開状態で示す断面図である。
【図８】図８は第三実施形態の車両下部構造を流入口シャッタ及び流出口シャッタの開状態で示す断面図である。
【図９】図９は第四実施形態の車両下部構造を流入口シャッタ及び流出口シャッタの開状態で示す断面図である。
【図１０】図１０は変形例の流入口シャッタを閉状態で車両下側から見た斜視図である。
【図１１】図１１は変形例の流入口シャッタを中間状態で車両下側から見た斜視図である。
【図１２】図１２は変形例の流入口シャッタを開状態で車両下側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
第一実施形態の車両下部構造１２について、図面を参照して説明する。図面において、車両の前方を矢印ＦＲで、車両の上方を矢印ＵＰで、車両の幅方向を矢印Ｗでそれぞれ示す。
【００２４】
図１及び図２に示すように、車両のフロアパネル１６の下方には、排気管１４が配置されている。本実施形態では、排気管１４の少なくとも一部は、車両の前後方向に延在されている。
【００２５】
フロアパネル１６の車両幅方向中央には、車両前後方向に延在するトンネル部１６Ｔが形成されている。トンネル部１６Ｔでは、フロアパネル１６が上に向かって凸に湾曲されている。フロアパネル１６において、トンネル部１６Ｔが形成されていない部位、すなわち、トンネル部１６Ｔの車両幅方向両側の部分は一般部である。そして、排気管１４の車両前後方向の一部分、たとえば、車両の前後方向に延在する一部分がトンネル部１６Ｔに収容されている。
【００２６】
車両の図示しないエンジンには、排気管１４の長手方向の一端が接続されている。エンジンで生じた排気は、排気管１４を流れ、排気管１４の長手方向の他端１４Ｂから、外部に排出される。図面において、排気の流れ方向を矢印Ｇ１で示す。以下、単に「上流」、「下流」というときは、この排気の流れの上流、下流をそれぞれ意味する。
【００２７】
排気管１４の途中には、触媒コンバータ２０が設けられている。触媒コンバータ２０を排気が通過すると、排気中の特定の物質が除去され、排気が浄化される。
【００２８】
触媒コンバータ２０よりも車両後方側には、燃料タンク２２が配置されている。本実施形態では、燃料タンク２２の上下位置は、フロアパネル１６と排気管１４の間である。排気管１４には、燃料タンク２２を避けるように下方に湾曲した湾曲部１４Ｃが形成されている。
【００２９】
排気管１４の下側には、アンダーカバー２４が配置されており、たとえば、図示しない取付部材により、フロアパネル１６に取り付けられている。アンダーカバー２４は、平坦な板状に形成されており、排気管１４の下側を覆う部材である。アンダーカバー２４がない構造と比較して、アンダーカバー２４により、排気管１４の下側の平坦性が高くなっている。アンダーカバー２４は、たとえば、フロアパネル１６の一般部に架け渡して固定できる。アンダーカバー２４の高さは、フロアパネル１６の一般部と同一の高さでなくてもよいが、平坦な形状のアンダーカバー２４の下面を一般部の下面と面一にすれば、排気管１４の下側の平坦性が高い。
【００３０】
アンダーカバー２４には、触媒コンバータ２０よりも車両の前方側の位置に、流入口２６が形成されている。本実施形態では、図３〜図５に詳細に示すように、流入口２６は下方から見て略台形状であり、流入口２６の幅Ｗ１は車両前方側から後方側へと漸増している。
【００３１】
流入口２６の車両幅方向には、上方に向けて側壁２８が立設されている。さらに、側壁２８の上部には、上板３０が形成されている。側壁２８の高さは車両前方側から後方側へと直線的に高くなっており、上板３０は、アンダーカバー２４に対し、車両後方側が高くなるように傾斜している。
【００３２】
流入口２６の下方には、流入口シャッタ３２が設けられている。流入口シャッタ３２は、図３に示す閉状態ＴＳから図４に示す中間状態ＭＳを経て、図５に示す開状態ＨＳまでの状態を採りうる。
【００３３】
図２に示すように、流入口シャッタ３２の開状態ＨＳでは、車両の走行時に、アンダーカバー２４の下方から走行風が流入口２６を通り、排気管１４とアンダーカバー２４の間に流入する。図１に示すように、流入口シャッタ３２の閉状態ＴＳでは走行風が流入口２６を通過することは抑制されるとともに、アンダーカバー２４の下面側の平坦性が高くなる。流入口シャッタ３２の中間状態ＭＳでは走行風が流入口２６を通過するが、通過する風量は、開状態ＨＳのときよりも少ない。
【００３４】
第一実施形態では、流入口シャッタ３２は、複数のフラップ３４を有する構造である。それぞれのフラップ３４は図示しないリンクによって連結されており、軸回りに回転して同一の傾斜角をとる。図６に示すように、流入口シャッタ３２の傾斜角（開状態ＨＳから閉状態ＴＳまでの角度）は、駆動装置３６によって調整される。
【００３５】
特に本実施形態では、流入口シャッタ３２が開状態ＨＳにあるときのフラップ３４の傾斜は、車両前方側から車両後方側へ向かって上昇する向きである。したがって、アンダーカバー２４の下側を流れる走行風を、図２に矢印Ｆ１で示すように、アンダーカバー２４の上側へ案内する作用を奏する。
【００３６】
図６に示すように、駆動装置３６は、制御装置４０によって制御される。制御装置４０には、水温センサ４２、外気温センサ４４、排気管温度センサ４６、触媒温度センサ４８及びエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０が接続されている。
【００３７】
水温センサ４２は、エンジン冷却水の温度を検出する。外気温センサ４４は、外気温を検出する。排気管温度センサ４６は、排気管１４の周囲の温度を検出する。触媒温度センサ４８は、触媒コンバータ２０の触媒担持体の温度（実質的に触媒の温度）を検出する。
【００３８】
さらに、制御装置４０には、車両の走行履歴（走行時間、排気の量、燃料消費量等）や位置情報のデータを、車両の各種装置から得られるようになっている。そして、制御装置４０は、これらのセンサや各種装置から得られたデータに基づいて、駆動装置３６を制御する。
【００３９】
駆動装置３６としては、たとえばモータやソレノイド等を用いた構造の駆動装置を挙げることができる。駆動装置３６としてモータやソレノイドを用いると、上記した各種の制御因子に基づく流入口シャッタ及び流出口シャッタの制御が容易である。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の車両下部構造１２では、図１及び図２に示すように、排気管１４の下方にアンダーカバー２４が配置されている。アンダーカバー２４がない構造と比較して、本実施形態では、アンダーカバー２４により、アンダーカバー２４の下面、すなわち車両下部の平坦性が高い。このため、車両の空力性能も、アンダーカバー２４がない構造と比較して高い。
【００４２】
アンダーカバー２４には、流入口２６が形成されている。車両の走行中は、走行風を流入口２６からアンダーカバー２４と排気管１４の間へ流入させることで、排気管１４を冷却することができる。
【００４３】
流入口２６は、触媒コンバータ２０よりも車両の前方側に形成されているので、触媒コンバータ２０を効果的に冷却できる。
【００４４】
なお、流入口２６の形状によっては、走行風の多くが流入口２６の直上へと流れることもあり、この場合は、触媒コンバータ２０の下方に流入口を設けてもよい。
【００４５】
流入口２６には、流入口シャッタ３２が設けられている。図２及び図５に示すように、流入口シャッタ３２を開状態ＨＳとすれば、走行風を流入口２６からアンダーカバー２４と排気管１４の間へ流入させて、排気管１４や触媒コンバータ２０を冷却できる。図１及び図３に示すように、流入口シャッタ３２を閉状態ＴＳとすれば、アンダーカバー２４の下面の平坦性がより高くなる。
【００４６】
流入口シャッタ３２は、制御装置４０が駆動装置３６を制御することで開閉される。具体的な駆動装置３６の制御因子及びその効果としては、以下の表１に示される例を挙げることができる。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
たとえば、エンジン冷却水の温度が低い場合は、排気すなわち排気管１４の温度も低いと判断し、流入口シャッタ３２を閉状態ＴＳとすることで、車両の空力特性を向上させる。これに対し、エンジン冷却水の温度が高い場合は、排気の温度も高いと判断し、流入口シャッタ３２を開状態ＨＳとすることで、排気管１４を冷却する。
【００４９】
さらに、車両の車速を制御因子に加えてもよい。この場合、たとえば、触媒の温度と車速とから、流入口シャッタ３２の状態を制御する制御マップを作成し、この制御マップに基づいて、車両の空力特性と、排気管１４の冷却（熱のこもりの抑制）とを両立させることが可能である。
【００５０】
上記した各制御因子は、２つ以上を組み合わせて流入口シャッタ３２の開閉の制御因子とすることも可能である。
【００５１】
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５２】
第二実施形態の車両下部構造５２では、図７に示すように、アンダーカバー２４において、流入口２６よりも車両後方側に、流出口５６が形成されている。図７に示す例では、流出口５６の位置は、触媒コンバータ２０よりも車両後方側で、且つ、燃料タンク２２よりも車両前方側である。
【００５３】
流出口５６は下方から見て略台形状であり、流出口５６の車両幅方向には、上方に向けて側壁２８が立設され、側壁２８の上部には上板３０が形成されている。そして、流出口５６の下方には流出口シャッタ５８が設けられる。すなわち、流出口５６及び流出口シャッタ５８の構造は、流入口２６及び流入口シャッタ３２と前後対称である。
【００５４】
流出口シャッタ５８の開閉は、駆動装置３６（図６参照）によって駆動される。特に本実施形態では、流出口シャッタ５８は、流入口シャッタ３２と連動している。図７に示すように、流入口シャッタ３２が開状態ＨＳにあるときは、流出口シャッタ５８も開状態ＨＳにある。これに対し、流入口シャッタ３２が閉状態ＴＳにあるときは、流出口シャッタ５８も閉状態にある。
【００５５】
第二実施形態では、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８をいずれも開状態ＨＳにすると、走行風の流路が形成される。この流路は、走行風がアンダーカバー２４の下方から流入口２６を通ってアンダーカバー２４と排気管１４の間に流入（矢印Ｆ１参照）し、流出口５６からアンダーカバー２４の下方へ流出する（矢印Ｆ２参照）流路である。
【００５６】
このように、流入口２６と流出口５６とで走行風の流路を形成することで、排気管１４、特に触媒コンバータ２０を効果的に冷却できる。
【００５７】
流出口５６は、燃料タンク２２よりも車両の前方側に形成されている。触媒コンバータ２０から熱を受けた走行風は、流出口５６から、アンダーカバー２４の下方へ流出するので、この走行風の熱が燃料タンク２２に作用することが抑制される。
【００５８】
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態又は第二実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５９】
第三実施形態の車両下部構造６２では、図８に示すように、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８の下方に、車両構造部材６４が位置している。車両構造部材６４は、車両の一部を成す部材であり、たとえば、トンネル部１６Ｔの車両幅方向両側でフロアパネル１６に架け渡される車両骨格部材（クロスメンバやブレース等）を挙げることができる。車両構造部材６４は、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８の開閉動作に影響せず、且つ、流入口２６及び流出口５６における走行風の流れに影響しない位置及び形状である。
【００６０】
第三実施形態では、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８の下方に、車両構造部材６４が位置しているので、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８を異物等から保護できる。たとえば、車両の走行中は、路面の小石や雪等が跳ね上げられることがあるが、流入口シャッタ３２及び流出口シャッタ５８がこれらにより損傷を受けることを抑制できる。
【００６１】
次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態において、第一〜第三実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６２】
第四実施形態の車両下部構造７２では、図９に示すように、車両のラジエター７４の前方に、グリル７６を備えている。第四実施形態では、グリル７６は、流入口２６を兼ねる構造である。ラジエター７４の車両後方側にはラジエターファン７８が配置されており、ラジエターファン７８を駆動することで、グリル７６から空気を導入し、ラジエター７４に送ることができる。
【００６３】
グリル７６には、グリルシャッタ８０が設けられている。グリルシャッタ８０は、流入口シャッタ３２の一例である。グリルシャッタ８０は、制御装置４０（図９では図示省略、図６参照）によって制御され、開状態と閉状態とを採り得る。グリルシャッタ８０の開閉と流出口シャッタ５８の開閉とは連動している。
【００６４】
ラジエターファン７８よりも車両の後方側には、導風路８４が配置されている。図９に示す例では、導風路８４は、エンジンルーム８６の上方に湾曲しており、車両後方側の端部が、フロアパネル１６と排気管１４の間に開口している。すなわち、車両の前方側から取り込まれた空気が、アンダーカバー２４と排気管１４の間へ流れる構造である。
【００６５】
第四実施形態では、グリルシャッタ８０及び流出口シャッタ５８をいずれも開状態ＨＳにすると、グリル７６から導風路８４を経て、アンダーカバー２４と排気管１４の間へ走行風が流れる流路が形成される。これにより、排気管１４、特に触媒コンバータ２０を効果的に冷却できる。
【００６６】
第四実施形態では、ラジエターファン７８を駆動し、ラジエターファン７８によって生成した風を、アンダーカバー２４と排気管１４の間へ送ることも可能である。
【００６７】
なお、第三実施形態及び第四実施形態において、流出口５６及び流出口シャッタ５８を有さない構造を採ることも可能である。
【００６８】
上記各実施形態において、流入口シャッタ３２（グリルシャッタ８０を含む）や流出口シャッタ５８を有さない構造を採ることも可能である。流入口シャッタ３２がない構造では、車両走行中は、排気管１４とアンダーカバー２４の間に走行風を常に流入させることが可能である。流出口シャッタ５８がない構造では、排気管１４とアンダーカバー２４の間から、走行風を常にアンダーカバー２４の下方へ流出させることが可能である。
【００６９】
これに対し、流入口シャッタ３２や流出口シャッタ５８を設けると、排気管１４の熱のこもりを抑制する場合には、これらのシャッタを開状態とすればよい。そして、排気管１４の熱のこもりを抑制する必要がない場合は、これらのシャッタを閉状態とすることで、車両の下部の平坦性を高めることが可能である。
【００７０】
流入口シャッタ及び流出口シャッタとしては、上記した複数のフラップ３４を有する構造に限定されない。たとえば、図１０〜図１２に示す変形例の構造を採ることが可能である。変形例の構造では、車両前後方向にスライドする板状の開閉板８２を有する。この開閉板８２は、図示しないアクチュエータによって車両前後方向にスライドされる。そして、図１０に示す閉状態ＴＳから、図１１に示す中間状態ＭＳを経て、図１２に示す開状態ＨＳへと（及び反対方向へと）状態変化する。アンダーカバー２４には、閉状態ＴＳの開閉板８２に対応した形状で上側に凹む凹部２４Ｔが形成されている。閉状態ＴＳの開閉板８２が凹部２４Ｔに嵌まり込むことで、アンダーカバー２４の下面と開閉板８２の下面とが面一になり、アンダーカバー２４の下面の平坦性が高くなる。
【００７１】
駆動装置３６の具体的構造として、上記では、モータやソレノイド等を用いた構造を挙げたが、駆動装置３６の構造はこれに限定されない。たとえばエンジン冷却水の熱が駆動装置に作用するようにエンジン冷却水の配管を配置し、エンジン冷却水の温度に応じて駆動力を発揮する駆動装置（サーモアクチュエータ）を用いてもよい。この構造では、エンジン冷却水の温度を制御因子として、流入口シャッタや流出口シャッタの開閉を制御できる。
【符号の説明】
【００７２】
１２  車両下部構造
１４  排気管
１６  フロアパネル
２０  触媒コンバータ
２４  アンダーカバー
２６  流入口
３２  流入口シャッタ
５２  車両下部構造
５６  流出口
５８  流出口シャッタ
６２  車両下部構造
７２  車両下部構造
８０  グリルシャッタ（流入口シャッタ）
【図１】
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【図２】
2018058383.tif 000005
【図３】
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【図４】
2018058383.tif 000007
【図５】
2018058383.tif 000008
【図６】
2018058383.tif 000009
【図７】
2018058383.tif 000010
【図８】
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【図９】
2018058383.tif 000012
【図１０】
2018058383.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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