JP5429551B2

JP5429551B2 - 車両用グリル制御機構

Info

Publication number: JP5429551B2
Application number: JP2009264026A
Authority: JP
Inventors: 浩喜望月
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: EP2327579A1; ATE540833T1; US20110118945A1; AU2010241373A1; JP2011105219A; US8645028B2; EP2327579B1; AU2010241373B2

Description

本発明は、車両に備えたラジエータに外気を導入する開位置と、外気の導入を禁止又は抑制する閉位置とに切換可能な可動部材の開閉作動を制御する車両用グリル制御機構に関する。

従来、この種の車両用グリル制御機構として、車両のフロントグリルとラジエータとの間に可動部材を設けて、車両の前方からラジエータへの空気の流入量を調整することで、車両の空力特性の調整や、エンジン温度の調整等を図り、好ましい走行を実現しようとするものがあった（例えば、特許文献１参照）。具体的には、可動部材は、横軸芯周りに揺動自在な可動フィンで構成してあり、この可動フィンによる空気流入路の開閉制御によって、空気流入量を調節して、車両に空気抵抗、揚力或いはダウンフォースを付与して、安定した走行状態を確保できるようにするものである。

又、特許文献２には、環境条件（外気温等）とエンジン負荷条件（エンジン冷却媒体の温度等）とに応じて、可動部材（可動グリル）の開閉作動を制御する車両用グリル制御機構が開示されている。この車両用グリル制御機構は、ある環境条件とエンジン負荷条件下において適正な冷却効果が得られる可動部材の開閉状態を、記憶手段に記憶された複数の判定条件に基づいて推測し、この推測結果に基づいて可動部材の開閉制御を行うことにより、エンジン冷却媒体の冷却の適正化を図ったものである。

特開２００８−６８５５号公報特開平５−５０８６１号公報

上記車両用グリル制御機構はいずれも、各条件に応じて可動部材を開位置又は閉位置に作動制御することにより、エンジン冷却媒体の冷却や車両の走行安定性の向上を図るものである。したがって、例えば走行中の風圧や衝撃等により、可動部材があるべき位置からずれてしまうと、エンジン冷却媒体が十分に冷却されなかったり、車両の走行安定性が損なわれたりするおそれがある。

すなわち、ラジエータに空気を導入して冷却媒体を冷却するために、可動部材を開位置にすべく制御しているにもかかわらず、可動部材が制御と無関係に閉じてしまうと、冷却媒体が適切に冷却されずオーバーヒートが発生するおそれがある。又、車両の走行安定性を図るために、可動部材を閉位置にしてダウンフォースを発生させようとしているにもかかわらず、可動部材が制御と無関係に開いてしまうと、期待される走行安定性が得られなくなるおそれがある。

本発明は以上の課題に鑑みてなされたもので、可動部材の開作動条件又は閉作動条件が継続している場合に、その作動条件に応じてあるべき可動部材の位置と実際の可動部材の位置とが一致しない場合に、その是正を図ることが可能な車両用グリル制御機構を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用グリル制御機構の第１特徴構成は、車両に備えたラジエータに外気を導入する開位置と、外気の導入を禁止又は抑制する閉位置とに切換可能な可動部材と、前記可動部材を駆動する電動モータと、前記可動部材を前記開位置に作動すべき開作動条件又は前記閉位置に作動すべき閉作動条件が確定すると、前記電動モータに電流を印加して前記可動部材の開作動又は閉作動を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記可動部材の前記開作動又は前記閉作動を行った後、異なる作動条件が確定するまでの間、継続中の作動条件に応じて断続的に前記電流を印加する点にある。

第１特徴構成によれば、開作動条件又は閉作動条件の確定後に可動部材を開作動又は閉作動した後、異なる作動条件が確定するまでの間、継続中の作動条件に応じて断続的に電流を印加し、その作動条件に応じた開作動又は閉作動を繰り返す。したがって、継続中の作動条件に応じてあるべき可動部材の位置と実際の可動部材の位置とが一致しない場合に、その是正を図ることができる。したがって、開作動条件の継続中に可動部材が閉じてしまうことにより、エンジン冷却媒体が冷却されずオーバーヒートの問題が発生したり、閉作動条件の継続中に可動部材が開いてしまうことにより、期待される走行安定性が得られなくなったりするおそれを回避することができる。

第２特徴構成は、前記断続的な電流印加を、電流値がロック電流値に達するまで行うよう構成してある点にある。

第２特徴構成によれば、継続中の作動条件に応じた断続的な電流印加の終了時を電流値で判断するため、可動部材の位置を検出するための位置センサ等を設ける必要がなく、コストや搭載性の面において有利なものとなる。又、ロック電流値に達すれば電流印加を停止するので、可動部材が開位置又は閉位置に達した後は電流を印加し続ける必要がなく、節電を図ることができる。

第３特徴構成は、前記断続的に電流を印加する時間間隔を所定時間に設定してある点にある。

第３特徴構成によれば、所定時間ごとに継続中の作動条件に応じた断続的な電流印加を行うため、可動部材が開位置又は閉位置からずれてしまった場合に、所定時間ごとに可動部材を作動条件に応じてあるべき開位置又は閉位置に戻すことができる。又、この所定時間を調整することにより、電流印加の頻度を高くして可動部材をあるべき位置に戻すことの確実性を高めたり、頻度を低くして節電効果を高めたりすることができる。

第４特徴構成は、前記開作動条件の継続中の前記所定時間を、前記閉作動条件の継続中の前記所定時間よりも短く設定してある点にある。

第４特徴構成によれば、閉作動条件が継続中の断続的な閉作動よりも、開作動条件が継続中の断続的な開作動を頻繁に行うことになる。可動部材が開位置にあるべきときに開位置からずれてしまうと、エンジン冷却媒体が十分に冷却されずオーバーヒートを引き起こすおそれがある。一方、可動部材が閉位置にあるべきときに閉位置からずれてしまうと、車両の走行安定性が劣るおそれがある。本構成では、これら両者の問題を比較し、より重要なオーバーヒートの発生防止を優先させている。

第５特徴構成は、前記断続的な電流印加による電流値が前記ロック電流値に達するまでの時間によって、前記可動部材の作動状態についての異常判定を行う点にある。

第５特徴構成によれば、例えばロック電流値に達するまでの時間が長い場合、すなわち継続中の作動条件に応じてあるべき開位置又は閉位置から可動部材が大きく移動していた場合に、異常が発生していると判定することができる。この異常を警告ランプ等で乗員に知らせる手段を備えれば、オーバーヒートの発生や走行安定性の低下を未然に防ぐことができる。

第６特徴構成は、前記異常判定により前記可動部材の作動状態が異常と判定された場合に、前記開作動を行うよう構成してある点にある。

第６特徴構成によれば、可動部材の作動状況に異常があった場合に開作動を行うため、エンジン冷却媒体がラジエータで冷却され、オーバーヒートの発生を回避することができる。

可動部材が開位置のときの車両前部の断面図である。可動部材が閉位置のときの車両前部の断面図である。本発明に係る車両用グリル制御機構の構成図である。制御手段で実行される制御を示すフローチャートである。異常判定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両用グリル制御機構の実施形態について図１〜図５を用いて説明する。

図１は可動部材２１が開位置のときの車両前部の断面図を、図２は可動部材２１が閉位置のときの車両前部の断面図を示したものである。車両前部に形成されたエンジンルーム１には、エンジン２と、エンジン２の冷却媒体を冷却するためのラジエータ３とが設けられている。ラジエータ３の前方には可動部材２１が設けられ、可動部材２１を制御手段１１で開閉制御することにより、フロントグリル４から導入した外気をエンジンルーム１に導入するか否かを切換可能に構成されている。フロントグリル４はバンパー５の上下に設けられ、主にフロントグリル４の意匠を形成する枠部４ａと、外気をエンジンルーム１に導入するための開口部４ｂとからなる。

可動部材２１は隣接する主動部材２１ａと従動部材２１ｂとが１組となって作動するよう構成されている。主動部材２１ａの端部に連結された車幅方向に沿う回動軸２２ａと、従動部材２１ｂの端部に連結された車幅方向に沿う回動軸２２ｂとは、図示しないギアを介して一体的に作動するよう構成されている。すなわち、制御手段１１からの指令により駆動する電動モータ１２（図３参照）の動力は、回動軸２２ａを介して直接的に主動部材２１ａに伝達される。この伝達系を伝達するモータ１２からの動力が、上記ギアによって回動軸２２ｂへも伝達されることにより、従動部材２１ｂが主動部材２１ａと同時的に回動する。

図１に示すように可動部材２１が開位置にあるときは、フロントグリル４から導入された外気がそのままエンジンルーム１に取り入れられ、ラジエータ３の内部を流れる冷却媒体の冷却を促進する。一方、図２に示すように可動部材２１が閉位置にあるときは、フロントグリル４から導入された外気はエンジンルーム１に流入しないため、車両に作用する空気抵抗や揚力が小さくなる。又、可動部材２１で遮断された外気が、車両の床面の下側に流れてダウンフォースを発生させる。したがって、可動部材２１を閉位置にすれば、車両の走行安定性の向上を図ることができる。

図３は車両用グリル制御機構の構成図を示したものである。制御手段１１には、車両に設けられた速度センサ１３、外気温センサ１４及び冷却媒体温度センサ１５からの検出値を読み取り、これらの検出値に応じて可動部材２１を開位置とすべき開作動条件が成立しているか、閉位置とすべき閉作動条件が成立しているかを判定する。例えば、速度センサ１３から検出される速度が大きい場合には、走行安定性を向上させるため閉作動を行い、冷却媒体温度センサ１５から検出される冷却媒体温度が高い場合には、これを効率的に冷却するため開作動を行うといった制御を行うことができる。

本実施形態では、制御手段１１が開作動条件及び閉作動条件の判断を速度センサ１３、外気温センサ１４及び冷却媒体温度センサ１５からの検出値により行うとしたが、必ずしもこれらの検出値を判断要素に用いる必要はなく、又、別のセンサからの検出値を判断要素に用いてもよい。

制御手段１１が開作動又は閉作動を行うべきと判断すると、電動モータ１２に電流が印加され、可動部材２１が作動する。また、制御手段１１は電動モータ１２への印加電流を監視し、電流値がロック電流値に達すると、可動部材２１が開位置又は閉位置に達したと判断し、電流の印加を停止する。このように、電動モータ１２に印加される電流値がロック電流値に達したか否かで、可動部材２１が開位置又は閉位置に達したか否かを判断するので、可動部材２１の位置を検出するためのセンサが不要となり、コストや搭載性の面において好ましい。なお、可動部材２１が開位置又は閉位置に達したか否かの判断を、電流値がロック電流値に達したかどうかではなく、電流を印加した時間によって行ってもよい。

本発明の目的は、可動部材の開作動条件又は閉作動条件が継続している場合に、その作動条件に応じてあるべき可動部材の位置と実際の可動部材の位置とが一致しない場合に、その是正を図ることにある。この目的を達成するために、車両用グリル制御機構の制御手段１１にて実行される制御について、図４に基づいて説明する。

エンジンを始動すると、制御手段１１は、速度センサ１３、外気温センサ１４及び冷却媒体温度センサ１５からの検出値を読み取り、これらの検出値に応じて可動部材２１を開位置とすべき開作動条件が成立しているか、閉位置とすべき閉作動条件が成立しているかを確認する（＃１１）。その結果、開作動条件が確定していると判断すれば（＃１２，Ｙｅｓ）、制御手段１１は電動モータ１２に電流を印加して、可動部材２１の開作動を開始する（＃１３）。一方、開作動条件ではなく閉作動条件が確定していると判断すれば（＃１２，Ｎｏ）、制御手段１１は電動モータ１２に電流を印加して、可動部材２１の閉作動を開始する（＃１９）。

電動モータ１２からの動力により可動部材２１が開作動を開始すると（＃１３）、制御手段１１は電動モータ１２に印加される電流値を監視し、この電流値がロック電流値に達したか否かを随時確認する（＃１４）。上記電流値がロック電流値に達していない場合には（＃１４，Ｎｏ）、電流の印加を継続し、ロック電流値に達すると（＃１４，Ｙｅｓ）、可動部材２１が開位置に達したと判断し、電流の印加を停止して可動部材２１の開作動を停止する（＃１５）。

制御手段１１は常時、速度センサ１３、外気温センサ１４及び冷却媒体温度センサ１５からの検出値を読み取り、これらの検出値に応じて可動部材２１を開位置とすべき開作動条件が成立しているか、閉位置とすべき閉作動条件が成立しているかを確認する（＃１６）。その結果、開作動条件が継続中である場合には（＃１７，Ｙｅｓ）、開作動条件の継続時間が予め設定してある所定時間を経過したかを判断する（＃１８）。

所定時間を経過していない場合には（＃１８，Ｎｏ）、ステップ＃１６〜＃１８を繰り返す。所定時間を経過している場合には（＃１８，Ｙｅｓ）、制御手段１１は電動モータ１２に電流を印加して、可動部材２１の開作動を開始する（＃１３）。このとき、可動部材２１が開位置にある場合にはすぐに印加電流がロック電流値に達し、可動部材２１が開位置からずれていた場合には印加電流がロック電流値に達するまでにある程度の時間がかかることになる。いずれにしても印加電流がロック電流値に達した後は（＃１４，Ｙｅｓ）、その後ステップ＃１５〜＃１８を繰り返す。

以上、開作動条件が確定し、その後開作動条件が継続している場合の制御について説明したが、閉作動条件が確定し、その後閉作動条件が継続している場合にも同様の制御が実行される（＃１９〜＃２４）。すなわち、ステップ＃１３〜＃１８の「開作動」を「閉作動」と読み替えれば、ステップ＃１９〜＃２４と同じとなる。

ステップ＃１７で開作動条件が継続中でない、すなわち開作動条件から閉作動条件に切り換わったと判断された場合は（＃１７，Ｎｏ）、制御手段１１は電動モータ１２に電流を印加して、可動部材２１の閉作動を開始する（＃１９）。同様に、ステップ＃２３で閉作動条件が継続中でない、すなわち閉作動条件から開作動条件に切り換わったと判断された場合は（＃２３，Ｎｏ）、制御手段１１は電動モータ１２に電流を印加して、可動部材２１の開作動を開始する（＃１３）。

上記制御が実行されることにより、開作動条件が継続している間は所定時間ごとに開作動が、閉作動条件が継続している間は所定時間ごとに閉作動が実行されることになる。したがって、開作動条件継続中に風圧や衝撃等によって可動部材２１が開位置から閉じ側に意図せず移動してしまった場合にも、所定時間が経過すれば可動部材２１は開位置に戻されるので、ラジエータ３にて冷却媒体が適切に冷却されないといった問題を回避することができる。同様に、閉作動条件継続中に風圧や衝撃等によって可動部材２１が閉位置から開き側に意図せず移動してしまった場合にも、所定時間が経過すれば可動部材２１は閉位置に戻されるので、車両の走行安定性を確保することができる。

開作動条件継続中に可動部材２１が開位置から閉じ側に移動してしまうと、ラジエータでエンジン冷却媒体が十分に冷却されず、オーバーヒートを起こすおそれがある。一方、閉作動条件継続中に可動部材２１が閉位置から開き側に移動してしまうと、車両の走行安定性が低下するおそれがある。これら両者の問題を比較した場合、オーバーヒートの発生を防止することがより重要と考えられるので、開作動条件継続中の上記所定時間を閉作動条件継続中の所定時間よりも短く設定し、より頻繁に開作動を行うようにすると好ましい。

次に、開作動条件継続中又は閉作動条件継続中に行う異常判定処理を、図５のフローチャートに基づいて説明する。この異常判定処理は、図４のフローチャートのステップ＃１４又は＃２０の後に実行すればよい。すなわち、開作動条件継続中又は閉作動条件継続中に所定時間が経過し、電動モータ１２に電流を印加し開作動又は閉作動を実行し、印加電流がロック電流値に達した後に行うべき処理である。

印加電流がロック電流値に達するまでの時間が、予め設定した閾値を超えた場合は（＃３１，Ｙｅｓ）、可動部材２１を継続中の作動条件に応じた位置に移動するのに要した時間が長い、すなわち可動部材２１があるべき開位置又は閉位置から大きくずれていたと考えられ、異常が発生していると判定する。印加電流がロック電流値に達するまでの時間が閾値を超えなかった場合は（＃３１，Ｎｏ）、特に問題がないものとして特別な処理を行わず、異常判定処理を終了する。

異常が発生していると判定した場合は、乗員が視認できる場所に設けた警告ランプを点灯することにより（＃３２）、乗員に異常が発生していることを知らせる。さらに、制御手段１１は、強制的に開作動を行うべく電動モータ１２に電流を印加する（＃３３）。これは先述のように、走行安定性の低下よりもオーバーヒートの発生のほうが重大な問題であるため、可動部材２１を開位置に移動させて、ラジエータ３の内部を流れる冷却媒体の冷却を優先するためである。

本実施形態においては、印加電流がロック電流値に達するまでの時間が一度でも閾値を超えた場合には異常と判定するよう構成したが、閾値を超えた回数や頻度も加味して異常判定を行うようにしてもよい。例えば、閾値超過回数が所定回数を超えた場合にのみ異常と判定するように構成し、風圧や衝撃で一時的に可動部材２１が動いてしまった場合は異常と判断されず、電動モータ１２の不具合や、電動モータ１２から可動部材２１に至る動力伝達系に機械的な異常により、何度も可動部材２１がずれてしまう場合にのみ異常と判断するようにしてもよい。

［別の実施形態］
上述の実施形態においては、作動条件が継続しているときの断続的な電流印加を所定時間ごとに行うものとしたが、例えば、車両に備えた速度センサ１３や加速度センサ（図示せず）からの検出値が閾値を超えた場合に電流印加を行うとしてもよい。すなわち、走行中の風圧や衝撃等を速度センサ１３や加速度センサ等で検出し、その検出値が予め設定した閾値を超えた場合には、可動部材２１が開位置又は閉位置から移動してしまう可能性が高いとして、このような場合に電流印加を行うとしてもよい。

又、上述の実施形態においては、図１又は図２に示したように可動部材２１が主動部材２１ａと従動部材２１ｂとからなるものとしたが、可動部材２１の形態や構成はこれに限られるものではない。例えば、主動部材２１ａと従動部材２１ｂとの区別なく、全てが独立に駆動するように構成してもよいし、可動部材２１の回動軸２２が可動部材２１の端部以外の場所にあってもよい。

ラジエータに外気を導入する開位置と、外気の導入を禁止又は抑制する閉位置とに切換可能な可動部材の開閉作動を制御する車両用グリル制御機構に適用することができる。

１エンジンルーム
２エンジン
３ラジエータ
４フロントグリル
１１制御手段
１２電動モータ
２１可動部材
２１ａ主動部材
２１ｂ従動部材
２２ａ回動軸
２２ｂ回動軸

Claims

車両に備えたラジエータに外気を導入する開位置と、外気の導入を禁止又は抑制する閉位置とに切換可能な可動部材と、
前記可動部材を駆動する電動モータと、
前記可動部材を前記開位置に作動すべき開作動条件又は前記閉位置に作動すべき閉作動条件が確定すると、前記電動モータに電流を印加して前記可動部材の開作動又は閉作動を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記可動部材の前記開作動又は前記閉作動を行った後、異なる作動条件が確定するまでの間、継続中の作動条件に応じて断続的に前記電流を印加する車両用グリル制御機構。
前記断続的な電流印加を、電流値がロック電流値に達するまで行うよう構成してある請求項１に記載の車両用グリル制御機構。
前記断続的に電流を印加する時間間隔を所定時間に設定してある請求項１又は２に記載の車両用グリル制御機構。
前記開作動条件の継続中の前記所定時間を、前記閉作動条件の継続中の前記所定時間よりも短く設定してある請求項３に記載の車両用グリル制御機構。
前記断続的な電流印加による電流値が前記ロック電流値に達するまでの時間によって、前記可動部材の作動状態についての異常判定を行う請求項２に記載の車両用グリル制御機構。
前記異常判定により前記可動部材の作動状態が異常と判定された場合に、前記開作動を行うよう構成してある請求項５に記載の車両用グリル制御機構。