JP5067334B2

JP5067334B2 - 車体前部の導風構造

Info

Publication number: JP5067334B2
Application number: JP2008257325A
Authority: JP
Inventors: 栄司竹内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: JP2010083429A

Description

本発明は、自動車等の車体前部から導入した空気をラジエータやブレーキ冷却ダクト等に案内するための車体前部の導風構造に関する。

従来から、車体前面に設けられた開閉式のグリルシャッタでエンジンルームへ導入される走行風量を制御し、空力性能とエンジン冷却性能を調節する構造が存在する。（例えば、特許文献１〜３参照）。また開閉式ブレーキ冷却ダクトで空力性能とブレーキによる制動性能の調節を行う構造が存在する。（例えば、特許文献４、５参照）。
特開２００７−１５０４号公報特開２００３−５１８２２１号公報特開昭６１−２１８７１３号公報実開平５−７５０３４号公報実開平６−６５０４５号公報

しかし、上記特許文献１〜３の構成では高速走行時にグリルを閉鎖することで空力性能を向上させる一方、制動に関しては言及されていない。対して上記特許文献４、５の構成では、制動時にグリルを開放するなどで空力性能を意図的に低下させ、エアブレーキ効果を狙う構成は存在するが、制動時のブレーキ性能自体を向上させるものではない。

本発明は上記事実を考慮し、制動時にブレーキ冷却ダクトへより多く風を送ることで、より効率的に走行風でブレーキ冷却を行うことのできる車体前部の導風構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明における車体前部の導風構造は、車体前端に垂直に設けられ、車体上下方向に可動に支持された板状部材と、車体前方の車幅方向中央に開口し、車体前部の上面を被覆するフード下の空間に連通する第１の空気流入口と、前記第１の空気流入口よりも側面視で車体後方に開口し、走行風を前輪ブレーキに送るブレーキ冷却ダクトに連通する一対の第２の空気流入口と、前記前輪ブレーキの作動と解除を検知するブレーキ検知手段と、前記板状部材を車体上下方向に移動させる移動手段と、を備え、前記前輪ブレーキの作動により前記移動手段は前記板状部材を移動させて前記第１の空気流入口の少なくとも一部を閉塞し、前記前輪ブレーキの解除により前記移動手段は前記板状部材を移動させて前記第１の空気流入口を開放することを特徴とする。

上記構成によれば、制動時には第１の取風口を閉塞する板状部材により、走行風が後方の第２の取風口へ導かれるため、効率的にブレーキの冷却を行うことができる。

請求項２に記載の本発明における車体前部の導風構造は、請求項１に記載の構成において、前記板状部材はフロントガーニッシュであることを特徴とする。

上記構成によれば、フロントガーニッシュを板状部材として用いることで、第１の空気流入口を閉塞する面積の設定を自由に設定することができる。

請求項３に記載の本発明における車体前部の導風構造は、請求項１に記載の構成において、前記板状部材はライセンスプレートホルダであることを特徴とする。

上記構成によれば、ライセンスプレートホルダを板状部材として用いることで、フロントマスク部分の意匠をより自由にデザインすることができる。

請求項４に記載の本発明における車体前部の導風構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の構成において、前記フード下の空間に設けられたラジエータの温度を検知するラジエータ温度検知手段と、車速を検知する車速検知手段とを備え、前記板状部材はラジエータ温度、車速および前記前輪ブレーキの作動と解除に応じて移動制御されることを特徴とする。

上記構成によれば、ラジエータ温度、車速、ブレーキ冷却について所定の優先順位に従った制御を行うことができる。

本発明に係る車体前部の導風構造は上記構成としたので、制動時にブレーキ冷却ダクトへより多く風を送ることで、より効率的に走行風でブレーキ冷却を行うことができるという優れた効果が得られる。

＜構造の概要＞
本発明に係る車体前部の導風構造の実施形態を図１〜図２に従って説明する。なお各図において、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＲＥは車体後方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車体内側方向を、矢印ＯＵＴは車体外側方向を示す。

図１〜図３には、本発明の実施形態に係る車体前部の導風構造が示されている。図１に示すように、車体前部の導風構造１０は、車体１１、フロントバンパ２７に設けられた移動手段２８、移動手段２８で車体上下方向に移動可能に支持される板状部材１２、車体１１の前端部下側に設けられ、走行風１８をエンジンルーム１３に導入するラジエータ取風口１４、ラジエータ取風口１４の車幅方向両脇に設けられ、走行風１９を図示しないフロントブレーキ近傍に導入するブレーキ取風口１６から構成されている。

図２に示すように、フロントバンパ２７には移動手段２８が設けられ、板状部材１２を車体上下方向に移動可能に支持している。移動手段２８は例えばモータにラックギアとピニオンギアを組み合わせた往復運動装置でも、あるいはギアで駆動されるタイミングベルト上に固定された移動ステージでもよく、または油圧装置を用いたアクチュエータでも、電磁石とスプリングを用いた駆動機構などでもよい。

図２（Ａ）、図３（Ａ）に示すように、板状部材１２が高い位置にあり、車体前方視でラジエータ取風口１４に重ならないとき、車体前方からの走行風１８はエンジンルーム１３に導入される。エンジンルーム１３に導入された走行風１８はコンデンサ２０、ラジエータ２２等に吹き付けられる。

図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、板状部材１２が低い位置にあり、車体前方視でラジエータ取風口１４に重なるとき、車体前方からの走行風１８は板状部材１２により堰き止められ、高圧部分２４が形成され、その結果としてエンジンルーム１３へ導入される走行風１８の風量は減少する。

また図３に示すように、ブレーキ取風口１６には走行風１９が導入される。図３（Ｂ）に示すように、板状部材１２が低い位置にあるときは、ラジエータ取風口１４に導入されなかった走行風１８の一部がブレーキ取風口１６に導入される。

このとき、板状部材１２は図１に示されるようにライセンスプレートホルダであっても、また図３に示されるようにライセンスプレート１２Ａを保持するガーニッシュであってもよい。

＜作用効果＞
次に本発明の実施形態の作用および効果について説明する。

図２には本発明の実施形態に係る車体前部の導風構造の動作を示す断面図が、図３には平面図と正面図が示されている。

図２（Ａ）に示すように、走行中の車体１１において板状部材１２が車体上方にあり、ラジエータ取風口１４と正面視で重なっていないとき、すなわち車体前方からの走行風１８の、ラジエータ取風口１４への流入を妨げない位置にある場合は、図３（Ａ）に示されるように走行風１８はラジエータ取風口１４へ、また走行風１９はラジエータ取風口１４の車幅方向両脇に設けられたブレーキ取風口１６へ導入される。

このときエンジンルーム１３内に設けられたラジエータ２２には走行風１８が十分に吹き付けられるので、ラジエータ２２のエンジン冷却能力は最も効率よく発揮され、通常走行時すなわち定常速度での走行に適した状態となる。

ここで乗員がブレーキを踏むことにより車体１１が減速すると、図示しない保持部材で車体上下方向に移動可能に支持された板状部材１２は、図２（Ｂ）に示すように車体下方へ移動し、ラジエータ取風口１４を閉塞する。

これにより車体前方からの走行風１８はラジエータ取風口１４に導入されにくくなり、板状部材１２の車体前方には周囲よりも気圧の高い、高圧部分２４が形成され、走行風１８は車体上下方向あるいは車幅方向に流れる。

このとき図３（Ｂ）に示すように、車幅方向に流れた走行風１８の一部は走行風１９とともにブレーキ取風口１６へ導入される。このためフロントブレーキ３０へ導入される走行風の風量が増加し、フロントブレーキ３０はより強く冷却される。このため車体１１を制動するブレーキの性能は効率よく発揮される。

さらに、エンジンルーム１３への走行風１８の流入量が減少することで、車体前方のダウンフォースなど、車体１１の車体前側の空力性能が向上し、操縦安定性を向上させることができる。

図４〜図９には、本発明の実施形態に係る車体前部の導風構造の動作制御を示すフロー図が示されている。

車速をＶ、ブレーキ踏力をβ、ラジエータ水温をｔとし、それぞれ所定の閾値をＶ１、β１、ｔ１としたとき、車体１１の空力性能、ブレーキ冷却、エンジン冷却についての優先順位によって、板状部材１２の位置を上（ラジエータ取風口１４を開放）、下（ラジエータ取風口１４を閉塞）のどちらとするかの制御フローが複数種類考えられる。図示しない車速センサ、ブレーキスイッチおよびラジエータ温度計により検出される車速Ｖ、ブレーキ踏力β、ラジエータ温度ｔより、空力性能、ブレーキ冷却、エンジン冷却の何れを優先させるかに従って図示しない制御装置が移動手段２８を制御し、板状部材１２の位置決定を行う。

すなわち図４に示すように、空力性能、ブレーキ冷却、エンジン冷却の順に優先する制御としたときは、まず車速Ｖが閾値Ｖ１より速ければ定常速度での運転中と判断し、車体の空力性能が優先され、制御装置の判断に従い移動手段２８は板状部材１２を下（ラジエータ取風口１４閉じ位置）に位置させる。

車速Ｖが閾値Ｖ１より遅ければブレーキ踏力βについて、閾値β１との比較が行われる。ここでブレーキ踏力βが閾値β１より大きければ大きく減速中であり、板状部材１２は下（ラジエータ取風口１４閉じ位置）位置とされ、ブレーキ取風口１６へ走行風１８、１９が導入され、より強くブレーキ冷却が行われることでフロントブレーキ３０の制動能力が向上する。

ブレーキ踏力βが閾値β１より低い場合、ラジエータ温度ｔについて閾値ｔ１との比較が行われる。ラジエータ温度ｔが閾値ｔ１よりも高い場合はエンジン冷却のため板状部材１２の位置は上位置（ラジエータ取風口１４開き位置）とされ、ラジエータ取風口１４に走行風１８が導入されることでラジエータ２２がより冷却され、よりエンジン温度を下げることができる。

同様に図５に示すように、空力性能、エンジン冷却、ブレーキ冷却の順に優先する制御としたときは、まず車速Ｖが閾値Ｖ１より速ければ定常速度での運転中と判断し、車体の空力性能が優先され板状部材１２は下（ラジエータ取風口１４閉じ位置）となる。次いでラジエータ温度ｔが閾値ｔ１よりも高ければラジエータ２２冷却のため板状部材１２の位置は上（ラジエータ取風口１４開き位置）とされ、更にブレーキ踏力βが閾値β１より高ければブレーキ冷却のため板状部材１２は下（ラジエータ取風口１４閉じ位置）となる。

以下、同様に図６ではエンジン冷却、空力性能、ブレーキ冷却の順に優先する制御として制御手段が板状部材１２の位置を決定し、図７ではエンジン冷却、ブレーキ冷却、空力性能の順に優先する制御として板状部材１２の位置を決定し、図８ではブレーキ冷却、空力性能、エンジン冷却の順に優先する制御として板状部材１２の位置を決定し、図９ではブレーキ冷却、エンジン冷却、空力性能の順に優先する制御として板状部材１２の位置を決定する場合のフロー図が示されている。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

すなわち、上記各実施形態では車体前方にラジエータの存在する構造を例としたが、これに限定せずエンジンルーム１３に代えて車体前方にトランクルームが設けられていてもよい。あるいは板状部材としてのガーニッシュやライセンスプレートホルダ以外にも、フロントグリル自体を開閉可能とする構造や、ラジエータ取風口がバンパ下に設けられた構造に応用してもよい。

また、車室内より乗員が制御手段を通じて板状部材１２の位置を決定し、例えば峠道の下り坂などエンジン冷却性能を抑えてもブレーキ冷却を重視したい場合に対応するような手動制御機構を備えていてもよい。

本発明の実施形態に係る車体前部の導風構造を示す斜視図である。図１に示される車体前部の導風構造を拡大し本発明の原理を示した断面図である。図１に示される車体前部の導風構造を拡大し本発明の原理を示した平面図および正面図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。車速Ｖ、ラジエータ温度ｔ、ブレーキ踏力βの値によって板状部材の位置を制御するロジックの一例を示すフロー図である。

符号の説明

１０導風構造
１１車体
１２板状部材
１２Ａライセンスプレート
１３エンジンルーム
１４ラジエータ取風口
１６ブレーキ取風口
１８走行風
１９走行風
２０コンデンサ
２２ラジエータ
２４エンジン
２６高圧部分
２８移動手段
３０フロントブレーキ

Claims

車体前端に垂直に設けられ、車体上下方向に可動に支持された板状部材と、
車体前方の車幅方向中央に開口し、車体前部の上面を被覆するフード下の空間に連通する第１の空気流入口と、
前記第１の空気流入口よりも側面視で車体後方に開口し、走行風を前輪ブレーキに送るブレーキ冷却ダクトに連通する一対の第２の空気流入口と、
前記前輪ブレーキの作動と解除を検知するブレーキ検知手段と、
前記板状部材を車体上下方向に移動させる移動手段と、
を備え、
前記前輪ブレーキの作動により前記移動手段は前記板状部材を移動させて前記第１の空気流入口の少なくとも一部を閉塞し、前記前輪ブレーキの解除により前記移動手段は前記板状部材を移動させて前記第１の空気流入口を開放することを特徴とする車体前部の導風構造。
前記板状部材はフロントガーニッシュである請求項１に記載の車体前部の導風構造。
前記板状部材はライセンスプレートホルダである請求項１に記載の車体前部の導風構造。
前記フード下の空間に設けられたラジエータの温度を検知するラジエータ温度検知手段と、車速を検知する車速検知手段とを備え、前記板状部材はラジエータ温度、車速および前記前輪ブレーキの作動と解除に応じて移動制御されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体前部の導風構造。