JP6002000B2 - 車両の可変ダクト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器とフロントバンパとの間に可変ダクトを介装し、この可変ダクトの開閉により熱交換器を通過させる車速風を制御する車両の可変ダクト制御装置に関する。

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。

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。

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、開閉自在なルーバを有する可変ダクト制御装置（シャッタ装置）を介装し、この可変ダクト制御装置の各ルーバ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。

この可変ダクト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、ルーバを全閉にして、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、ルーバ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。

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、ルーバを開くことで、エンジンルーム内に車速風を積極的に取り入れ、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。

特開２００７−１５０３号公報

ところで、上述した文献に開示されている可変ダクト制御では、渋滞時などで先行車を追従走行している際に、冷却水温が上昇すればルーバが開動作して、外気が導入されるため、冷却水温の上昇が抑制される。

又、一般に、高速道路等を高速で走行する運転領域では、空気抵抗を低減させるためにルーバを閉動作させる可変ダクト制御が行われる。しかし、高速走行中であっても、先行車がトラックやバス等の大型車で、且つ先行車との車間距離が短い条件下では、大型車の後部に乱流境界層が生成され易い。この乱流境界層内の空気圧は低く、自車両の少なくとも前端部が乱流境界層に臨まされた状態で走行を継続すると、対気速度（空気と自車両との相対速度）が低く、対地速度（自車速）に対しての車速風量が低下するために、ラジエータや空調装置のコンデンサ等の熱交換器の熱交換性能が悪化する。

このような条件下であっても、上述した文献などに開示されている従来の可変ダクト制御では、冷却水温が予め設定されているしきい値を超えるまでは、ルーバの閉状態が維持される。そして、冷却水温が上昇し、しきい値を超えたとき、ルーバを開動作させる可変ダクト制御が行われる。更に、空調装置の冷媒圧力が予め設定したしきい値を超えた場合もルーバを開動作させる可変ダクト制御が行われる。

しかし、冷却水温が予め設定したしきい値を超えたときにルーバを開動作させ、或いは空調装置の冷媒圧力が予め設定したしきい値を超えたときにルーバを開動作させても、冷却水温や空調装置の冷媒圧力は上昇過程にあり、しかも、対気速度が小さいため、車速風が少なく、冷却水温を直ちに低下させることが困難となる。

一方、このような温度上昇を見越して、冷却水温や冷媒圧力に対するしきい値を予め低く設定すれば、総走行場面に於けるルーバの開くタイミングが多くなり、その分、ルーバの総開時間が長くなるため、相対的にエンジンルームに導入する車速風量が多くなり、これが空気抵抗となって平均燃費の悪化を招いてしまう。

本発明は、上記事情に鑑み、高速走行等において対気速度の小さくなる状況となっても、冷却水温や空調装置の冷媒圧力の上昇、及び、空気抵抗の増加を抑制して、燃費向上を実現することのできる車両の可変ダクト制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両前方の情報を取得する前方情報取得手段と、エンジンルーム内の前部に配置されている熱交換器とフロントバンパとの間に介装されて該フロントバンパに開口された外気導入口を開閉する可変ダクトと、前記可変ダクトによる前記外気導入口の開閉を制御する可変ダクト制御部とを有する可変ダクト制御装置において、前記可変ダクト制御部は、前記自車両の車速或いは該自車両の前方を走行する前記先行車の車速に基づき、車速の程度を表す車速指標を設定する車速指標設定部と、前記前方情報取得手段で取得した前記前方情報に基づいて求めた前記先行車の前記後方投影面積に基づき、該後方投影面積の大きさの程度を表す後方投影面積指標を設定する後方投影面積指標設定部と、前記前方情報取得手段で取得した前記前方情報に基づいて求めた前記自車両と前記先行車との前記車間距離に基づき、該車間距離の程度を表す車間距離指標を設定する車間距離指標設定部と、前記車速指標と前記後方投影面積指標と前記車間距離指標とに基づいて前記推定車速風利用率を設定する推定車速風利用率設定部と、前記推定車速風利用率が予め設定した前記利用率境界値よりも小さい場合、前記可変ダクトを開動作させるダクト駆動制御部と
を備える。

本発明によれば、先行車に後続して走行する自車両の車速風利用率を、先行車或いは自車両の車速と先行車の後方投影面積と車間距離とに基づいて推定し、この推定車速風利用率が予め設定した利用率境界値よりも小さい場合、可変ダクトを開動作させるようにしたので、高速走行等において対気速度が小さく、推定車速風利用率が低い場合は、可変ダクトが強制的に開動作される。その結果、冷却水温や空調装置の冷媒圧力の上昇を抑制することができ、燃費向上を実現することができる。更に、車速風利用率が低いため、可変ダクトを開動作させても導入される車速風量は少なく、エンジンルーム内に乱流が発生し難いため、空気抵抗が大幅に増加することはない。

可変ダクト制御装置を搭載する車両の斜視図 図１のII-II断面図 可変ダクト制御装置の概略構成図 可変ダクト制御ルーチンを示すフローチャート 可変ダクト強制開制御ルーチンを示すフローチャート （ａ）は車速指標テーブルの概念図、（ｂ）は後方投影面積指標テーブルの概念図、（ｃ）は車間距指標テーブルの概念図 推定車速風利用率設定テーブルの概念図 高速走行時に生成される乱流境界層の説明図

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、図２に示すように、車両１の車体前部２にはエンジンルーム３が形成されており、このエンジンルーム３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が搭載されていると共に、前部にラジエータユニット６が配設されており、このラジエータユニット６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、後部に冷却ファン６ｂが設けられている。尚、このラジエータ６ａ、及びコンデンサ７が熱交換器に相当する。

又、車体前部２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、一方、車体前部２の後部にフロントガラス９が連続され、このフロントガラス９の内面（すなわち、キャビン側）の上部であって車幅方向中央の近接された位置に、メインカメラ１０Ｒとサブカメラ１０Ｌとを有する前方情報取得手段としてのステレオカメラユニット１０が設置されている。尚、このステレオカメラユニット１０の構成については後述する。

フロントバンパ８は、上部に外気導入口としてのフロントグリル８ａが設けられ、下部に外気導入口としての下部導入口８ｂが開口されている。又、フロントバンパ８とラジエータユニット６との間の空間に、周知の可変ダクト１１が介装されて、所定に配置されている。ここで、可変ダクト１１の構成について簡単に説明する。

この可変ダクト１１は、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の外周を囲うように配設されている。このダクトフレーム１１ａの下部と上部であって、フロントバンパ８に設けられているフロントグリル４ａと下部導入口８ｂとに対応する位置に、ラジエータ６ａ、及びコンデンサ７への外気の通風量を制御するルーバ１２，１３が配設されている。

図１に示すように、可変ダクト１１の上部に配設されている上側ルーバ１２は、複数枚（本実施形態では３枚）で構成され、個々がリンク機構を介して一体的に開閉自在にされている。又、このリンク機構に駆動モータ１４が連設されており、この駆動モータ１４の動作は、後述する可変ダクト制御部２１にて制御される。

一方、可変ダクト１１の下部に配設されている下側ルーバ１３は、上端が枢支されて自重により垂立されており、この垂立された状態での前面下端に電磁石１５が対峙されている。この電磁石１５はダクトフレーム１１ａに固設されており、通電させることで磁界が発生して、下側ルーバ１３の下端が吸着される。この電磁石１５の動作は、後述する可変ダクト制御部２１にて制御される。

図３に示すように、可変ダクト１１の動作を制御する可変ダクト制御部２１は、マイクロコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリ２１ｄを有しており、ＣＰＵ２１ａはＲＯＭ２１ｂに記憶されている制御プログラムに従い、各ルーバ１２，１３の動作を制御する。尚、ＲＯＭ２１ｂには、制御プログラム以外に、後述する各種テーブルデータ等の固定データが格納されている。

この可変ダクト制御部２１の入力側に、ステレオカメラユニット１０、車速Ｖｓｐを検出する車速センサ１６、外気温Ｔｏｕｔを検出する外気温センサ１７、冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１８、空調装置の冷媒通路の高圧側ラインに設けられて冷媒圧力Ｐｄを検出する冷媒圧センサ１９等、可変ダクト１１の動作を制御するために必要なパラメータを検出するセンサ類が接続されている。

ステレオカメラユニット１０は、メインカメラ１０Ｒとサブカメラ１０Ｌとからなるステレオカメラと、Ａ／Ｄ変換部１０ａと、画像認識処理部１０ｂとを有している。両カメラ１０Ｒ，１０ＬはＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、この撮像素子によって自車両が走行している走行レーンや自車両１の前方を走行する先行車を含む車両前方の外部環境が撮像される。

Ａ／Ｄ変換部１０ａは、両カメラ１０Ｒ，１０Ｌで撮像した一対のアナログ画像を所定輝度階調のデジタル画像に変換する。画像認識処理部１０ｂは、Ａ／Ｄ変換部１０ａから出力された一対のデジタル画像を所定に画像処理して、自車両１前方の立体物データ、及び当該立体物データと自車両との間の距離データや白線データ等の前方情報を取得し、これら各種情報に基づいて自車走行路を推定し、取得した立体物データと推定した自車走行路とに基づき自車走行路前方を走行する先行車を認識する。

そして、先行車の後方投影面積（両カメラ１０Ｒ，１０Ｌ側から見た先行車の面積）Ａを、自車両１との距離データＬと、エッジ処理により求めた、車体を方向から見たときの投影画像内の画素数とに基づいて求め、この距離データＬ、及び後方投影面積Ａを可変ダクト制御部２１へ先行車情報として出力する。又、この可変ダクト制御部２１の出力側に、駆動モータ１４、電磁石１５に対して駆動信号を出力するモータ駆動部２５、電磁駆動部２６が接続されている。

可変ダクト制御部２１は、入力された各種パラメータに基づき、上側ルーバ１２の開閉を開閉させる駆動モータ１４、及び、下側ルーバ１３を吸着する電磁石１５に対する通電制御を行う。すなわち、外気温Ｔｏｕｔ、冷媒圧力Ｐｄ、冷却水温Ｔｗの何れかが予め設定したしきい値を超えている場合、駆動モータ１４を介して上側ルーバ１２を開動作させると共に、電磁石１５に対する通電を遮断する。又、外気温Ｔｏｕｔ、冷媒圧力Ｐｄ、冷却水温Ｔｗの何れかが予め設定したしきい値を超えていない場合であっても、先行車が予め設定した判定条件を満足した場合は、上側ルーバ１２を強制的に開動作させると共に、電磁石１５に対する通電を遮断する。

可変ダクト制御部２１で実行される駆動モータ１４、及び電磁石１５に対する通電制御は、具体的には、図４に示す可変ダクト制御ルーチン、及び図５に示す可変ダクト強制開ルーチンに従って処理される。

図４に示すルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、強制開フラグＦｕの値を調べる。この強制開フラグＦｕは、後述する図５に示すルーチンに従って設定される。

そして、ＦＵ＝０の場合、ステップＳ２へ進み、Ｆｕ＝１の場合、ステップＳ６へジャンプする。ステップＳ２へ進むと、このステップＳ２〜Ｓ４において、可変ダクト１１の各ルーバ１２，１３を開動作させるか否かの走行条件を判定する。

すなわち、ステップＳ２では、外気温センサ１７で検出した外気温Ｔｏｕｔ[℃]と予め設定されているしきい値Ｔ１[℃]とを比較する。このしきい値Ｔ１は、各ルーバ１２，１３が閉じられた状態であっても、充分にエンジン冷却を得ることのできるしきい値である。そして、Ｔｏｕｔ＜Ｔ１の場合はステップＳ３へ進み、Ｔｏｕｔ≧Ｔ１の場合はステップＳ６へ分岐する。

ステップＳ３では、冷媒圧センサ１９で検出した空調装置の冷媒圧力Ｐｄと予め設定したしきい値Ｐ１とを比較する。このしきい値Ｐ１は冷媒圧力Ｐｄが上昇している段階の圧力であり、例えば冷却ファン６ｂがコンデンサ７を冷却するためにＯＮ動作する圧力に設定されている。そして、Ｐｃ＜Ｐ１の場合は、ステップＳ４へ進み、Ｐｄ≧Ｐ１の場合はステップＳ６へジャンプする。

ステップＳ４では、水温センサ１８で検出した冷却水温Ｔｗと予め設定したしきい値Ｔ２とを比較する。このしきい値Ｔ２は、例えばラジエータ６ａを冷却するために冷却ファン６ｂがＯＮ動作する温度に設定されている。そして、Ｔｗ＜Ｔ２の場合はステップＳ５へ進み、Ｔｗ≧Ｔ２の場合はステップＳ６へ分岐する。

ステップＳ５へ進むと、動作モード１を実行してルーチンを抜ける。一方、ステップＳ６へ進むと、動作モード２を実行してルーチンを抜ける。

各動作モード１，２は、以下のような制御動作を行う。

すなわち、動作モード１が実行されると両ルーバ１２，１３が閉動作され、動作モード２が実行されると、両ルーバ１２，１３が開動作される。尚、この各動作モード１，２に対応する制御信号が、駆動モータ１４を動作させるモータ駆動部２５と、電磁石１５を駆動させる電磁駆動部２６とに出力される。

モータ駆動部２５では、可変ダクト制御部２１から出力される制御信号に基づき、駆動モータ１４を正転或いは逆転させて、上側ルーバ１２を開閉動作させる。又、電磁駆動部２６では、可変ダクト制御部２１から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号に従い、ＯＮ信号が入力された場合は電磁石１５に対して通電し、ＯＦＦ信号が入力された場合は非通電とする。電磁石１５が通電されると磁界が発生し、下側ルーバ１３の下端が吸着されて閉状態となる。

一方、電磁石１５に対する通電を遮断（非通電）すると、下側ルーバ１３は回動自在となり、停車中は自重により垂立した状態が維持され、走行中は、走行により発生する車速風の圧力にて自然開放される。従って、走行中、電磁石１５に対する通電を遮断すると、下側ルーバ１３は前方からの車速風圧により開状態となり、以後、例え電磁石１５に通電して磁力を発生させても、下側ルーバ１３は車速が低下して車速風圧が弱くなるまで閉じることはない。尚、この下側ルーバ１３を上側ルーバ１２とリンク機構を介して連設し、下側ルーバ１３を上側ルーバ１２とを駆動モータ１４によって回生動作させるようにしても良い。この場合、電磁駆動部２６と電磁石１５は不要となる。

このように、上述した可変ダクト制御ルーチンでは、基本的に、外気温Ｔｏｕｔ、冷媒圧力Ｐｄ、冷却水温Ｔｗが、予め設定したしきい値Ｔ１，Ｐ１，Ｔ２を超えるまでは、動作モード１が選択されるため、可変ダクト１１は閉状態が維持される。

ところで、高速道路を走行しているトラック、バスなどの大型車は、前方投影面積（正面から見た面積）が大きいため、速度が増すほど大きな空気抵抗が発生する。空気抵抗が大きくなると、この大型車の後部付近に乱流境界層が生成されて後部周辺の気圧が低下する。このような大型車に対して自車両１が後続追従し、少なくとも前端部が乱流境界層に臨まされている場合、車速風が充分に発生しておらず、熱交換器に対する冷却風（車速風）の取り込みを充分に行うことができなくなる。この乱流境界層は先行車の車速が高いほど強い乱流が発生し、又、その範囲は前方投影面積が大きいほど後方へ広く生成される。更に、自車両１が先行車に近づくほど乱流の影響をより大きく受ける。尚、本実施形態では、この前方投影面積を両カメラ１０Ｒ，１０Ｌ側から見た後方投影面積Ａとして捕らえている。

一方、乱流境界層内は気圧が低いため、自車両１の少なくとも前端部が乱流境界層に臨まされた状態では、可変ダクト１１のルーバ１２，１３を開放しても、車速風がエンジンルーム３側に大量に流れ込むことはなく、従って、自車両１の空気抵抗が大幅に増加することはない。

そのため、図５に示す可変ダクト強制開制御ルーチンでは、自車両１が先行車の乱流境界層に入り込んでいるか否かを調べ、その程度に応じて、各ルーバ１２，１３を強制的に開動作させるか否かを判定する。

すなわち、このルーチンはイグニッションスイッチをＯＮした後、設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１１で、高速道路走行か否かを判定する。高速道路走行か否かは、例えばカーナビゲーション装置、ＥＴＣ（自動料金収受システム）からの信号等で判定することができる。又、ステレオカメラユニット１０で取得した前方情報によって、高速道路料金所の通過等を認識することで高速道路の走行を判定することもできる。

そして、高速道路の走行であると判定した場合は、ステップＳ１２へ進み、高速道路の走行ではないと判定した場合はステップＳ２６へジャンプし、タイマのカウント値Ｔｉｍをクリアして（Ｔｉｍ←０）、ステップＳ２４へ戻る。

ステップＳ１２へ進むと、車速センサ１６で検出した車速Ｖｓｐを読込み、ステップＳ１３で車速Ｖｓｐに基づき、車速指標テーブルを参照して車速指標ＩVを設定する。図６（ａ）に車速指標テーブルの概念図を示す。

この車速指標テーブルには、車速領域ごとに、予め設定された車速の程度を表す車速指標ＩVが格納されており、本実施形態では、車速領域を中高速領域、高速領域、最高速領域の３領域に設定し、中高速領域ではＩV＝１、高速領域ではＩV＝２、最高速領域ではＩV＝３、すなわち、車速領域が高速になるほど乱流境界層内の乱流が強くなり、自車両１の冷却性能に及ぼす影響が大きくなるため、それに比例して高い指標が格納されている。尚、この車速指標ＩVの初期値は０であり、車速Ｖｓｐが中高速領域に達するまでは、ＩV＝０が維持され、又、車速Ｖｓｐが中高速領域よりも低下した場合も、ＩV＝０に設定される。又、このステップＳ１２，Ｓ１３での処理が、本発明の車速指標設定部に対応している。

次いで、ステップＳ１４へ進み、ステレオカメラユニット１０で求めた先行車情報を読込み、ステップＳ１５で、ステレオカメラユニット１０に先行車情報があるか否かを調べる。そして、先行車情報がない場合、すなわち自車両１の前方に先行車が認識されていない場合は、ステップＳ２６へジャンプし、タイマのカウント値Ｔｉｍをクリアして（Ｔｉｍ←０）、ステップＳ２４へ戻る。又、先行車情報がある場合は、ステップＳ１６へ進む。

前述したように、ステレオカメラユニット１０で求めた先行車情報には、先行車の後方投影面積Ａと自車両１と先行車との間の車間距離（車間距離データ）Ｌとが含まれており、ステップＳ１６では、この後方投影面積Ａに基づき先行車後方投影面積テーブルを参照して、後方投影面積指標ＩAを設定する。図６（ｂ）に後方投影面積指標テーブルの概念図を示す。

この先行車後方投影面積テーブルには、投影面積区分ごとに予め設定した後方投影面積Ａの大きさの程度を表す後方投影面積指標ＩAが格納されており、本実施形態では、投影面積区分を小、中、大の３区分に設定し、小区分ではＩA＝１、中区分ではＩA＝２、大区分ではＩA＝３、すなわち、後方投影面積Ａが大きくなるほど、乱流境界層が生成される範囲が広くなり、自車両１の冷却性能に及ぼす影響が大きくなるため、高い指標が設定されている。尚、このステップＳ１６での処理が、本発明の後方投影面積指標設定部に対応している。

次いで、ステップＳ１７へ進むと、車間距離Ｌに基づき、車間距離指標テーブルを参照して、車間距離指標ＩLを設定する。図６（ｃ）に車間距離指標テーブルの概念図を示す。

この車間距離指標テーブルには、車間距離区分ごとに予め設定した車間距離Ｌの程度を表す車間距離指標ＩLが格納されており、本実施形態では、車間距離区分を、近い、非常に近い、ごく近いの、３区分に設定し、近い区分ではＩL＝１、非常に近い区分ではＩL＝２、ごく近い区間ではＩL＝３、すなわち、車間距離Ｌが短いほど乱流の影響を大きく受け、自車両１の冷却性能に及ぼす影響が大きくなるため、高い指標が設定されている。尚、車間距離Ｌが近い区分よりも遠位にある場合は、ＩL＝０に設定される。尚、このステップＳ１７での処理が、本発明の車間距離指標設定部に対応している。

その後、ステップＳ１８へ進むと、各指標ＩV，ＩA，ＩLを加算して、自車両１の冷却性能に及ぼす影響度を示す総指標Ｉを求める（Ｉ←ＩV＋ＩA＋ＩL）。次いで、ステップＳ１９へ進み、ステップＳ１７で算出した総指標Ｉと前回の演算時に求めた総指標Ｉ(n-1)とが同一か否かを調べる。

そして、Ｉ≠Ｉ(n-1)の場合、先行車に対する追従状態が安定していないと判定し、ステップＳ２６へジャンプし、タイマのカウント値Ｔｉｍをクリアして（Ｔｉｍ←０）、ステップＳ２４へ戻る。一方、Ｉ＝Ｉ(n-1)の場合は、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０へ進むと、タイマのカウント値Ｔｉｍをインクリメントし（Ｔｉｍ←ＴｉＭ＋１）、ステップＳ２１で、このタイマのカウント値Ｔｉｍと設定カウント値Ｔｏとを比較し、Ｔｉｍ＜Ｔｏの場合は、ステップＳ１１へ戻り、Ｔｉｍ＝Ｔｏの場合は、先行車に対する追従状態が安定していると判定し、ステップＳ２２へ進む。この設定カウント値Ｔｏは状態の安定度を示すための時間であり、予めシミュレーションや実験等から求めて設定されている。

そして、ステップＳ２２へ進むと、総指標Ｉに基づき推定車速風利用率Ｕ[%]を、推定車速風利用率設定テーブルを参照して設定する。推定車速風利用率Ｕは、フロントバンパ８の前端面が受ける実車速風と車速との比率（[実車速風／車速]＊１００[%]）であり、大型車等、前方を大きく遮る車両に後続追従しない通常の走行状態では、おおよそＵ＝１００[%]となる。

この推定車速風利用率Ｕは計算式から演算により求めることもできるが、車速風を検出するセンサが必要となるばかりか、車速風は常時変化するため、演算が複雑化してしまう。これに対し、本実施形態のように、乱流境界層の程度を、総指標Ｉから推定することで演算が容易となり、可変ダクト制御部２１にかかる負担を軽減することができる。

図７に推定車速風利用率設定テーブルの概念を示す。この推定車速風利用率設定テーブルに格納されている推定車速風利用率Ｕは、総指標Ｉごとに、予めシミュレーションや実験などに基づいて求められている。総指標Ｉは高い値を示すほど車速風利用率は低くなるため、総指標Ｉ＝０〜２にはＵ＝１００[%]が格納され、総指標Ｉ＝３〜９にはＵ＝９０〜３０[%]と比例的に減少する値が格納されている。尚、このステップＳ１８〜Ｓ２２での処理が、本発明の推定車速風利用率設定部に対応している。

又、本実施形態では、各指標ＩV，ＩA，ＩLを加算した総指標Ｉに基づいて推定車速風利用率Ｕを設定しているが、この推定車速風利用率Ｕを、車速Ｖｓｐと、先行車情報に含まれている後方投影面積Ａ、及び車間距離Ｌとに基づきマップ検索等から設定するようにしても良い。

次いで、ステップＳ２３へ進み、推定車速風利用率Ｕと、予め設定されている利用率境界値αとを比較する。この利用率境界値αは、対気速度が不足気味となる車速風利用率を予めシミュレーションや実験などに基づいて求めて設定したものであり、車種ごとに任意に設定することができる。因みに、本実施形態では、α＝６０[%]に設定している。

そして、Ｕ≧αの場合はステップＳ２４へ進み、又、Ｕ＜αの場合はステップＳ２５へ分岐する。従って、本実施形態は、推定車速風利用率Ｕが５０[%]以下の場合のみ、換言すれば、総指標Ｉが７以上の場合のみ、ステップＳ２５へ分岐する。

ステップＳ２２或いはステップＳ２６からステップＳ２４へ進むと、強制開フラグＦｕをクリアして（Ｆｕ←０）、ルーチンを抜ける。又、ステップＳ２５へ分岐すると、強制開フラグＦｕをセットして（Ｆｕ←１）、ルーチンを抜ける。

この強制開フラグＦｕの値は、前述した図４に示す可変ダクト制御ルーチンのステップＳ１で読込まれる。そして、Ｆｕ＝１の場合は、ステップＳ６へジャンプして、動作モード２を実行して、ルーチンを抜ける。従って、Ｆｕ＝１の場合は、自車両１の運転条件に拘わりなく、両ルーバ１２，１３が開動作される。尚、このステップＳ２３，Ｓ２５、及び前述した可変ダクト制御ルーチンのステップＳ１，Ｓ６での処理が、本発明の可変ダクト駆動制御部に対応する。

このように、本実施形態では、先行車の後部に生成される乱流境界層内の風圧や風速を直接検出すること無く、推定車速風利用率Ｕを、車速Ｖｓｐ、先行車の後方投影面積Ａ、車間距離Ｌに基づいて設定し、又、対気速度が不足気味となる空気利用率の利用率境界値αを予め設定し、推定車速風利用率Ｕと利用率境界値αとを比較し、推定車速風利用率Ｕが利用率境界値αよりも低い場合は、可変ダクト１１の各ルーバ１２，１３を強制的に開動作させるようにしたので、対気速度の小さくなる状況下であっても、冷却水温Ｔｗや空調装置の冷媒圧力Ｐｄの上昇、及び、空気抵抗の増加が抑制され、燃費向上を図ることができる。又、空気利用率が低いため、可変ダクトを開動作させてもエンジンルーム内に乱流が生成され難く、空気抵抗が発生し難いため、燃費悪化となることはない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば可変ダクト１１は下側ルーバ１３を上側ルーバ１２にリンクさせて、一体に開閉動作させるようにしても良い。この場合、図２に示す電磁石１５、電磁駆動部２６は省略することができる。又、車速Ｖｓｐは先行車の車速であっても良い。この場合、先行車の車速は、自車速Ｖｓｐに、ステレオカメラユニット１０で取得した先行車との車間距離Ｌの変化から求めた相対車速を加算して求める。

１…自車両、
２…車体前部、
６…ラジエータユニット、
６ａ…ラジエータ、
７…コンデンサ、
８…フロントバンパ、
８ａ…フロントグリル、
８ｂ…下部導入口、
１０…ステレオカメラユニット、
１０ｂ…画像認識処理部、
１１…可変ダクト、
１２…上側ルーバ、
１３…下側ルーバ、
１４…駆動モータ、
１５…電磁石、
１６…車速センサ、
１７…外気温センサ、
１８…水温センサ、
１９…冷媒圧センサ、
２１…可変ダクト制御部、
２５…モータ駆動部、
２６…電磁駆動部、
Ｉ…総指標、
ＩA…後方投影面積指標、
ＩL…車間距離指標、
ＩV…車速指標、
Ｌ…車間距離データ、
Ｐｃ…冷媒圧力、
Ｔ１，Ｐ１，Ｔ２…しきい値、
Ｔｉｍ…タイマ、
Ｔｗ…冷却水温、
Ｕ…推定車速風利用率、
Ｖｓｐ…車速、
α…利用率境界値

Claims (2)

1. 自車両前方の情報を取得する前方情報取得手段と、
   エンジンルーム内の前部に配置されている熱交換器とフロントバンパとの間に介装されて該フロントバンパに開口された外気導入口を開閉する可変ダクトと、
   前記可変ダクトによる前記外気導入口の開閉を制御する可変ダクト制御部と
   を有する可変ダクト制御装置において、
   前記可変ダクト制御部は、
   前記自車両の車速或いは該自車両の前方を走行する前記先行車の車速に基づき、車速の程度を表す車速指標を設定する車速指標設定部と、
   前記前方情報取得手段で取得した前記前方情報に基づいて求めた前記先行車の前記後方投影面積に基づき、該後方投影面積の大きさの程度を表す後方投影面積指標を設定する後方投影面積指標設定部と、
   前記前方情報取得手段で取得した前記前方情報に基づいて求めた前記自車両と前記先行車との前記車間距離に基づき、該車間距離の程度を表す車間距離指標を設定する車間距離指標設定部と、
   前記車速指標と前記後方投影面積指標と前記車間距離指標とに基づいて前記推定車速風利用率を設定する推定車速風利用率設定部と、
   前記推定車速風利用率が予め設定した前記利用率境界値よりも小さい場合、前記可変ダクトを開動作させるダクト駆動制御部と
   を備えることを特徴とする車両の可変ダクト制御装置。
2. 前記推定車速風利用率設定部は、前記車速指標と前記後方投影面積指標と前記車間距離指標とを加算して総指標を求め、該総指標が設定時間継続されている場合、該総指標に基づいて前記推定車速風利用率を設定することを特徴とする請求項１記載の車両の可変ダクト制御装置。

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