(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示す車両1において、車体2の内部に形成されたエンジンルーム3には、そのエンジン4を冷却するためのラジエータ5が収容されている。また、車体2の前部(同図中、左側の端部)には、車両前方の外部空間と車体2の内部空間とを連通するグリル開口部7が形成されている。そして、上記ラジエータ5は、このグリル開口部7からエンジンルーム3に流れ込む空気が当たるように、エンジン4の前方に配置されている。
【0016】
尚、ラジエータ5の後方(同図中、右側)には、ファン6が設けられている。そして、このファン6が回転することにより、効率良く、ラジエータ5に空気が流れるようになっている。
【0017】
本実施形態では、グリル開口部7は、バンパー8の下方に形成されている。また、グリル開口部7の開口端7aには、その意匠面(ロアグリル)を構成するフロントグリル9が取着されている。そして、本実施形態の車両1は、そのグリル開口部7からエンジンルーム3内に流れ込む空気の流量を制御可能なグリルシャッタ装置10を備えている。
【0018】
詳述すると、グリルシャッタ装置10は、複数の可動フィン11を有するシャッタ機構12と、このシャッタ機構12を開閉駆動するアクチュエータ13とを備えている。
図2及び
図3(a)に示すように、本実施形態のシャッタ機構12は、車体2の幅方向(
図3(a)中、左右方向)に延びる横長の略四角枠状に形成されたフレーム14を備えている。そして、各可動フィン11は、このフレーム14の枠内において回動自在に支持されている。
【0019】
具体的には、各可動フィン11は、フレーム14の両側壁部14L,14R間に掛け渡された回動軸15を有して回動自在に支承されている。また、各可動フィン11は、その回動軸15を中心として回動することによりフレーム14の枠内を閉塞可能なフィン部16を備えている。尚、本実施形態のシャッタ機構12は、フレーム14の枠内に並列配置された上下二段の可動フィン11A,11Bを有している。そして、
図1に示すように、本実施形態のシャッタ機構12は、そのフレーム14の上端がバンパーリインフォース17に固定されることにより、グリル開口部7内に配置されている。
【0020】
即ち、本実施形態のシャッタ機構12は、グリル開口部7から流れ込む空気の流入方向に対してフィン部16が並行する状態となる方向(
図1中、時計回り方向)に各可動フィン11が回動することにより開状態となる。また、空気の流入方向に対してフィン部16が交差する状態となる方向(
図1中、反時計回り方向)に各可動フィン11が回動することにより閉状態となる。そして、各可動フィン11が全閉状態に対応する回動位置にある場合には、その隣り合う各可動フィン11の先端(フィン部16のフィン先)が重なり合うことで、フレーム14の枠内を閉塞することが可能になっている。
【0021】
一方、
図4に示すように、アクチュエータ13は、モータ20を駆動源として各可動フィン11を回動させることにより、シャッタ機構12を開閉駆動する。そして、アクチュエータ13は、制御手段としてのECU21によって、その作動が制御されている。
【0022】
即ち、シャッタ機構12の開閉動作は、このECU21により制御されている。そして、本実施形態のグリルシャッタ装置10は、その各可動フィン11の回動によるシャッタ機構12の開閉動作に基づいて、グリル開口部7からエンジンルーム3内に流れ込む空気の流量を制御することが可能となっている。
【0023】
詳述すると、本実施形態では、ECU21には、車速Vやエンジン4の冷却水温Tw等、各種の車両状態量が入力されるようになっている。そして、ECU21は、これらの車両状態量に基づいて、そのシャッタ機構12の開閉制御を実行する。
【0024】
具体的には、ECU21は、車内ネットワーク(図示略)を介した各車両状態量の通信が開始されることにより、車両1のイグニッションスイッチがオン(IGオン)されたこと、即ち車両1が走行状態又は走行準備状態にあることを認識する。そして、その冷却水温Twが上昇するまではシャッタ機構12を閉状態とする、或いは車速Vの上昇によりシャッタ機構12を閉状態とする等といった周知の開閉制御を実行する。
【0025】
また、本実施形態では、ECU21には、アクチュエータ13に設けられたパルスセンサ22が接続されており、ECU21は、このパルスセンサ22から入力されるモータ20の回転に同期したパルス信号Spに基づいて、シャッタ機構12の作動量を検出する。更に、ECU21には、シャッタ機構12の全開位置を確認可能なリミットスイッチ23が接続されている。そして、ECU21は、このリミットスイッチ23の出力信号(オン/オフ信号)Sswに基づいて、そのシャッタ機構12の開作動制御が正常に終了したか否かを判定する。
【0026】
さらに詳述すると、
図5のフローチャートに示すように、ECU21は、パルス信号Spに基づき検出されるシャッタ機構12の作動量を監視しつつ、その検出される作動量が、シャッタ機構12の全開状態に対応する規定作動量に到達するまで(ステップ102:YES)、当該シャッタ機構12の開作動制御(ステップ101)を実行する。
【0027】
また、ECU21は、その検出される作動量が上記規定作動量に到達すると(ステップ102:YES)、次に、上記リミットスイッチ(開位置リミットSW)23が「オン」になっているか否かを判定する(ステップ103)。そして、そのリミットスイッチ23が「オン」である場合(ステップ103:YES)に、シャッタ機構12が全開状態にあることを確認し、その開作動制御が正常に終了したものと判定する(ステップ104)。
【0028】
一方、上記ステップ103において、リミットスイッチ23が「オン」になっていない、即ちシャッタ機構12が全開状態にあることが確認できない場合(ステップ103:NO)には、ECU21は、その開作動制御に異常があったものと判定する(ステップ105)。そして、そのシャッタ機構12を全開状態にすべく、再度、開作動制御を実行する。尚、この所謂リトライ制御の詳細については、その説明を省略する。
【0029】
(作動状態確認構造)
次に、本実施形態のシャッタ機構における作動状態確認構造について説明する。
図6に示すように、本実施形態では、フレーム14の両側壁部14L,14Rには、それぞれ、その上下方向(
図3(a)参照、同図中、上下方向)に離間した位置に、各可動フィン11(11A,11B)に対応する二つの支持孔25a,25bが形成されている。そして、
図3(a)に示すように、各可動フィン11A,11Bは、それぞれ、その回動軸15の両端部が、これら各支持孔25a,25bに挿通されることにより、そのフィン部16が枠内に配置された状態で、フレーム14により回動自在に支持されている。
【0030】
また、
図3(a)及び
図6に示すように、本実施形態のシャッタ機構12は、各可動フィン11A,11Bの軸端部11La,11Lb間を連結するリンク機構26を備えている。
【0031】
具体的には、このリンク機構26は、その側壁部14Lを貫通する態様でフレーム14の枠外に突出する各可動フィン11A,11Bの軸端部11La,11Lbに固定された一対のレバー部材26a,26bと、これら各軸端部11La,11Lbの先端に対して回動自在に連結される連結部材26cとを備えた周知の構成を有している。そして、
図2及び
図3(a)(b)に示すように、本実施形態のアクチュエータ13は、フレーム14の側壁部14Rに固定されることにより、その枠外において、下段側に配置された可動フィン11Aにおける上記リンク機構26とは反対側の軸端部11Raを駆動する構成となっている。
【0032】
即ち、
図7に示すように、本実施形態のシャッタ機構12では、下段側の可動フィン11Aからリンク機構26を介して上段側の可動フィン11Bへと至る直列的な駆動力伝達経路が形成されるようになっている。これにより、各可動フィン11A,11Bは、同図中、その下段側の可動フィン11Aにおける右側の軸端部11Raから左側の軸端部11Laへ、更に上段側の可動フィン11Bおける左側の軸端部11Lbから右側の軸端部11Raへと伝達される駆動力に基づいて、互いに連動して回動する。そして、本実施形態では、上記リミットスイッチ23(
図4参照)は、その直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの回動に基づきオン/オフすることにより、シャッタ機構12の作動状態、詳しくは、その全開位置を確認可能な検出器として機能する構成となっている。
【0033】
詳述すると、
図3(a)〜(c)及び
図6に示すように、上段側の可動フィン11Bの軸端部11Lbには、当該可動フィン11Bと一体に回動するレバー部材31が固定されている。尚、上記のように、この軸端部11Lbは、フレーム14の側壁部14Rを貫通する態様で当該フレーム14の枠外に突出している。そして、リミットスイッチ23は、このレバー部材31の回動位置に応じて当該レバー部材31に押圧されるスイッチ部23aを有してフレーム14の側壁部14Rに固定されている。
【0034】
具体的には、
図3(b)に示すように、本実施形態のリミットスイッチ23は、フレーム14の側壁部14Rに対向して配置されるアクチュエータ13の側面13aに固定されている。そして、これにより、リミットスイッチ23は、アクチュエータ13と一体に、その側壁部14Rに固定される構成となっている。
【0035】
次に、上記のように構成されたグリルシャッタ装置10の作用について説明する。
即ち、
図3(c)に示すように、シャッタ機構12の開作動時、上段側の可動フィン11Bの軸端部11Lbに設けられたレバー部材31は、その先端31aが下方側に配置されたリミットスイッチ23に近接する方向(同図中、時計回り方向)に回動する。そして、本実施形態では、シャッタ機構12が全開状態となる位置まで上段側の可動フィン11Bが回動した場合に、そのレバー部材31の先端31aが、リミットスイッチ23のスイッチ部23aを押圧するようになっている。
【0036】
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)シャッタ機構12は、フレーム14の枠内に並列配置された上下二段の可動フィン11A,11Bを有する。また、これらの可動フィン11A,11Bは、その上下に隣合う軸端部11La,11Lb間がリンク機構26を介して連結される。更に、アクチュエータ13の駆動力は、下段側の可動フィン11Aにおけるリンク機構26とは反対側の軸端部11Raに入力され、これによりシャッタ機構12には、直列的な駆動力伝達経路が形成される。そして、グリルシャッタ装置10は、その最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの回動に基づいてシャッタ機構12の全開位置を確認可能なリミットスイッチ23を備える。
【0037】
即ち、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bは、その上流側に位置するリンク機構26及び下段側の可動フィン11Aに異常が生じていない場合にのみ、正常に回動する。つまり、シャッタ機構12が全開状態となる位置まで上段側の可動フィン11Bが回動しているならば、下段側の可動フィン11Aもまた、シャッタ機構12が全開状態となる位置まで回動している。従って、上記構成によれば、検出器の数を増やすことなく、簡素な構成にて、精度良く、そのシャッタ機構12の全開位置を確認することができる。
【0038】
(2)また、二本の可動フィン11A,11Bを並列に配置することにより、アクチュエータ13による駆動力の入力部位、及びリミットスイッチ23による全開位置の検出部位を、各可動フィン11A,11Bにおける同一方向側の端部(各可動フィン11A,11Bの各軸端部11Ra,11Rb)に設定することができる。そして、これにより、これらアクチュエータ13及びリミットスイッチ23の組み付け、及び接続配線の取り回しが容易になることで、その作業効率の向上を図ることができる。
【0039】
(3)更に、各可動フィン11A,11Bの軸端部11La,11Lb間を連結することで、これら各可動フィン11A,11Bの長さ方向における略全域に亘って、その直列的な駆動力伝達経路が形成される。その結果、より精度良く、そのシャッタ機構12の全開位置を確認することができる。尚、これは、例えば、各可動フィン11A,11Bの回動軸15がその長手方向において複数の軸体に分離する可能性があり、且つその分離した各軸体が相対回転可能な状態となり得る場合等において、より顕著な効果を得ることができる。
【0040】
(4)リミットスイッチ23は、アクチュエータ13と一体に形成される。これにより、その組み付け作業を更に容易なものとすることができる。
(5)上段側の可動フィン11Bの軸端部11Lbには、当該可動フィン11Bと一体に回動するレバー部材31が固定されている。そして、リミットスイッチ23は、このレバー部材31の回動により当該レバー部材31に押圧されるスイッチ部23aを有してフレーム14の側壁部14Rに固定されている。これにより、シャッタ機構12の開閉動作を妨げることなく、簡素な構成にて、そのシャッタ機構12の全開位置を確認可能な検出器を形成することができる。
【0041】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、グリル開口部7から流れ込む空気は、車体2内に形成されたエンジンルーム3内に取り入れられることとした。しかし、これに限らず、シャッタ機構12の開閉動作に基づいて、流れ込む空気の流量を制御可能な車体2の内部空間であれば、その空気の取り入れ先は、エンジンルーム3でなくともよい。即ち、例えば、ラジエータ5のような熱交換器の収容室等、グリル開口部7から流れ込む空気が導入される空間があればよく、車体の後部又は中央にエンジンが配置された車両、或いは電気自動車等、車室よりも前方の車体内空間にエンジンが搭載されていない車両に適用してもよい。
【0042】
・上記実施形態では、グリル開口部7は、バンパー8の下方に形成されることとした。しかし、これに限らず、本発明は、バンパー8の上方に設けられたグリル開口部7について適用してもよい。即ち、フロントグリル9は、アッパグリルであってもよい。
【0043】
・上記実施形態では、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの作動位置(回動位置)に基づいて、シャッタ機構12の全開位置を確認することとした。しかし、これに限らず、シャッタ機構12の作動状態として、当該シャッタ機構12の全閉位置、又は全開及び全閉位置の双方を確認する構成であってもよい。
【0044】
・また、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの動作に基づきシャッタ機構12の作動状態を確認可能であれば、その検出器の形態はどのようなものであってもよい。
【0045】
即ち、上記実施形態では、上段側の可動フィン11Bの軸端部11Lbに固定されることにより当該可動フィン11Bと一体に回動するレバー部材31と、このレバー部材31の回動位置に応じてオン/オフするリミットスイッチ23とによって、当該シャッタ機構12の全開位置を確認可能な検出器が形成されることとした。しかし、これに限らず、例えば、リミットスイッチ23を用いた作動位置検出に代えて、可動フィン11Bの作動量(回動量)を検出可能なセンサを設ける構成であってもよい。また、例えば、そのリミットスイッチ23のスイッチ部23aが可動フィン11Bのフィン部16に押圧される構成等、その検出器の配置についても任意に変更してもよい。
【0046】
尚、作動位置の検出については、上記実施形態のようなプッシュ式のリミットスイッチの他、例えば、ロータリースイッチや近接スイッチ(静電式や磁気式等)を用いることができる。そして、作動量の検出については、回転角センサ(パルス検出や磁気式、或いは巻線式等)を用いる他、電流検出による方法やロータリースイッチを用いる方法等が考えられる。
【0047】
・上記実施形態では、各可動フィン11A,11Bの軸端部11La,11Lbに固定された一対のレバー部材26a,26bと、これら各レバー部材26a,26bの先端に対して回動自在に連結される連結部材26cとによって、各リンク機構26が形成されることとした。しかし、これに限らず、その連結機構を構成するリンク機構26の形態は任意に変更してもよい。そして、リンク機構26以外の連結機構、例えばギヤやプーリー等を用いて各可動フィン11A,11Bを連結する構成であってもよい。
【0048】
・上記実施形態では、二本の可動フィン11(11A,11B)が並列に配設されることとした。しかし、各可動フィンの数は、必ずしもこれに限るものではない。即ち、隣合う二つの可動フィン毎に独立した連結機構(リンク等)を有して各可動フィンが連動して回動する構成であれば、三本以上の可動フィン11を備える構成に適用してよい。
【0049】
例えば、
図8に示されるシャッタ機構32は、フレーム14の枠内において上下方向に並列配置された三本の可動フィン11A〜11Cを有する。また、このシャッタ機構32では、その上下に隣合う可動フィン11Aの軸端部11Laと可動フィン11Bの軸端部11Lbとの間、及び可動フィン11Bの軸端部11Rbと可動フィン11Cの軸端部11Rcとが、それぞれ、リンク機構26L,26Rを介して連結されている。更に、アクチュエータ13は、フレーム14の側壁部14Rに固定されることにより、可動フィン11Aの軸端部11Raを駆動する。そして、リミットスイッチ23は、その可動フィン11C(の軸端部11Lc)の回動位置に応じてオン/オフするように、アクチュエータ13とは反対側の側壁部14Lに固定されている。
【0050】
以上のように構成することで、
図8に示されるシャッタ機構32においてもまた、その下段の可動フィン11Aからリンク機構26Lを介して中段の可動フィン11Bへ、更にその中段の可動フィン11Bからリンク機構26Rを介して上段の可動フィン11Cへと至る直列的な駆動力伝達経路が形成される。そして、これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0051】
・上記実施形態では、リンク機構26は、フレーム14の枠外において、各可動フィン11A,11Bの軸端部11La,11Lb間を連結することとした。しかし、これに限らず、
図9に示されるシャッタ機構42のように、リンク機構26がフレーム14の枠内に配置される構成、即ちリンク機構26が各可動フィン11A,11Bの回動軸15における中間部を連結する構成としてもよい。
【0052】
つまり、隣合う二つの可動フィン毎に独立した連結機構を有することにより各可動フィンが連動して回動する構成であれば、その連結機構の配置に関わらず、直列的な駆動力伝達経路が形成される。但し、このような構成を採用する場合には、各可動フィン11A,11Bの回動軸15がその長手方向において複数の軸体に分離して互いに相対回転可能な状態にならないことが望まれる。そして、これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0053】
・上記実施形態では、アクチュエータ13は、フレーム14の側壁部14Rに固定されることにより、その枠外において、可動フィン11Aの軸端部11Raを駆動することとした。しかし、これに限らず、アクチュエータ13がフレーム14の枠内に配置された構成に具体化してもよい。
【0054】
・上記実施形態では、モータ20の回転に同期したパルス信号Spに基づいて、駆動力の入力部に位置する下段側の可動フィン11Aの作動量(回動量)を検出する。また、リミットスイッチ23の出力信号Sswに基づいて、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの作動位置(回動位置)が、シャッタ機構12の全開状態に対応する位置にあることを検出する。そして、その下段側の可動フィン11Aの回動量に示されるシャッタ機構12の作動量が、当該シャッタ機構12の全開状態に対応する規定作動量に到達しているにもかかわらず(
図5参照、ステップ102:YES)、リミットスイッチ23の出力信号Sswがオンとなっていない場合(ステップ103:NO)に「異常」と判定することとした。
【0055】
しかし、シャッタ機構の作動状態を確認する方法については、必ずしもこれに限るものではない。例えば、駆動力の入力部に位置する可動フィン11Aにおける作動状態の確認を行うことなく、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する可動フィン11Bの動作(回動)のみに基づいて、シャッタ機構12の作動状態を確認する構成としてもよい。即ち、上記のように、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bは、その上流側に位置するリンク機構26及び下段側の可動フィン11Aに異常が生じていない場合にのみ、正常に動作する。従って、このような構成としても、精度よく、シャッタ機構12の作動状態として、その全開状態及び全閉状態の少なくとも何れか一方の確認を行うことが可能である。
【0056】
・また、駆動力の入力部に位置する可動フィン11Aの動作に基づいてシャッタ機構12の作動状態を確認するとともに、そのシャッタ機構12に形成される直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する上段側の可動フィン11Bの動作に基づいてシャッタ機構12の作動状態を確認する(第1及び第2の確認手段)。そして、その確認された二つの作動状態に相違がある場合に「異常」と判定する構成としてもよい(異常判定手段)。尚、この場合、第1及び第2の確認手段による「作動状態の確認」は、その対象となる可動フィンの作動量又は作動位置の何れに基づくものであってもよい。
【0057】
・上記各実施形態では、シャッタ機構12は、各可動フィン11の回動に基づいて開閉動作することとした。しかし、これに限らず、シャッタ機構の形態については、このような所謂回動式の他、例えば、その可動フィンがスライド、或いは揺動するように動作するものであってもよい。
【0058】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
(イ)前記検出器は、前記駆動力伝達経路の最端部に位置する前記可動フィンの回動軸と一体に回動するレバー部材と、該レバー部材の回動位置に応じてオン/オフするスイッチと、を備えてなること、を特徴とするグリルシャッタ装置。これにより、シャッタ機構の開閉動作を妨げることなく、簡素な構成にて、そのシャッタ機構の作動状態を確認可能な検出器を形成することができる。
【0059】
(ロ)前記検出器は、前記シャッタ機構の全開位置及び全閉位置の少なくとも何れかを確認可能であること、を特徴とするグリルシャッタ装置。即ち、直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する可動フィンが、そのシャッタ機構が全開状態又は全閉状態となる位置まで動作しているならば、その他の可動フィンもまた、シャッタ機構が全開状態又は全閉状態となる位置まで動作している。従って、上記構成によれば、検出器の数を増やすことなく、簡素な構成にて、より正確に、そのシャッタ機構の作動状態を確認することができる。
【0060】
(ハ)複数の可動フィンを有するシャッタ機構の開閉動作に基づき車体前部のグリル開口部から車体内に流れ込む空気の流量を制御可能なグリルシャッタ装置において、前記シャッタ機構は、隣合う二つの前記可動フィン毎に独立した連結機構を有して前記各可動フィンが連動して動作するように形成されるとともに、駆動力の入力部に位置する前記可動フィンの動作に基づいて前記シャッタ機構の作動状態を確認する第1の確認手段と、前記シャッタ機構に形成される前記直列的な駆動力伝達経路の最端部に位置する前記可動フィンの動作に基づいて前記シャッタ機構の作動状態を確認する第2の確認手段と、前記第1及び第2の確認手段による確認結果に相違がある場合に異常と判定する異常判定手段と、を備えること、を特徴とするグリルシャッタ装置。これにより、簡素な構成にて、精度良く、シャッタ機構の異常判定を行うことができる。