JP2010143507A

JP2010143507A - 車両エンジン用冷却装置

Info

Publication number: JP2010143507A
Application number: JP2008325167A
Authority: JP
Inventors: Takashi Amano; 貴士天野; Takeshi Kotani; 武史小谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】車両の空気抵抗を低減と、排気路への冷却とを行う。
【解決手段】車両１のフロントグリルとして、車両外から導入した空気をラジエータ４に導入する第１のフロントグリル７と、車両外から導入した空気をエンジンルーム２内の排気路６に導入する第２のフロントグリル８と、を設け、第１のフロントグリル７に開度調整のためのシャッタ機構９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両エンジン用冷却装置に関し、特に、車両外から車両のエンジンルーム内に空気を取り込む車両エンジン用冷却装置に関する。

車両のフロント部には空気導入口であるフロントグリルが設けられている。フロントグリルは車両外の空気をエンジンルーム内に取り込む。

エンジンルーム内に取り込まれた車両外の空気は、フロントグリルの後方に設けられたラジエータを冷却する。ラジエータにはエンジンからエンジン冷却後の高温の冷却液が戻され、取り込まれた空気に熱を放出することにより冷却液が冷却される。ラジエータを通過した空気は、ラジエータの後方に設けられたエンジンや、エンジンに接続された排気路を冷却する。

一方、フロントグリルから車両外の空気を取り込むと車両の空気抵抗係数が高くなることが知られている。空気抵抗係数は車両にかかる空気抵抗の大きさを表しており、空気抵抗係数が高いと車両の燃料消費率は増加する。

空気抵抗係数はフロントグリルの開度を小さくすることによって低減できることが知られている。そこで、特許文献１、２に記載されているように、フロントグリルの開度を調節するシャッタ機構を設け、エンジンからラジエータに戻ってくる冷却液の温度などを測定してエンジンルーム内に取り込む空気の流量を判断し、空気の流量に応じてフロントグリルの開度を調節することにより空気抵抗係数を低減する技術が知られている。たとえば、始動後のエンジンを適温まで暖める間の運転状態を暖機運転と呼ぶが、この暖機運転中はラジエータを冷やす必要がないため、フロントグリルを閉じた状態にして車両の空気抵抗を低減させている。

実開昭６４−１６４２２号公報特開２００７−３２０５２７号公報

エンジン始動後、エンジンに接続された排気路には高温の排気ガスが排出される。フロントグリルを閉じたまま暖機運転を続けると排気路が冷却されないために排気路が高温になるおそれがある。

また、車両が高速走行をしている間、排気路にはエンジンから大量の排気ガスが流されることから、低速走行時に比べて排気路は高温になりやすい。そのため、従来のフロントグリルにおいては排気路の過熱防止のためにフロントグリルを全開にしており、高速走行時に車両抵抗を低減することは困難であった。

そこで、本発明は、車両の空気抵抗の低減と、排気路の冷却とを行うことができる車両エンジン用冷却装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる車両エンジン用冷却装置は、車両外の空気を車両のエンジンルーム内に導入する空気導入口と、エンジンルーム内に設けられ、車両外から導入された空気に熱を放出するラジエータと、エンジンから排出された排気ガスが通過するエンジンルーム内の排気路と、を備えた車両エンジン用冷却装置であって、空気導入口は、車両外から導入した空気をラジエータに導入する第１の空気導入口と、車両外から導入した空気をエンジンルーム内の排気路に導入する第２の空気導入口と、を備え、第１の空気導入口には、第１の空気導入口の開度を調整する開度調整機構が備えられている、ことを特徴とする。

また、本発明にかかる車両エンジン用冷却装置は、第２の空気導入口には、第２の空気導入口の開度を調整する開度調整機構が備えられている、ことを特徴とする。

また、本発明にかかる車両エンジン用冷却装置は、第１の空気導入口と第２の空気導入口との間に仕切り壁を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、排気路を冷却する空気は第２の空気導入口により確保されているから、ラジエータ冷却用の第１の空気導入口の開度を小さくしても排気路の冷却が十分に行われる。第１の空気導入口の開度を小さくできる分、車両の空気抵抗を低減することができる。

以下、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。

図１は、車両１のエンジンルーム２の内部を示す。エンジンルーム２の内部には、エンジン３、ラジエータ４、及び車両の運転状態を制御するＥＣＵ５等が設けられている。エンジン３の前方には排気路６が接続され、エンジン３から排出された排気ガスが排気路６に流れる。

また、車両１のフロント部には空気導入口であるラジエータ冷却用の第１のフロントグリル７と、排気路冷却用の第２のフロントグリル８とが設けられている。第１のフロントグリル７から取り込まれた空気は後方に設けられたラジエータ４に送られる。第２のフロントグリル８から取り込まれた空気はラジエータ４下部の空隙を通って排気路６に送られる。つまり、第２のフロントグリル８から取り込まれた空気はラジエータ４には遮られずに排気路６に送られる。

第１のフロントグリル７には開度調整機構であるシャッタ機構９が設けられている。シャッタ機構９は、車両の運転状態に応じて第１のフロントグリル７の開度を制御している。シャッタ機構９の開度調整について、以下に説明する。

エンジン始動後、エンジン３の温度が低く適温に到っていないとき、ＥＣＵ５は車両の運転状態を暖機運転状態にする。暖機運転時はエンジン３を暖めるため、エンジン３からラジエータ４に冷却液を戻さないようにしており、ラジエータ冷却が不要になる。このとき、シャッタ機構９は第１のフロントグリル７を閉じている。これにより走行中の車両にかかる空気抵抗が低減する。

一方、第２のフロントグリル８からは空気が取り込まれ、排気路６に送られる。エンジン３から高温の排気ガスが流れる排気路６はこの空気によって冷やされる。

このように、暖機運転中に第１のフロントグリル７を閉じても第２のフロントグリル８が排気路６に冷却に必要な空気を確保するので排気路６の過熱は避けられる。加えて第１のフロントグリル７を閉じる分、車両の空気抵抗を低減することができる。

エンジン３の温度が適温になると、ＥＣＵ５は暖機運転から通常運転に車両の運転状態を切り替える。通常運転時はエンジン３からラジエータ４に冷却液を戻すようにしていることから、シャッタ機構９は第１のフロントグリル７を閉じた状態から開いた状態にしてラジエータ４を冷却する。このとき、第１のフロントグリル７の開度は、冷却液の温度を測定する温度センサが検知した温度に応じて調整される。

通常運転時、特に車両が高速走行を行っている間についてのシャッタ機構９の開度調整について説明する。高速走行時はフロントグリルから取り込まれる空気量は低速走行時に比べて増加する。このとき、第１のフロントグリル７を全開にしなくても十分にラジエータ４の冷却が行えるので、シャッタ機構９は第１のフロントグリル７の開度を半開程度に小さくする。

他方、第２のフロントグリル８からは大量の空気が取り込まれる。前述したように高速走行時の排気路６は低速走行時よりも高温になるが、第２のフロントグリル８から取り込まれる空気量も高速走行時に増加する。したがって排気路６は第２のフロントグリル８から取り込まれる空気によって十分に冷却される。

このように、高速走行時であっても第２のフロントグリル８が排気路６の冷却に必要な空気量を確保しているので、第１のフロントグリル７の開度を小さくしても排気路６の冷却を十分に行うことができる。第１のフロントグリル７の開度を小さくできる分、従来よりも車両１の空気抵抗を低減することが可能になる。

なお、図１においては第１のフロントグリル７のみにシャッタ機構９が設けられていたが、図２に示すように第１のフロントグリル７に対する第１のシャッタ機構１０に加えて、第２のフロントグリル８に対する第２のシャッタ機構１１を設けても良い。本発明における車両においては、第1のフロントグリル７は第２のフロントグリル８よりも面積が大きくなるように形成されており、第１のフロントグリル７を閉じるだけでも車両抵抗を低減する効果は高いが、さらに第２のシャッタ機構１１を設けることで排気路６に送る空気量を減らしても良いときなどに車両抵抗の一層の低減を図ることができる。

さらに、図３に示すように、第１のフロントグリル７と第２のフロントグリル８との間に仕切り壁１２を設けても良い。空気の流れにより、第２のフロントグリル８から取り込まれた空気の一部がラジエータ４に向かうことがあるが、仕切り壁１２を設けることにより空気の流れに関係なく第２のフロントグリル８から排気路６に無駄なく空気を送ることができる。また、仕切り壁１２に代えて、図４のように第２のフロントグリル８と排気路６との間に送風筒１３を設けても良い。

また、図１から図４では第１のフロントグリル７と第２のフロントグリル８を上下に配置していたが、この配置に限られない。第２のフロントグリル８から取り込まれた空気がラジエータ４に遮られなければよいのであるから、ラジエータ４の形状によって第１、第２のフロントグリルの配置は種々変更することができる。例えば、図５のように、ラジエータ４の横方向の長さがエンジンルームの横幅よりも短い場合には、車両のフロント部の中央部に第１のフロントグリル７を配置し、フロント部の側部に第２のフロントグリル８を配置しても良い。

また、図１から図５の第１、第２のフロントグリルのように、空気導入口であるグリルを車両のフロント部に配置していたが、グリルの配置はフロント部に限られない。例えば、図６に示すように排気路冷却用のグリル１４と第２のシャッタ機構１１をボンネット１５に配置したり、またはエンジンルームの側面に設けることもできる。フロント部にグリルを設けるよりもグリルから排気路までの距離が短くなるため、さらなる冷却効果が期待できる。

さらに、図１から図６の実施形態においては、フロントグリルの開度調整機構としてシャッタ機構を挙げていたが、これに限られない。例えば、シャッタ機構に代えてブラインド式の開度調整機構を備えても良い。

車両のエンジンルームを示す概略図である。車両のエンジンルームを示す他の概略図である。車両のエンジンルームを示す他の概略図である。車両のエンジンルームを示す他の概略図である。車両のフロントグリルの配置を示す概略図である。車両のグリルの配置を示す図である。

符号の説明

１車両、２エンジンルーム、３エンジン、４ラジエータ、５ＥＣＵ、６排気路、７第１のフロントグリル、８第２のフロントグリル、９シャッタ機構。

Claims

車両外の空気を車両のエンジンルーム内に導入する空気導入口と、
エンジンルーム内に設けられ、車両外から導入された空気に熱を放出するラジエータと、
エンジンから排出された排気ガスが通過するエンジンルーム内の排気路と、
を備えた車両エンジン用冷却装置であって、
空気導入口は、
車両外から導入した空気をラジエータに導入する第１の空気導入口と、
車両外から導入した空気をエンジンルーム内の排気路に導入する第２の空気導入口と、を備え、
前記第１の空気導入口には、前記第１の空気導入口の開度を調整する開度調整機構が備えられている、
ことを特徴とする車両エンジン用冷却装置。
請求項１記載の車両エンジン用冷却装置であって、
前記第２の空気導入口には、前記第２の空気導入口の開度を調整する開度調整機構が備えられている、
ことを特徴とする車両エンジン用冷却装置。
請求項２記載の車両エンジン用冷却装置であって、
前記第１の空気導入口と前記第２の空気導入口との間に仕切り壁を備えたことを特徴とする車両エンジン用冷却装置。