JP2012117515A - 車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個別の熱交換器の冷却が必要な場合に冷却空気の流入量を調節して自動車の走行中に空気の抵抗を低減し、冷却効果を最適化できる車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置を提供する。
【解決手段】本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、多数の冷却ホールがそれぞれ対応するように形成される前方プレート及び後方プレートと、前方プレートの両側に備えられ、前方プレートのスライディング移動を駆動するソレノイドとを含み、積層される前方プレート及び後方プレートは、冷却ホールの大きさが互いに異なる第１流入部及び第２流入部を形成し、前記ソレノイドは、後方プレートの両側に備えられ、後方プレートのスライディング移動を駆動することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置に係り、より詳しくは、互いに異なる大きさの冷却ホールを備えるプレートのスライディング方式を用いて冷却空気の流入量を調節して自動車の空気抵抗を低減し、冷却効果を最適化できる車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置に関する。

一般的に、ハイブリッド車両は、内燃機関車両に比べて発熱量が非常に大きいだけでなく、モータをはじめとした電装部品の耐久性能を維持するために、冷却温度などの各種条件も非常に高いレベルが要求される。
このために、従来のハイブリッド車両用冷却装置には、コンデンサー、電装ラジエーター、エンジンラジエーター、冷却ファンなどが備えられているが、特に電装部品（走行用モータなど）の冷却を担当する電装ラジエーターは、コンデンサーとともにエンジンラジエーターよりも前方に配置されるのが一般的である。

冷却装置各構成の配列構造は、図５に示す通りである。冷却装置１０の構成のうち、最前列に電装冷却ラジエーター１２が配置され、その後に所定の距離を維持しながらコンデンサー１４とエンジン冷却ラジエーター１６が順に配置される。または、電装冷却ラジエーター１２とコンデンサー１４が前方の左右または上下に配置され、その後面にエンジン冷却ラジエーター１６が配置されるようにすることもできる。
電装ラジエーター１２とコンデンサー１４は、独立した冷却作動を行うが、コンデンサー１４は、圧縮機及び蒸発器とともに冷凍系をなして車両の室内に対する冷房機能を行う。また、電装冷却ラジエーター１２は、車両走行用モータをはじめとしてジャンクションボックス、各種のバッテリー及び制御器から熱交換された冷却水を冷却する。もちろん、エンジン冷却ラジエーター１６は、独立してエンジン冷却水を冷却させる。

一方、ラジエーター１２、１６及びコンデンサー１４の前方のバンパーの上部には、ラジエーター１２、１６及びコンデンサー１４側へ外部の冷却気体が誘導できるようにするためのラジエーターグリル（図示しない）が形成される。ラジエーターグリルを通過する外部の冷却気体は、ラジエーター１２、１６及びコンデンサー１４に流入し、これらの過熱を防止する。しかし、ラジエーターグリルが常に開放された状態にあれば、外気温の低い状況で始動初期のエンジン冷却水が速くウォームアップされず、エンジンの運転効率を低下させることがあり、走行中に空気による抵抗を増加させ、燃費が落ちる問題があった。

かかる問題を解決するために、本発明の属する技術分野においては、アクティブ・エアー・フラップという装置が開発されている。アクティブ・エアー・フラップは、外部気体が流入する所に形成される多数のフラップを、モータで駆動して開閉できるもので、状況に応じて外部気体の流入を遮断できる長所がある。
しかし、アクティブ・エアー・フラップは、電装冷却ラジエーターの冷却やエンジン冷却、コンデンサー冷却のうちのいずれか一つの冷却が必要な場合でも一斉に開放されることにより、実質的に閉じられている時間が減り、このため、走行中の空気による抵抗低減及び燃費改善の効果を極大化できない問題があった。また、フラップの円滑な制御のために、モータをフラップの中央部に位置させなければならないため、デザイン上の制約があり、また、モータによる単価が上昇する問題もあった。

韓国登録特許第１０‐０５０８１７６号では、前方メッシュ板と後方メッシュ板とに区分形成されるラジエーター構造において、後方メッシュ板をエンジンの冷却水温に応じてモジュレータにより所定区間移動できるようにするラジエーターグリルの風量調節装置を開示している。
しかし、特許の場合にも、多数の熱交換器を有するハイブリッド自動車などに適用する場合、個別の熱交換器（ラジエーター、コンデンサー）を冷却する必要があるときにも一斉に開放状態となる問題があった。

韓国登録特許第１０‐０５０８１７６号 特開２００７−２１１６５７号公報

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであって、個別の熱交換器の冷却が必要な場合に冷却空気の流入量を調節して自動車の走行中に空気の抵抗を低減し、冷却効果を最適化できる車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置を提供することにその目的がある。

上記目的を達成するために、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、多数の冷却ホールがそれぞれ対応するように形成される前方プレート及び後方プレートと、前方プレートの両側に備えられ、前方プレートのスライディング移動を駆動するソレノイドとを含み、積層される前方プレート及び後方プレートは、冷却ホールの大きさが互いに異なる第１流入部及び第２流入部を形成することを特徴とする。

前記ソレノイドは、後方プレートの両側に備えられ、後方プレートのスライディング移動を駆動することを特徴とする。

前記前方プレート及び後方プレートの第２流入部に形成される冷却ホールのスライディング移動方向に対する幅は、第１流入部に形成される冷却ホールの２倍になるように形成されることを特徴とする。

前記ソレノイドは、第１流入部及び第２流入部がいずれも遮断される第１状態と、第１流入部の完全開放及び第２流入部の一部開放が行われる第２状態と、第１流入部の遮断及び第２流入部の完全開放が行われる第３状態のうちのいずれか一つの状態になるように駆動されることを特徴とする。

また、本発明の実施例によるハイブリッド車両用冷却装置は、本発明の実施例による車両用冷却空気流入量調節装置と、車両用冷却空気流入量調節装置の第１流入部に対向するように配置されるコンデンサーと、車両用冷却空気流入量調節装置の第２流入部に対向するように配置される電装冷却ラジエーターと、コンデンサー及び電装冷却ラジエーターの後方に配置されるエンジン冷却ラジエーターとを含むことを特徴とする。

本発明の車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置によれば、個別の熱交換器を冷却する必要がある状況に応じて冷却空気の流入量を調節できるようになり、空気の抵抗を低減するとともに、冷却効果を最適化できる長所がある。
そして、既存のフラップ回転方式ではなく、プレートのスライディング方式を適用することにより、空間の活用性を高めることができ、また、デザイン的な制約もなくなる効果がある。
また、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、プレートの駆動のために、モータの代わりにソレノイドを用いることにより、原価を節減できる長所も有している。

本発明の実施例による車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施例による車両用冷却空気流入量調節装置の開閉動作を示す図である。 本発明によるハイブリッド車両用冷却装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明によるハイブリッド車両用冷却装置の制御条件を示す図である。 従来のハイブリッド車両用冷却装置の構成を示す概略図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明の詳細な説明では、電装冷却ラジエーター、コンデンサー及びエンジン冷却ラジエーターを備えるハイブリッド車両用冷却装置を例として説明する。しかし、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、ハイブリッド車両用冷却装置だけでなく、３つ以上の熱交換器を有する多様なタイプの車両に適用可能である。

図１は、本発明の実施例による車両用冷却空気流入量調節装置及びこれを用いたハイブリッド車両用冷却装置１００の構成を示している。ハイブリッド車両用冷却装置１００は、車両前方の左右にそれぞれ配置されるコンデンサー１４及び電装冷却ラジエーター１２とこれらの後方に配置されるエンジン冷却ラジエーター１６とを含む。
ラジエーター１２、１６及びコンデンサー１４の前方には、本発明の実施例による車両用冷却空気流入量調節装置が備えられる。冷却空気流入量調節装置は、前方プレート１１０と後方プレート１２０が積層されて形成されたものであって、それぞれのプレートには、多数の冷却ホール１１２、１１３、１２２、１２３が形成されている。

前方プレート１１０及び後方プレート１２０においてコンデンサー１４側に配置される冷却ホール１１２、１２２は、本発明の第１流入部２０をなし、電装冷却ラジエーター１２側に配置される冷却ホール１１３、１２３は、本発明の第２流入部３０をなす。また、前方プレート１１０に形成される冷却ホール１１２、１１３と後方プレート１２０に形成される冷却ホール１２２、１２３とは、互いに対応する位置に形成され、前方プレート１１０または後方プレート１２０のスライディング移動によって互いに一致したりずれたりし、第１流入部２０及び第２流入部３０の開閉が行われる。

第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２と第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３とは、その大きさが互いに異なるように形成される。望ましくは、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３の大きさが、第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２よりも大きく形成され、より望ましくは、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３のスライディング移動方向に対する幅が、第１流入部２０に形成される冷却ホールの２倍になるように形成されてもよい。
前方プレート１１０の両側には、前方プレートのスライディング移動のためのソレノイド１３０ａ、１３０ｂが備えられている。ソレノイド１３０ａ、１３０ｂは、前方プレート１１０を左右に移動させて第１流入部２０及び第２流入部３０の開閉を調節する。

一方、本発明の他の実施例によれば、ソレノイド１３０ａ、１３０ｂは、後方プレート１２０の両側に備えられ、開閉動作を調節することもできる。また、本発明の実施例による冷却空気流入量調節装置は、プレートの上下移動方式により第１流入部２０及び第２流入部３０の開閉を駆動することができる。即ち、ソレノイド１３０ａ、１３０ｂが、前方プレート１１０または後方プレート１２０の上下両側に備えられ、前方プレート１１０または後方プレート１２０を上下に移動させることができる。

図２は、ソレノイド１３０ａ、１３０ｂの動作に従って本発明の車両用冷却空気流入量調節装置の開閉動作が行われる様子を示している。図２（ａ）は、本発明の第１流入部２０及び第２流入部３０がいずれも閉じられている状態を、図２（ｂ）は、第１流入部２０の開放及び第２流入部３０の一部開放が行われた状態を、図２（ｃ）は、第１流入部２０の閉鎖及び第２流入部３０の完全開放が行われた状態を示す。

本発明の実施例により、第１流入部２０と第２流入部３０を形成する前方プレート１１０及び後方プレート１２０に対し、本発明によるハイブリッド車両用冷却装置のコンデンサーは、第１流入部２０と対向するように配置され、電装冷却ラジエーターは、第２流入部３０と対向するように配置される。また、コンデンサーに対向する第１流入部２０は、電装冷却ラジエーターに対向する第２流入部３０よりも全体の面積が大きく形成される。これは、一般にコンデンサーの放熱必要量が、電装冷却ラジエーターの放熱必要量よりも高いためである。

このとき、第１流入部２０及び第２流入部３０の開閉動作は、前方プレート１１０の両側に備えられたソレノイド１３０ａ、１３０ｂにより行われる。即ち、前方プレート１１０のスライディング移動により、前方プレート１１０に形成された冷却ホール１１２、１１３が一体に移動し、後方プレート１２０に形成された冷却ホール１２２、１２３に対する相対的な位置が変更されることにより、第１流入部２０及び第２流入部３０の開閉も調節される。

まず、図２（ｂ）に示す基準状態（第２状態）で前方プレート１１０の右側に備えられた第２ソレノイド１３０ｂが駆動されると、前方プレート１１０は、第１流入部２０に形成された冷却ホール１１２、１２２の幅を基準に右側へ１つ分だけスライディング移動し、図２（ａ）に示する第１状態になる。
第１状態では、前方プレート１１０及び後方プレート１２０にそれぞれ対応するように形成される冷却ホール１１２と１２２、１１３と１２３が交互に配置され、第１流入部２０及び第２流入部３０がいずれも閉鎖状態になる。これにより、本発明の車両用冷却空気流入量調節装置のあらゆる流入部が閉鎖状態になり、外部からの冷却気体の流入を遮断できる。

次に、図２（ｂ）に示す基準状態（第２状態）は、第１状態に比べ、前方プレート１１０が第１流入部２０に形成された冷却ホール１１２、１２２の幅を基準に左側へ１つ分だけ移動したものであって、第１流入部２０の開放及び第２流入部３０の一部開放が行われている状態である。即ち、本発明の実施例により、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３の幅が、第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２の幅よりも大きく形成されることにより、第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２が互いに一致するとき、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３は一部ずれるように形成される。

これにより、本発明の車両用冷却空気流入量調節装置の第１流入部２０は、外部からの冷却気体の流入が最大になり、第２流入部３０は、外部からの冷却気体の流入が一部行われる。
望ましくは、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３の幅は、第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２の幅の２倍になるように形成される。これにより、第１流入部２０の完全開放が行われるとき、第２流入部３０は、半分の開放が行われる。

一方、図２（ｂ）に示す基準状態（第２状態）で前方プレート１１０の左側に備えられた第１ソレノイド１３０ａが駆動されると、前方プレート１１０は、第１流入部２０に形成された冷却ホール１１２、１２２の幅を基準に左側へ１つ分だけスライディング移動し、図２（ｃ）に示す第３状態になる。
第３状態では、第１流入部２０に形成される冷却ホール１１２、１２２は互いにずれており、第２流入部３０に形成される冷却ホール１１３、１２３は互いに一致する。これにより、第１流入部２０の閉鎖及び第２流入部３０の完全開放が行われる。即ち、第３状態で、本発明の車両用冷却空気流入量調節装置の第１流入部２０は、外部からの冷却気体の流入が遮断され、第２流入部３０は、外部からの冷却気体の流入が最大になる。

このように、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、第１流入部及び第２流入部がいずれも遮断される第１状態と、第１流入部の完全開放及び第２流入部の一部開放が行われる第２状態と、第１流入部の遮断及び第２流入部の完全開放が行われる第３状態との間を可変調節することができる。
図１及び図２に示す通り、第１状態では、コンデンサー１４、電装冷却ラジエーター１２及びエンジン冷却ラジエーター１６の冷却が行われず、車両の走行による空気の抵抗が最大限に減少する。

また、第２状態では、第１流入部２０に配置されるコンデンサー１４の最大冷却が行われ、第２流入部３０に配置される電装冷却ラジエーター１２の一部冷却が行われる。このとき、本発明の実施例により、第２流入部３０に比べて大きな面積を占める第１流入部２０で外部冷却気体の最大流入が行われることにより、コンデンサー１４及び電装冷却ラジエーター１２の後面に配置されるエンジン冷却ラジエーター１６でも最大冷却が行われる。

一方、第３状態では、第１流入部２０に配置されるコンデンサー１４の冷却は行われず、第２流入部３０に配置される電装冷却ラジエーター１２の冷却は最大限行われる。また、電装冷却ラジエーター１２の後面に配置されるエンジン冷却ラジエーター１６の一部冷却が共に行われる。
従って、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置の多数の熱交換器のうちの個別の熱交換器は、冷却を必要とする状況に応じて冷却空気の流入量を調節でき、これにより、空気の抵抗を低減するとともに、冷却効果を最適化することができる。

図３は、本発明の実施例により、車両用冷却空気流入量調節装置を搭載したハイブリッド車両用冷却装置の制御方法を示しており、図４は、ハイブリッド車両用冷却装置の制御条件を示している。
図４に示す通り、本発明によるハイブリッド車両用冷却装置は、エンジン冷却水温に応じた冷却空気流入量の調節（図４（ａ））及び電装冷却水温に応じた冷却空気流入量の調節（図４（ｂ））を行うことができる。
即ち、図３に示す通り、ハイブリッド車両のエアコンを作動するか（Ｓ１１０）、または、エンジン冷却水温がエンジン冷却基準温度１を超える場合（Ｓ１２０）、コンデンサー側の第１流入部を完全開放する第２状態に進む（Ｓ２２０）。第２状態では、コンデンサーの冷却が行われるとともに、エンジン冷却ラジエーターの最大冷却が行われる。

一方、エンジン冷却水温がエンジン冷却基準温度２とエンジン冷却基準温度１との間にあるか（Ｓ１３０）、または、電装冷却水温が電装冷却基準温度を超える場合（Ｓ１４０）、電装冷却ラジエーター側の第２流入部を完全開放する第３状態に進むことができる（Ｓ２３０）。第３状態では、電装冷却ラジエーターの最大冷却が行われるとともに、エンジン冷却ラジエーターの一部冷却が行われる。
Ｓ１１０〜Ｓ１４０の条件をいずれも満たしていない場合、第１流入部と第２流入部がいずれも遮断される第１状態に進む。このとき、ラジエーター及びコンデンサーの冷却は行われない。

このように、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置では、ハイブリッド車両のコンデンサー、電装冷却ラジエーター及びエンジン冷却ラジエーターの各冷却が必要な状況に応じて最適な効率で行われる。
また、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、ハイブリッド車両のみならず、表１のように、３つ以上の熱交換器を有する多様なタイプの車両に適用可能であり、これを用いた車両用冷却装置を構成することができる。

即ち、本発明による車両用冷却空気流入量調節装置は、第１流入部が熱交換器２と対向し、また、第２流入部が熱交換器３と対向し、熱交換器１は、熱交換器２及び熱交換器３の後面に配置されることにより、多様なタイプの車両に対する車両用冷却装置を備えることができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１２ 電装冷却ラジエーター
１４ コンデンサー
１６ エンジン冷却ラジエーター
２０ 第１流入部
３０ 第２流入部
１００ ハイブリッド車両用冷却装置
１１０ 前方プレート
１１２、１１３、１２２、１２３ 冷却ホール
１２０ 後方プレート
１３０ａ、１３０ｂ ソレノイド

Claims (5)

1. 多数の冷却ホールがそれぞれ対応するように形成される前方プレート及び後方プレートと、
   前記前方プレートの両側に備えられ、前記前方プレートのスライディング移動を駆動するソレノイドとを含み、
   積層される前記前方プレート及び後方プレートは、冷却ホールの大きさが互いに異なる第１流入部及び第２流入部を形成することを特徴とする車両用冷却空気流入量調節装置。
2. 前記ソレノイドは、前記後方プレートの両側に備えられ、前記後方プレートのスライディング移動を駆動することを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却空気流入量調節装置。
3. 前記前方プレート及び後方プレートの第２流入部に形成される冷却ホールのスライディング移動方向に対する幅は、第１流入部に形成される冷却ホールの２倍になるように形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用冷却空気流入量調節装置。
4. 前記ソレノイドは、第１流入部及び第２流入部がいずれも遮断される第１状態と、第１流入部の完全開放及び第２流入部の一部開放が行われる第２状態と、第１流入部の遮断及び第２流入部の完全開放が行われる第３状態のうちのいずれか一つの状態になるように駆動されることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷却空気流入量調節装置。
5. 請求項１に記載の車両用冷却空気流入量調節装置と、
   前記車両用冷却空気流入量調節装置の第１流入部に対向するように配置されるコンデンサーと、
   前記車両用冷却空気流入量調節装置の第２流入部に対向するように配置される電装冷却ラジエーターと、
   前記コンデンサー及び電装冷却ラジエーターの後方に配置されるエンジン冷却ラジエーターと、
   を含むことを特徴とするハイブリッド車両用冷却装置。
   

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