JP2018090244A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の領域において支配的な熱条件によって妨げられることのない、燃料で運転される車両用ヒータを搭載した車両を提供する。
【解決手段】車両は、エンジンルーム内（１６）に配置された駆動機関（１８）と、エンジンルーム内（１６）に配置され、燃料で運転される車両用ヒータ（２０）と、燃料タンク（２４）と、燃料タンク（２４）から車両用ヒータ（２０）に通じている燃料管路（２２）と、燃料管路（２２）を少なくとも部分的に取り囲んでいて、燃料管路（２２）の周囲を流れる冷却空気を冷却空気流チャネルに提供するための冷却空気案内装置と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両であって、エンジンルーム内に配置された駆動機関と、同じくエンジンルーム内に配置され、燃料で運転される車両用ヒータと、を有する、車両に関する。車両用ヒータへの燃料の供給のために、車両には、さらに燃料タンクが設けられていて、車両用ヒータはこの燃料タンクに、燃料管路を介して接続されている。機関が内燃機関である場合、この内燃機関にも、燃料タンクから燃料を供給することができる。

この種の車両では、特に、車両がいわゆるプラグインハイブリッドカーとして形成されている場合、駆動機関ひいてはエンジンルームが、駆動機関の先行運転によって加熱されている場合にも、車両用ヒータを運転することが要求される場合がある。車両用ヒータに通じている燃料管路は、車両用ヒータをエンジンルーム内に位置決めすることに基づき、少なくとも部分的にエンジンルーム内に、ひいては駆動機関の比較的近傍にも延在するので、この状態では、概してほぼ無圧で燃料管路を通流する燃料が気化する、または気泡を形成するおそれがある。この種の気泡が、燃焼運転中に燃焼室に到達すると、この気泡によって、フレームアウトが生じるか、または燃焼特性が損なわれ、したがって有害物質の排出量が増加する可能性がある。

本発明の課題は、車両の領域において支配的な熱条件によってほとんど妨げられない、燃料で運転される車両用ヒータの運転が可能である、車両を提供することである。

本発明によれば、この課題は、車両であって、
・エンジンルーム内に配置された駆動機関と、
・エンジンルーム内に配置され、燃料で運転される車両用ヒータと、
・燃料タンクと、
・燃料タンクから車両用ヒータに通じている燃料管路と、
・燃料管路を少なくとも部分的に取り囲んでいて、燃料管路の周囲を流れる冷却空気を冷却空気流チャネルに提供するための冷却空気案内装置と、
を有する車両によって解決される。

燃料管路を少なくとも部分的に取り囲んでいる、本発明により設けられた冷却空気案内装置によって、燃料管路が、外部に対して、たとえば比較的温かい周辺部に対して遮蔽され、ひいては加熱から保護されるだけではなく、燃料管路の周囲を流れる冷却空気流の提供によって、熱を燃料管路の領域から排出し、ひいては燃料管路の過熱を阻止する手段も提供される。

冷却空気案内装置が、燃料管路を、少なくとも、エンジンルームの領域において延在している燃料管路の長手方向区分の領域において取り囲んでいる場合、本発明の有利な態様によれば、この効果を、特に効率的に利用することができる。

冷却空気の流れを発生させる機械部品ユニットを提供せずに、車両で、特に走行運転中に支配的な圧力比のみに基づき、冷却空気流チャネルを通る冷却空気流を誘導するために、冷却空気案内装置の吸気口領域を、車両長手方向において、冷却空気案内装置の排気口領域の前方に位置決めし、つまり流出口領域よりも、車両フロント端部領域の近傍に位置決めすることが提案される。特に本発明によれば、冷却空気案内装置の吸気口領域は、車両に設けられた、空気の圧力がより高い領域に配置されており、冷却空気案内装置の排気口領域は、車両に設けられた、空気の圧力がより低い領域に配置されている。

車両の走行運転中、車両フロント端部領域において、よどみ点圧力に基づき、空気の圧力の上昇が生じる。したがって、冷却空気流チャネル内で空気流を強制的に生ぜしめるために、走行運転中に車両で発生している空気の圧力比を効率的に利用するため、冷却空気案内装置の吸気口領域が、車両フロント端部領域の近傍に、または／かつ車両フロント端部領域に向かう方向で、開いて配置されていることが提案される。

同様に、走行している車両の周囲を流れる周流に基づき、車体底面の領域および車両リア領域における空気の圧力は、特に車両フロント端部領域における空気の圧力よりも低くなる。さらに、この効果も利用することができるようにするために、冷却空気案内装置の排気口領域は、車体底面の領域において、または／かつ車両リア領域において、または／かつ車体底面に向かう方向で、または／かつ車両リア端部領域に向かう方向で、開いて配置されていることが提案される。

概して、車両には送風機が設けられており、これにより、内燃機関を貫流している冷却液を冷却するために、かつ車内に流入されるべき空気を加熱するために、冷却器の周囲を流れる周流を発生させる。さらに、この種の車両用送風機を、冷却空気流チャネルの貫流を強制的に生ぜしめるためにも利用することができるようにするために、冷却空気案内装置の排気口領域は、車両用送風機の吸込側に流体接続しており、または／かつ冷却空気案内装置の吸気口領域は、車両用送風機の吐出側に流体接続していることが提案される。

択一的な態様では、冷却空気案内装置の排気口領域は、車両用ヒータの燃焼空気流入領域に接続されている。車両用ヒータの燃焼空気流入領域では、燃料と一緒に燃焼すべき燃焼空気が吸入される。冷却空気を、冷却空気案内装置を通して圧送し、かつ排気口領域で冷却空気案内装置を離れるこの空気を、燃焼空気として利用するために、この吸込効果を利用することができる。

冷却空気案内装置を、概して複数の湾曲領域を有する燃料管路の形状付与に適合させるために、冷却空気案内装置は、可撓性のホースを有することが提案される。

エンジンルームが、車両のフロント領域に配置されている、または／かつ燃料タンクが、車両のリア領域に配置されている場合、好ましくは燃料管路の受動的冷却の本発明による効果を、特に効率的に利用することができる。

以下に、本発明を添付の図面に関して詳説する。

車両の原理図である。 部分的に冷却空気案内装置によって取り囲まれた燃料管路の原理図である。 図２に対応する択一的な態様の図である。 別の択一的な態様の図である。

図１では、車両全体に符号１０が付されている。車両長手方向Ｌにおいて細長く、概してこの車両長手方向Ｌにおいて前方へかつ後方へ可動な車両１０は、車両長手方向Ｌにおいて前進方向で見て、車室１２の前方に位置する車両フロント領域１４に、エンジンルーム１６を有する。エンジンルーム１６内には、駆動機関１８、たとえば内燃機関が配置されている。さらに、エンジンルーム１６内には、燃料で運転される車両用ヒータ２０が配置されている。この車両用ヒータ２０には、燃料管路２２を介して、燃料タンク２４から流出する燃料が供給される。燃料タンク２４は、図１に図示された車両１０の態様では、車両長手方向Ｌにおいて前進方向で見て、実質的に車室１２の後ろに、つまり車両リア領域２６に配置されている。

さらに、エンジンルーム１６内には、概略的に図示された車両用送風機２８が設けられていて、この車両用送風機２８は、駆動機関１８の冷却液を冷却するための空気を、冷却器（図示せず）を通して圧送する。車両用送風機２８は、好ましくは実質的に、車両フロント端部領域３０に直接配置されていて、これにより、走行運転中、車両用送風機２８の吸込側３２に向かって、車両１０の車両フロント端部領域３０へ流れるべき空気が流れ込む。車両用送風機２８は、その吐出側３４に、この車両用送風機２８から圧送される圧力が高められた空気を、既述した冷却器に向かう方向に放出する。

車両用ヒータ２０を燃料タンク２４に接続している燃料管路２２は、その長手方向区分３６をもって、エンジンルーム１６内に、ひいては概して駆動機関１８の比較的近傍に延在する。燃料タンク２４の方向に続いている長手方向区分３８において、燃料管路２２は、車室１２の下側で、車体底面４０に接してまたは車体底面４０に沿って、燃料タンク２４の方向に通じている。

したがって、燃料管路２２は、車両１０において、特に燃料管路２２を車両用ヒータ２０に接続している長手方向区分３６をもって、少なくとも部分的に空気の圧力がより高い領域４２に延在し、かつ特に燃料管路２２が車体底面４０に沿ってまたは車両リア領域２６に延在している長手方向区分３８をもって、空気の圧力がより低い領域４４に延在する。空気の圧力が異なるこれらの領域４２，４４は、車両１０の走行運転中、車両フロント端部領域３０に発生しているよどみ点圧力に基づき、かつ車両フロント領域１４から車両リア領域２６に向かって車両１０の周囲を流れる周流に基づき、生じる。この周流に際しては、車両１０のほぼ翼形状の輪郭に基づき、車体底面４０に沿って案内される空気流の領域では、上面または車室１２に沿って案内される空気流と比べて、かつ車両フロント端部領域３０に発生しているよどみ点圧力と比べて、負圧またはより低い空気の圧力が生じる。

車両１０の走行運転中に生じるこの空気の圧力比を利用して、本発明は、以下に詳説するように、燃料管路２２を少なくとも部分的に、冷却空気をその周囲に流すことによって冷却し、ひいては特にエンジンルーム１６内に延在している燃料管路２２の長手方向区分３６を過熱から保護する。

図２には、燃料管路２２が、その長手方向区分３６，３８と共に原理図で示されている。燃料管路２２に対応して、この燃料管路２２を少なくとも部分的に取り囲んでいる冷却空気案内装置４６が設けられている。この冷却空気案内装置４６は、可撓性のホース４８を有していてもよく、このホース４８内には冷却空気流チャネル５０が、燃料管路２２の周囲を流れる冷却空気を貫流させるように形成されている。冷却空気案内装置４６は、この冷却空気案内装置４６を、吸気口領域５２をもって、空気の圧力がより高い領域４２に位置決めするように配置されていて、これにより、この空気の圧力がより高い領域４２において、空気が、冷却空気流チャネル５０内へ流入することができる。この吸気口領域５２は、好ましくは、この吸気口領域５２を車両１０において、車両フロント端部領域３０の近傍に、または車両フロント端部領域３０のすぐ後ろに配置し、特に車両１０の前輪５４の前方に配置するように、位置決めされている。択一的にまたは付加的に、吸気口領域５２を、車両用送風機２８の吐出側３４に位置決めすることが可能であり、これにより、車両用送風機２８を通して圧送された空気の一部を、冷却空気流チャネル５０内へ取り入れ、好ましくはその後、この空気は冷却器（図示せず）を貫流することになる。たとえば、冷却空気案内装置４６は、その吸気口領域５２をもって、吐出側３４の領域における車両用送風機２８の送風機ハウジングに接続されてもよい。

冷却空気案内装置４６の排気口領域５６は、この領域において冷却空気流チャネル５０が、空気の圧力がより低い領域４４に対して開いているように、車両に位置決めされている。したがって、この排気口領域５６は、車体底面４０の領域において、好ましくは車両１０の前輪５４と後輪５８との間に位置決めされてもよく、かつ車体底面４０の方向に向かって、または車両リア端部領域６０の方向に向かって、開いていてもよい。択一的な態様では、排気口領域５６は、たとえば管路接続（図示せず）を介して、車両用送風機２８の吸込側３２に接続してもよく、たとえば吸込側３２の領域における送風機ハウジングに接続されてもよい。

空気の圧力の高さが異なる領域における吸気口領域５２および排気口領域５６の位置決めにより、冷却空気流チャネル５０を通る空気流が強制的に生ぜしめられる。この空気流は、車両フロント端部領域３０に流れ込む際に車両１０の領域に流入する比較的冷たい空気によって形成されているので、燃料管路２２の領域から効率的に熱を除去することができ、これにより、特に燃料管路２２がエンジンルーム１６または機関１８から熱を吸収することがある長手方向区分３６において、燃料管路２２の過熱、ひいては燃料管路２２の内部における燃料の気化を回避することができる。車両１０が停止している際に、この種の圧力差を発生させる車両１０に対する周流または流入が存在しない場合にも、たとえば、車両用送風機２８の圧送作用を利用して、冷却空気流チャネル５０を通るこの種の流れを、強制的に生ぜしめることができる。このことが、構造上の基本的条件に基づき不可能な場合には、燃料管路２２は、特にエンジンルーム１６内に延在している燃料管路２２の長手方向区分３６において、少なくとも外部に対して遮蔽されて、熱放射または／および熱対流による加熱から保護されている。

図３には、燃料管路２２と冷却空気案内装置４６との協働の択一的な態様が示されている。図３において原理的に図示された態様から明確に看取可能であるように、冷却空気案内装置４６は、その吸気口領域５２において、実質的に車両長手方向Ｌの方向で、空気の圧力がより高い領域４２に対して、たとえば車両フロント端部領域３０のすぐ後ろに、または車両用送風機２８の吐出側３４の領域において開いている。冷却空気案内装置４６は、その排気口領域５６の領域においても同じく、実質的に車両長手方向Ｌの方向で、かつ車両リア端部領域６０に対する方向に向けられて、開いている。もちろん、図２および図３に図示された冷却空気案内装置４６の異なった配置構成が、その吸気口領域５２またはその排気口領域５６において、任意に互いに組み合わされてもよい。

前述の冷却空気案内装置４６で、可撓性のホース４８の燃料管路２２に対する所定の間隔を提供するために、たとえば異なった長手方向領域にスペーサ要素を提供することが可能であり、これらのスペーサ要素は、一方ではホース４８の燃料管路２２に関する所定の位置決めを設定し、他方では冷却空気流チャネル５０を通る冷却空気の流れを実質的に妨げず、たとえばこのために複数の流れ開口を有する。

別の択一的な態様が、図４に示されている。冷却空気案内装置４６の吸気口領域５２は、たとえば燃料タンク２４の近傍に位置決めされている。排気口領域５６は、車両用ヒータ２０の燃焼空気流入領域（全体に符号６０が付されている）に接続されている。たとえば吸入管片として形成された燃焼空気流入領域６０を介して、燃料タンク２４から流出する燃料と一緒に燃焼すべき燃焼空気Ｖは、燃焼空気送風機、たとえばサイドチャネル送風機を介して、車両用ヒータ２０内へ吸い込まれる。このことは基本的に、燃焼空気流入領域６０では、負圧が支配的であることを意味し、燃焼空気流入領域６０は、この態様では、空気を、冷却空気案内装置４６を通して吸い込み、冷却空気案内装置４６を通して吸い込まれたこの空気を、車両用ヒータ２０内へ圧送し、燃料と共に燃焼に利用するために用いられる。その際、冷却空気案内装置４６を通して吸い込まれた空気は、燃焼のために必要な空気の一部を提供することができ、この空気の一部は、外側から吸い込まれるべき燃焼空気Ｖと相まって、燃料と共に混合および燃焼に利用される。択一的に、燃焼のために必要な全ての空気を、冷却空気案内装置４６を通して吸い込み、燃焼空気流入領域６０を介して、車両用ヒータ２０内へ導くこともできる。

駆動機関と車両用ヒータとを含むエンジンルームが、車両のフロント領域に配置されている場合、本発明の原理を、特に効率的に利用することができる。ただし付言しておくと、エンジンルーム、ひいては駆動機関ならびに車両用ヒータが、リア領域に、つまり車室の後ろに配置されている車両の場合にも、本発明を適用することができる。

Claims (10)

1. 車両であって、
   エンジンルーム（１６）内に配置された駆動機関（１８）と、
   前記エンジンルーム（１６）内に配置され、燃料で運転される車両用ヒータ（２０）と、
   燃料タンク（２４）と、
   前記燃料タンク（２４）から前記車両用ヒータ（２０）に通じている燃料管路（２２）と、
   前記燃料管路（２２）を少なくとも部分的に取り囲んでいて、前記燃料管路（２２）の周囲を流れる冷却空気を冷却空気流チャネル（５０）に提供するための冷却空気案内装置（４６）と、
   を有する、車両。
2. 前記冷却空気案内装置（４６）は、前記燃料管路（２２）を、少なくとも、前記エンジンルーム（１６）の領域において延在している前記燃料管路（２２）の長手方向区分（３６）の領域において取り囲んでいる、請求項１記載の車両。
3. 前記冷却空気案内装置（４６）の吸気口領域（５２）は、車両長手方向（Ｌ）において、前記冷却空気案内装置（４６）の排気口領域（５６）の前方に位置決めされている、請求項１または２記載の車両。
4. 前記冷却空気案内装置（４６）の吸気口領域（５２）は、前記車両（１０）に設けられた、空気の圧力がより高い領域（４２）に配置されており、前記冷却空気案内装置（４６）の排気口領域（５６）は、前記車両（１０）に設けられた、空気の圧力がより低い領域（４４）に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の車両。
5. 前記冷却空気案内装置（４６）の前記吸気口領域（５２）は、車両フロント端部領域（３０）の近傍に、または／かつ前記車両フロント端部領域（３０）に向かう方向で、開いて配置されている、請求項４記載の車両。
6. 前記冷却空気案内装置（４６）の前記排気口領域（５６）は、車体底面（４０）の領域において、または／かつ車両リア領域（２６）において、または／かつ前記車体底面（４０）に向かう方向で、または／かつ車両リア端部領域（６０）に向かう方向で、開いて配置されている、請求項４または５記載の車両。
7. 前記冷却空気案内装置（４６）の排気口領域（５６）は、車両用送風機（２８）の吸込側（３２）に流体接続しており、または／かつ前記冷却空気案内装置（４６）の吸気口領域（５２）は、車両用送風機（２８）の吐出側（３４）に流体接続している、請求項４から６までのいずれか１項記載の車両。
8. 前記冷却空気案内装置（４６）の排気口領域（５６）は、前記車両用ヒータ（２０）の燃焼空気流入領域（６０）に接続されている、請求項１または２記載の車両。
9. 前記冷却空気案内装置（４６）は、可撓性のホース（４８）を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の車両。
10. 前記エンジンルーム（１６）は、前記車両（１０）のフロント領域（１４）に配置されている、または／かつ前記燃料タンク（２４）は、前記車両（１０）のリア領域（２６）に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の車両。

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