JP2018099983A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後方排気型横置きエンジンの触媒の冷却状態を調整しやすい車両用冷却装置を提供する。【解決手段】後方排気型横置きエンジン６の後方に設けられ、当該エンジン６からの排気を浄化する触媒部１３を有する車両の車両用冷却装置５０である。車両用冷却装置５０は、エンジン６を収容するエンジンルーム２の下部を覆うアンダーカバー３における触媒部１３よりも後方に設定される第１開口部３１と、第１開口部３１を開閉する第１可動カバー５１とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用冷却装置に関する。

従来、外気を取り込むことによりエンジンを冷却する車両用冷却装置が周知である。
特許文献１の車両用冷却装置は、エンジンルーム下部を覆うアンダーカバーに開閉部を備える。当該開閉部は、エンジンとラジエターとの間に位置している。この車両用冷却装置では、開閉部を開状態とすることにより、ラジエターを通過した空気は、エンジン前方から排出される。

特開２００３−７２３９４号公報

特許文献１の車両用冷却装置では、エンジンルーム後方から排出する空気の量を調節できない。したがって、特許文献１の車両用冷却装置では、車両が後方排気型横置きエンジンを採用する場合に、エンジンの排気を浄化するための触媒の周囲を通過する空気の量を調整できない。このため、特許文献１の車両用冷却装置では、後方排気型横置きエンジンの触媒の冷却状態を調整することが難しい。

本発明は、後方排気型横置きエンジンの触媒の冷却状態を調整しやすい車両用冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、後方排気型横置きエンジンの後方に設けられ、当該エンジンからの排気を浄化する触媒部を有する車両の車両用冷却装置は、前記触媒部よりも後方において、前記エンジンを収容するエンジンルームの下部を覆うアンダーカバーに設定されて前記エンジンルームの内外を連通する第１開口部と、前記第１開口部を開閉する第１可動カバーとを備えることを要旨とする。

この構成によれば、第１可動カバーの可動を通じて、第１開口部の開口量を調整することができる。したがって、触媒部における熱を奪った空気のエンジンルームから外部への排出量を調整することができる。この空気の排出量の調整を通じて、触媒部の冷却状態を調整することができる。なお、第１開口部及び第１可動カバーという簡易な構成であるため、車両重量の増加を抑制するという効果も有する。

上記構成において、前記第１可動カバーは、閉状態からその後端部を下げて前記アンダーカバーよりも下方に位置させることにより前記第１開口部を開放する開状態に移行することが好ましい。

通常、車両は前方に向かって走行するため、空気は前方から後方に向かって流れる。この構成によれば、第１可動カバーは、その後端部を下げることにより第１開口部を開放する開状態に移行するので、空気の流れを妨げにくい。したがって、例えば第１可動カバーの前端部が下がる場合と比較して、エンジンルーム内の空気を外部に好適に排出することができる。

上記構成において、前記触媒部よりも前方において、前記第１可動カバーに設定されて前記エンジンルームの内外を連通する第２開口部と、前記第２開口部を開閉する第２可動カバーとを備えることが好ましい。

この構成によれば、第２開口部を有しない構成と比較して、エンジンルーム内に取り込まれる空気が増える。エンジンルーム内に取り込まれる空気が増えれば、触媒部の熱をより奪うことができるので、より触媒部における冷却効果が高まる。

上記構成において、前記第２可動カバーは、閉状態からその前端部を下げて前記アンダーカバーよりも下方に位置させることにより前記第２開口部を開放する開状態に移行することが好ましい。

通常、車両は前方に向かって走行するため、空気は前方から後方に向かって流れる。この構成によれば、第２可動カバーは、その前端部を下げることにより第２開口部を開放する開状態に移行するので、空気の流れを妨げることなくエンジンルーム内に導くことができる。したがって、例えば第２可動カバーの後端部が下がる場合と比較して、エンジンルーム内へ取り込まれる空気の量が増える。

上記構成において、前記第１可動カバー及び前記第２可動カバーは、互いの開閉状態を連動させる連動機構により連結され、これら前記第１可動カバー及び前記第２可動カバーは、同一の駆動源により開閉状態が切り替えられることが好ましい。

この構成によれば、単一の駆動原により、第１可動カバー及び第２可動カバーの双方を可動させることができるので、車両用冷却装置としての構成数が抑制される。したがって、この構成を採用する車両用冷却装置は、軽量且つ小型である。

なお、第１可動カバー及び第２可動カバーの開閉状態が連動するので、より多くの空気をエンジンルーム内に取り込み、そして排出することができる。したがって、触媒部における冷却効果が高い。

上記構成において、前記エンジンの上方空間を通り前記触媒部に至る空気の通路の開閉状態を切り替えるシャッタを有し、前記シャッタの開閉状態は、前記第１可動カバーの開閉状態と一致するように切り替えられることが好ましい。

この構成によれば、シャッタの開閉状態と第１可動カバーの開閉状態とが連動するので、より多くの空気をエンジンルーム内に取り込み、そして排出することができる。したがって、触媒部における冷却効果が高い。

本発明の車両用冷却装置は、後方排気型横置きエンジンの触媒の冷却状態を調整しやすいという効果を有する。

車両前部の分解斜視図。 車両用冷却装置の斜視図。 車両前部の模式図。 車両用冷却装置の概略構成を示すブロック図。 触媒部を冷却していない状態の車両用冷却装置を示す模式図。 触媒部を冷却している状態の車両用冷却装置を示す模式図。

以下、車両用冷却装置の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、車両１は、エンジンルーム２の下部を覆うアンダーカバー３を備える。また、図３に示すように、車両１は、エンジンルーム２に収容されるラジエター４、ファン５、及びエンジン６の各構成を備える。これらラジエター４、ファン５、及びエンジン６の各構成は、この順番で、車両１の前端部に設けられるグリル７の後方に連続するように設けられている。

なお、エンジン６は、後方排気型の横置きエンジンであって、エンジン本体１１と、車両後方側に向かって延びるエキゾーストマニホールド（以下、エキマニ）１２とを有する。エキマニ１２は、エンジン本体１１から排出される排気ガスを浄化する触媒部１３が設けられるとともに、マフラー８に接続されている。

車両１が走行すると、空気は、グリル７を介してエンジンルーム２に取り込まれる。これにより、ラジエター４において熱交換が行われエンジン６が冷却される。また、車両１が停車している場合でも、ファン５が駆動することにより、空気は、グリル７を介してエンジンルーム２に取り込まれる。したがって、このような場合でも、ラジエター４において熱交換が行われエンジン６が冷却される。以上、ラジエター４、ファン５、グリル７は、エンジン６を冷却する周知の車両用冷却装置を構成する。

なお、ラジエター４とグリル７との間には、開閉状態が切り替えられるグリルシャッタ１５が設けられている。開状態のグリルシャッタ１５は、グリル７からエンジンルーム２へ空気が取り込まれることを許容し、閉状態のグリルシャッタ１５は、グリル７からエンジンルーム２へ空気が取り込まれることを規制する。したがって、エンジン６の暖機運転中にグリルシャッタ１５を閉状態とすれば、ラジエター４による熱交換効率が低下するため、エンジン６の暖機運転時間が短縮される。

また、ラジエター４の上方には、グリル７の上部からエンジン本体１１の上方を通過させエキマニ１２に空気を供給するためのダクト１６及び開閉状態が切り替えられるダクトシャッタ１７が設けられている。開状態のダクトシャッタ１７は、ダクト１６を介してエキマニ１２に空気が供給されることを許容し、閉状態のダクトシャッタ１７は、ダクト１６を介してエキマニ１２に空気が供給されることを規制する。したがって、ダクトシャッタ１７の開閉状態を切り替えることにより、エキマニ１２に設けられる触媒部１３の温度を、適温に調整することができる。なお、ダクトシャッタ１７がシャッタに相当する。

なお、グリルシャッタ１５及びダクトシャッタ１７の開閉状態は、後述の制御ＥＣＵ５６（図）により切り替えられる。
図１及び図３に示すように、アンダーカバー３は、車幅方向に拡がる前後２箇所の開口部３１，３２を有する。

後方側の第１開口部３１は、触媒部１３の後方下部に位置している。
前方側の第２開口部３２は、エンジン本体１１と触媒部１３との間の下方に設けられている。すなわち、第２開口部３２は、エンジン本体１１の後方且つ触媒部１３の前方に位置している。

さて、図１、図２、及び図３の各図に示すように、車両１は、車両用冷却装置５０の構成として、第１可動カバー５１、第２可動カバー５２と、駆動部５３とを備える。
第１可動カバー５１は、駆動部５３を介して車両の図示しないフレームに支持されるものであって、車幅方向に延びる板状部材である。第１可動カバー５１は、第１開口部３１の内形よりも若干小さい外形を有している。したがって、第１可動カバー５１は、アンダーカバー３と協働して、アンダーカバー３の底面と滑らかに連続する態様で第１開口部３１を閉塞する。

第１可動カバー５１は、車幅方向両端部の上面に突設されて上方に向かうにつれて前方に傾斜するように延びる第１支持部材６１を備える。第１支持部材６１の上端部６２は、駆動部５３を構成する第１リンク８２の後端部８２ｂに対し相対回転可能に支持されている。第１支持部材６１の下端部６３は、図示しない車両フレームに対し相対回転可能に支持されている。

第１可動カバー５１は、駆動部５３により、第１支持部材６１の下端部６３を中心に回転変位する。第１可動カバー５１は、図５に示すように第１開口部３１を塞ぐ第１格納位置から、第１支持部材６１の下端部６３を中心に時計方向へ回転することにより、図６に示すように第１開口部３１を開放する第１展開位置に至る。

なお、第１展開位置に位置する第１可動カバー５１は、その後端部５１ａがアンダーカバー３の下面よりも下方に位置するとともに、前端部５１ｂから後端部５１ａに向かうにつれて徐々に下降するように傾斜する。

第２可動カバー５２は、駆動部５３を介して車両の図示しないフレームに支持されるものであって、車幅方向に延びる板状部材である。第２可動カバー５２は、第２開口部３２の内形よりも若干小さい外形を有している。したがって、第２可動カバー５２は、アンダーカバー３と協働して、アンダーカバー３の底面と滑らかに連続する態様で第２開口部３２を閉塞する。

第２可動カバー５２は、車幅方向両端部の上面に突設されて上方に向かって延びる第２支持部材７１を備える。第２支持部材７１の上端部７２は、駆動部５３を構成する第２リンク８３の前端部８３ｂに対し相対回転可能に支持されている。第２支持部材７１の下端部７３は、図示しない車両フレームに対し相対回転可能に支持されている。

第２可動カバー５２は、駆動部５３により、第２支持部材７１の下端部７３を中心に回転変位する。第２可動カバー５２は、図５に示すように、第２開口部３２を閉塞する第２格納位置から、第２支持部材７１の下端部７３を中心に反時計方向へ回転することにより、図６に示すように第２開口部３２を開放する第２展開位置に至る。

なお、第２展開位置に位置する第２可動カバー５２は、その前端部５２ａがアンダーカバー３の下面よりも下方に位置するとともに、前端部５２ａから後端部５２ｂに向かうにつれて徐々に上昇するように傾斜する。

駆動部５３は、第１可動カバー５１及び第２可動カバー５２のそれぞれが取りうる各位置間を変位させる構成であって、リンク機構５４と、モータ５５と、制御ＥＣＵ５６とを備える。なお、リンク機構５４は連動機構に、モータ５５は単一の駆動源に、それぞれ相当する。

なお、以降駆動部５３の構成は、第１可動カバー５１が第１格納位置に、第２可動カバー５２が第２格納位置に、それぞれ位置する場合を例にとり説明する。
リンク機構５４は、駆動リンク８１、第１リンク８２、及び第２リンク８３を備える。

駆動リンク８１は、上下方向に延びるリンク部材であって、その中央部において、モータ５５の駆動に基づき回転する回転軸５７に固定されている。
駆動リンク８１の下端部８１ａは第１リンク８２の前端部８２ａに対して、駆動リンク８１の上端部８１ｂは第２リンク８３の後端部８３ａに対して、それぞれ相対回転可能に軸支されている。

第１リンク８２は、前後方向に延びるリンク部材であって、その前端部８２ａは駆動リンク８１の下端部８１ａに対して、その後端部８２ｂは、第１支持部材６１の上端部６２に対して、それぞれ相対回転可能に軸支されている。

第２リンク８３は、前後方向に延びるリンク部材であって、その後端部８３ａは駆動リンク８１の上端部８１ｂに対して、その前端部８３ｂは第２支持部材７１の上端部７２に対して、それぞれ相対回転可能に軸支されている。

図４に示すように、モータ５５は、制御ＥＣＵ５６に電気的に接続され、当該制御ＥＣＵ５６によりその駆動が制御される。また、制御ＥＣＵ５６は、グリルシャッタ１５の開閉を切り替えるモータ１８、及びダクトシャッタ１７の開閉を切り替えるモータ１９の各モータの駆動を制御する。

制御ＥＣＵ５６は、車速、水温等の図示しない各種検出部に接続されている。制御ＥＣＵ５６は、各種検出部における検出結果を通じて、モータ１８，１９，５５の駆動を制御する。

次に、リンク機構５４が動作したときの第１可動カバー５１及び第２可動カバー５２の変位態様、及びその効果について説明する。
なお、図５に示すように、第１可動カバー５１が第１格納位置に、第２可動カバーが第２格納位置に、それぞれ位置する状態を初期状態として説明する。リンク機構５４が、この初期状態にあるとき、駆動リンク８１は、上下方向に延びている。

なお、初期状態にあるとき、第１格納位置に位置する第１可動カバー５１は第１開口部３１を、第２格納位置に位置する第２可動カバー５２は第２開口部３２を、それぞれ閉塞する。このため、第１開口部３１及び第２開口部３２を介してエンジンルーム２の内外で、空気の入れ替わりが抑制されている。

モータ５５の駆動によって、回転軸５７が反時計方向に回転すると、その回転は、第１リンク８２及び第２リンク８３を介して第１可動カバー５１及び第２可動カバー５２に伝達される。

回転軸５７の反時計方向への回転により、第１可動カバー５１には、その回転中心となる支持部材６１の下端部６３に対して、支持部材６１の上端部６２を後方に向かって押す方向の力が作用する。

このため、第１可動カバー５１は、支持部材６１の下端部６３を中心に時計方向へ回転する。これにより、第１可動カバー５１は、その後端部５１ａがアンダーカバー３の下面よりも下方に位置する第１展開位置まで変位する。したがって、第１開口部３１が開放される。

なお、図６に示すように、第１展開位置に位置した第１可動カバー５１の前端部５１ｂは、アンダーカバー３の上方、すなわち、エンジンルーム２の内部に進入している。すなわち、第１展開位置の第１可動カバー５１は、後方に向かうにしたがい徐々に下降するように傾斜している。このため、前方から後方に向かう空気が第１可動カバー５１に遮られにくいので、同図６中に白抜き矢印で示すように、エンジンルーム２の内部から外部へ排出されやすい。

なお、第１開口部３１は、触媒部１３の後方に位置している。したがって、触媒部１３の熱が奪われやすく冷却効果が高い。
一方、第２可動カバー５２には、その回転中心となる支持部材７１の下端部７３に対して、支持部材７１の上端部７２を前方に向かって押す方向の力が作用する。

このため、第２可動カバー５２は、支持部材７１の下端部７３を中心に反時計方向へ回転する。これにより、第２可動カバー５２は、その前端部５２ａがアンダーカバー３の下面より下方に位置する第２展開位置まで変位する。これにより、第２開口部３２が開放される。

なお、図６に示すように、第２展開位置に位置した第２可動カバー５２の後端部５２ｂは、アンダーカバー３の上方、すなわち、エンジンルーム２の内部に進入している。すなわち、第２展開位置の第２可動カバー５２は、後方に向かうにしたがい徐々に上昇するように傾斜している。このため、同図６中に白抜き矢印で示すように、前方から後方に向かう空気が第２可動カバー５２に沿って移動するので、エンジンルーム２の内部に取り込まれやすい。

すなわち、エンジンルーム２内に取り込まれる空気量が増えるので、より触媒部１３の冷却効果が高い。
なお、図６に示すリンク機構５４の状態を駆動完了状態と規定する。ここで、回転軸５７が時計方向に回転すれば、リンク機構５４及びが駆動完了状態から初期状態に復帰することは言うまでもない。

制御ＥＣＵ５６は、リンク機構５４が駆動完了状態となるように、すなわち第１可動カバー５１を第１展開位置に、第２可動カバー５２を第２展開位置に、それぞれ変位させるべくモータ５５の駆動を制御するとき、グリルシャッタ１５及びダクトシャッタ１７がそれぞれ開状態となるように、モータ１８，１９の駆動を制御する。

これにより、グリル７からエンジンルーム２に取り込まれた空気は、図６中に白抜き矢印で示すように、エンジン本体１１の上方を通過し、触媒部１３に至る。したがって、触媒部１３の近傍において、外部からグリル７を介して取り込まれた空気と、外部から第２開口部３２を介して取り込まれた空気とが合流する。すなわち、触媒部１３に供給される空気量が増すため、触媒部１３における熱が奪われやすい。そして、触媒部１３における熱を奪った空気は、触媒部１３の後方に位置する第１開口部３１から排出される。このように、触媒部１３における熱を奪った空気がエンジンルーム２内に残らないので、触媒部１３の冷却効果が高い。

なお、触媒部１３の冷却効果が高まることにより、エンジンルーム２における温度上昇が抑制される。ひいては、エンジンルーム２に設けられる他の車載機器への熱による影響が抑制される。

また、触媒部１３の効率的な冷却が可能であることから、車両への後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、リンク機構５４を省略してもよい。この場合、第１可動カバー５１と第２可動カバー５２とが連動しないので、第１可動カバー５１を変位させるためのモータと、第２可動カバー５２を変位させるためのモータとを設ける。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態において、第２可動カバー５２及び第２開口部３２を省略してもよい。このように構成した場合でも、グリル７を介してエンジンルーム２内に取り込まれた空気は、第１開口部３１を介して排出されるので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この構成によれば、車両用冷却装置５０は、第１開口部３１及び第１可動カバー５１という簡易な構成であるため、車両重量の増加を抑制するという効果も有する。

・上記実施形態において、触媒部１３の温度が適温に対して低いとき、第１可動カバー５１及び第２可動カバー５２をそれぞれ格納位置に位置させて、エンジンルーム２内外の空気の入れ替えを抑制することにより、触媒部１３の温度上昇を促すことができる。

・上記実施形態において、駆動リンク８１は、モータ５５の駆動に基づき回転する構成であったが、電気、空気圧、ばね、重力等を利用するものに適宜変更してもよい。
・上記実施形態において、連動機構としてリンク機構５４を例示したが、連動機構の構成は、例えばカム機構など、第１可動カバー５１及び第２可動カバー５２の開閉状態が連動すれば、適宜変更可能である。

１…車両、２…エンジンルーム、３…アンダーカバー、４…ラジエター、５…ファン、６…後方排気型横置きエンジン、７…グリル、８…マフラー、１１…エンジン本体、１２…エキゾーストマニホールド、１３…触媒部、１５…グリルシャッタ、１６…ダクト、１７…ダクトシャッタ（シャッタ）、１８，１９…モータ、３１…第１開口部、３２…第２開口部、５０…車両用冷却装置、５１…第１可動カバー、５１ａ…第１可動カバーの後端部、５２…第２可動カバー、５２ａ…第２可動カバーの前端部、５３…駆動部、５４…リンク機構（連動機構）、５５…モータ（駆動源）、５６…制御ＥＣＵ、５７…回転軸、６１…第１支持部材、７１…第２支持部材、８１…駆動リンク、８２…第１リンク、８３…第２リンク。

Claims (6)

1. 後方排気型横置きエンジンの後方に設けられ、当該エンジンからの排気を浄化する触媒部を有する車両の車両用冷却装置であって、
   前記触媒部よりも後方において、前記エンジンを収容するエンジンルームの下部を覆うアンダーカバーに設定されて前記エンジンルームの内外を連通する第１開口部と、
   前記第１開口部を開閉する第１可動カバーとを備える車両用冷却装置。
2. 請求項１に記載の車両用冷却装置において、
   前記第１可動カバーは、閉状態からその後端部を下げて前記アンダーカバーよりも下方に位置させることにより前記第１開口部を開放する開状態に移行する車両用冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用冷却装置において、
   前記触媒部よりも前方において、前記第１可動カバーに設定されて前記エンジンルームの内外を連通する第２開口部と、
   前記第２開口部を開閉する第２可動カバーとを備える車両用冷却装置。
4. 請求項３に記載の車両用冷却装置において、
   前記第２可動カバーは、閉状態からその前端部を下げて前記アンダーカバーよりも下方に位置させることにより前記第２開口部を開放する開状態に移行する車両用冷却装置。
5. 請求項３又は４に記載の車両用冷却装置において、
   前記第１可動カバー及び前記第２可動カバーは、互いの開閉状態を連動させる連動機構により連結され、これら前記第１可動カバー及び前記第２可動カバーは、同一の駆動源により開閉状態が切り替えられる車両用冷却装置。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の車両用冷却装置において、
   前記エンジンの上方空間を通り前記触媒部に至る空気の通路の開閉状態を切り替えるシャッタを有し、
   前記シャッタの開閉状態は、前記第１可動カバーの開閉状態と一致するように切り替えられる車両用冷却装置。
   

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