JP2016190534A - Cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却システムに係り、特に、空気の流路に仕切り材と空気流ガイドとが設けられている車両の冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system, and more particularly to a vehicle cooling system in which a partition material and an air flow guide are provided in an air flow path.
従来、車両の前から後に向かって、1つ目の熱交換器であるコンデンサ、2つ目の熱交換器であるサブラジエータ、3つ目の熱交換器であるメインラジエータを、この順に3枚重ねるようにして配置した冷却装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, from the front to the rear of the vehicle, the first heat exchanger is a condenser, the second heat exchanger is a sub-radiator, and the third heat exchanger is a main radiator. A cooling device arranged so as to overlap is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、従来の冷却システムでは、コンデンサとサブラジエータとメインラジエータとが3枚重なったような態様で設けられているので(前から後に向かって空気の流れに対して直列的に配置されているので)、たとえば、車両が高速走行等してエンジンが高負荷運転しているときに、メインラジエータの冷却能力が低下する場合があるという問題がある。 By the way, in the conventional cooling system, the condenser, the sub-radiator, and the main radiator are provided in such a manner that three sheets overlap each other (since they are arranged in series with respect to the air flow from the front to the rear. ) For example, when the vehicle is traveling at high speed and the engine is operating at a high load, there is a problem that the cooling capacity of the main radiator may be reduced.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジンが高負荷運転しているときであっても、メインラジエータの冷却能力の低下を防止することがきる冷却システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a cooling system that can prevent a decrease in the cooling capacity of the main radiator even when the engine is operating at a high load. Objective.
請求項1に係る発明は、第1の熱交換器と、前記第1の熱交換器の下側に配置された第2の熱交換器と、送風機構と、前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器との間における、相互方向の空気の流れを制限する仕切り板と、前記仕切り板の前側に配置され、前記各熱交換器への空気流を制御する空気流ガイドとを有する冷却システムである。
The invention according to
本発明によれば、エンジンが高負荷運転しているときであっても、メインラジエータの冷却能力の低下を防止することがきる冷却システムを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a cooling system that can prevent a decrease in the cooling capacity of the main radiator even when the engine is operating at a high load.
車両3には、エンジン(原動機;図示せず)が搭載されており、冷却システム1は、車両3に搭載されて、エンジンの冷却や車両3のキャビン内の供給される空気の冷却(エアーコンディショナ(エアコン)による冷却)や過給機で圧縮された空気等を冷却するようになっている。
The
図1〜3を参照すると、冷却システム1は、第1の熱交換器(たとえば、コンデンサ;エアコンのコンデンサ)5と、第2の熱交換器(たとえば、サブラジエータ)7と、送風機構(冷却ファン9)とを備える。
1 to 3, a
サブラジエータ7は、コンデンサ5の下側(車両3の上下方向下側)に配置されており、コンデンサ5に隣接して設けられている。
The
そして、冷却ファン9の稼働によって発生した空気流が、コンデンサ5側を通過するようになっている。これによってコンデンサ5、サブラジエータ7の少なくともいずれかの強制的な冷却がなされるようになっている。
The air flow generated by the operation of the
また、冷却システム1には、仕切り板11と空気流ガイド(導風ガイド)13と空気流路開閉機構(シャッタ)15とが設けられている。仕切り板11は、コンデンサ5とサブラジエータ7との間における相互方向の空気の流れを制限するようになっている。
Further, the
また、仕切り板11は、コンデンサ5とサブラジエータ7との境界から、後側(車両3の前後方向後側)に延出しており、コンデンサ5を通過した空気(コンデンサ5の前側からコンデンサ5を通ってコンデンサ5の後側に抜けた空気)と、サブラジエータ7を通過した空気(サブラジエータ7の前側からサブラジエータ7を通ってサブラジエータ7の後側に抜けた空気)とは、仕切り板11によって、お互いが遮断されお互いの混ざり合いが防止されるようになっている。
Further, the
空気流ガイド13は、仕切り板11の前側に配置されており(前側に設けられており)、コンデンサ5、サブラジエータ7への空気流の形態を変える制御をするようになっている。
The
また、空気流ガイド13は、コンデンサ5とサブラジエータ7との境界から、前側に延出しており、コンデンサ5を通過する空気と、サブラジエータ7を通過する空気とは、コンデンサ5やサブラジエータ7の前方では、空気流ガイド13によって、お互いが遮断されお互いの混ざり合いが防止されるようになっている。
The
なお、仕切り板11が、コンデンサ5とサブラジエータ7との境界から前側に延出しており、空気流ガイド13が、仕切り板11の前端から前側に延出していてもよい。
The
空気流路開閉機構15は、空気流ガイド13の前側(前端部)に配置されている(前側に設けられている)。そして、空気流ガイド13の下側で空気流ガイド13に沿い車両3の前側から後側に向かいサブラジエータ7へ流れる空気流を制御する(空気の流量を調整する)ようになっている。
The air flow path opening /
車両3には、バンパー23が設けられている。バンパー23は、コンデンサ5、サブラジエータ7の前側に配置されている。
A
また、バンパー23は、前後方向では、コンデンサ5、サブラジエータ7から離れており、上下方向では、コンデンサ5、サブラジエータ7の中央の位置している。このバンパー23の上側にはアッパーグリル25Aが形成されており下側にはロアーグリル25Bが形成されている。
The
ロアーグリル25Bは、上側部位19と下側部位21とで形成されており、下側部位21が空気流路開閉機構15によって開閉するようになっている。
The lower grill 25 </ b> B is formed by an
空気流ガイド13は、バンパー23の下側から取り入れた空気をサブラジエータ7へは流さずにコンデンサ5へのみ流す第1の位置(図1参照)と、バンパー23の下方から取り入れた空気をコンデンサ5へは流さずにサブラジエータ7へのみ流す第2の位置(図1、図2参照)とに、コンデンサ5、サブラジエータ7に対して動くように構成されている。
The
また、空気流ガイド13は、後端部がヒンジを介してコンデンサ5とサブラジエータ7との境界の前部に支持されており、図示しないアクチュエータにより、第1の位置から第2の位置に回動し、逆に、第2の位置から第1の位置に回動するようになっている。
In addition, the
さらに説明すると、空気流ガイド13が第1の位置にあるときには、図1で示すように、空気流ガイド13の前端がバンパー23に接しており、ロアーグリル25Bの上側部位19から入った空気が、サブラジエータ7に到達するようになっている。
More specifically, when the
空気流ガイド13が第2の位置にあるときには、図2や図3で示すように、空気流ガイド13の前端がシャッタ15の上端に接しており、ロアーグリル25Bの上側部位19から入った空気が、コンデンサ5に到達するようになっている。
When the
なお、空気流ガイド13が、第1の位置から第2の位置へ移動し、また、第2の位置から第1の位置へ移動し、第1の位置もしくは第2の位置にのみ停止してとどまるようになっているが、第1の位置と第2の位置との間の任意の位置で停止しこの停止した位置にとどまるように構成されていてもよい。
The
また、空気流路開閉機構15は、図示しないアクチュエータによって駆動し、ロアーグリル25Bの下側部位21を、全開状態にするか(図1、図3参照)もしくは全閉状態にする(図2参照)ようになっている。なお、空気流路開閉機構15が、下側部位21を中途の開状態にするように構成されていてもよい。
Further, the air flow path opening /
空気流ガイド13や空気流路開閉機構15は、車両3の走行状態(たとえば、コンデンサ5とサブラジエータ7との熱負荷)に応じて動くように構成されている。熱負荷とは、コンデンサ5やサブラジエータ7が放熱すべき熱量であり、たとえば、コンデンサ5では冷媒の圧力、サブラジエータ7では冷却水の温度によって判断される。
The
すなわち、冷却システム1には、制御部17(CPUとメモリとを備えて構成された制御手段)が設けられている。また、車両3には、たとえば、サブラジエータ7の冷却水の温度を検出するサブラジエータ冷却水温度検出センサ(図示せず)、コンデンサ5の冷媒の圧力を検出するコンデンサ冷媒圧力検出センサ(図示せず)、エンジンの冷却水の温度を検出するエンジン冷却水温度検出センサ(図示せず)、車両の速度を検出する車両速度検出センサ(図示せず)等が設けられている。
That is, the
そして、制御部17は、各センサのうちの少なくともいずれかの検出結果に応じて、空気流ガイド13を移動し、空気流ガイド空気流路開閉機構15を開閉する(開度を調整する)ようになっている。
And the
また、冷却システム1には、第3の熱交換器(メインラジエータ)27が設けられている。メインラジエータ27は、コンデンサ5とサブラジエータ7との後側に配設されている(前側に設けられている)。
The
コンデンサ5の高さ寸法とサブラジエータ7の高さ寸法との和(合計の高さ寸法)は、メインラジエータ27の高さ寸法と等しくなっている。
The sum of the height dimension of the
すなわち、コンデンサ5の外形とサブラジエータ7の外形とメインラジエータ27の外形とはそれぞれが矩形な平板状に形成されており、厚さ方向が前後方向になって配置されている。
That is, the outer shape of the
前後方向では、コンデンサ5とサブラジエータ7とは同じところに位置しており、メインラジエータ27は、コンデンサ5およびサブラジエータ7の後側で、コンデンサ5およびサブラジエータ7から所定の距離だけ離れている。
In the front-rear direction, the
コンデンサ5とサブラジエータ7とは上下方向にならんでいる。そして、上下方向において、コンデンサ5の上端の位置とメインラジエータ27の上端の位置とはお互いに一致しており、サブラジエータ7の下端の位置とメインラジエータ27の下端の位置とはお互いに一致しており、コンデンサ5およびサブラジエータ7は、メインラジエータ27と同じところに位置している。
The
横方向(車両3の横方向)において、コンデンサ5の横方向(左右方向)の一方の端(左端)の位置と、サブラジエータ7の横方向(左右方向)の一方の端(左端)の位置と、メインラジエータ27の横方向(左右方向)の一方の端(左端)の位置とは、お互いが一致しており、コンデンサ5の横方向(左右方向)の他方の端(右端)の位置と、サブラジエータ7の横方向(左右方向)の他方の端(右端)の位置と、メインラジエータ27の横方向(左右方向)の他方の端(右端)の位置とは、お互いが一致しており、コンデンサ5とサブラジエータ7とメインラジエータ27とは同じところに位置している。
In the lateral direction (lateral direction of the vehicle 3), the position of one end (left end) in the lateral direction (left and right direction) of the
これにより、前後方向から見ると、コンデンサ5の全体とサブラジエータ7の全体とに、メインラジエータ27の全体が重なっている。
Thus, when viewed from the front-rear direction, the entire
また、冷却システム1では、送風機構(冷却ファン)9が、たとえば、コンデンサ5の後方のみに設けられている。
In the
すなわち、上述したように、冷却ファン9の稼働によって発生した空気流が、コンデンサ5を通過するようになっている。さらには、冷却ファン9の稼働によって発生する空気流の総てが、コンデンサ5の全体にわたってほぼ均一に流れるようになっている。
That is, as described above, the air flow generated by the operation of the cooling
冷却システム1についてさらに説明する。冷却システム1は矩形な筒状のダクト(フード)29を備えている。ダクト29の前端におけるバンパー23の上側の開口部がアッパーグリル25Aを形成しており、ダクト29の前端におけるバンパー23の下側の開口部がロアーグリル25Bを形成している。
The
冷却ファン9は、ダクト31内に設けられており、冷却ファン9が稼働することで、コンデンサ5を通過する空気流(前から後に向かう空気流)が強制的に発生するようになっている。図示しないエンジンは、冷却システム1の後側に設けられている。
The cooling
仕切り板11は矩形な平板状に形成されており、厚さ方向が上下方向になるようにして、ダクト29内でコンデンサ5およびサブラジエータ7とメインラジエータ27との間に設けられている。
The
また、仕切り板11は、上下方向では、コンデンサ5とサブラジエータ7との境界のところに位置している。仕切り板11が設けられていることで、ダクト29内のコンデンサ5およびサブラジエータ7とメインラジエータ27との間の空間が、上側の空間33と下側の空間35とに区画されており、上側の空間33と下側の空間35との間では、空気の行き来ができないようになっている。
Further, the
導風ガイド13は、矩形な平板状のものの後側が円弧状に曲げて形状になっており、厚さ方向が概ね上下方向になるようにして、ダクト29内で、ダクト29の前端とコンデンサ5およびサブラジエータ7との間に設けられている。
The
また、第2の位置に位置している導風ガイド13は、図2や図3で示すように、上下方向では、コンデンサ5とサブラジエータ7との境界のところから前側斜め下方に延出している。ただし、導風ガイド13は、前側ではほぼ水平に延出している。導風ガイド13が第1の位置に位置している状態では、第2の位置に位置している場合よりも、導風ガイド13が上方に回動している。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
導風ガイド13が設けられていることで、ダクト29内のコンデンサ5およびサブラジエータ7の前側の空間が、上側の空間37と下側の空間39とに区画されており、上側の空間37と下側の空間39との間では、空気の行き来ができないようになっている。
By providing the
冷却システム1では、車両3(エンジン)がコールドスタート状態であるか否か、車両3(エンジン)がアイドル状態であるか否か、車両3の走行速度、の少なくともいずれかに応じて、空気流ガイド13、空気流路開閉機構15の少なくともいずれかを、制御部17で制御するようになっている。
In the
すなわち、制御部17は、車両3がアイドル状態もしくは低速走行中(例えば、40km/h未満の速度で走行中)にあるときには、空気流ガイド13が第1の位置で、シャッタ15を閉とし(図2参照)、車両が中速走行中(例えば、40km/h以上、80km/h未満の速度で走行中)であるときには、空気流ガイド13が第1の位置で、シャッタ15を開とし(図3参照)、車両3が高速走行中(例えば、80km/h以上の速度で走行中)であるときには、空気流ガイド13が第2の位置で、シャッタ15を開(図1参照)とするように空気流ガイド13と、空気流路開閉機構15を制御するよう構成されている(図4もあわせて参照)。
That is, when the
図4で示すように、車両3がアイドル状態のとき、コンデンサ5は高負荷であり、サブラジエータ7は低負荷であり、メインラジエータ27は低負荷である(図2参照)。
As shown in FIG. 4, when the
低速運転中(40km/h未満)のときコンデンサ5は高負荷であり、サブラジエータ7は低負荷であり、メインラジエータ27は低負荷である(図2参照)。
During low-speed operation (less than 40 km / h), the
中速運転中(40km/h以上、80km/h未満の速度で走行中)のときコンデンサ5は高負荷であり、サブラジエータ7は低負荷であり、メインラジエータ27は低負荷である(図3参照)。
During medium speed operation (traveling at a speed of 40 km / h or more and less than 80 km / h), the
高速運転中(80km/h以上の速度で走行中)のときコンデンサ5は高負荷であり、サブラジエータ7は低負荷であり、メインラジエータ27は低負荷である(図1参照)。
During high-speed operation (running at a speed of 80 km / h or more), the
次に冷却システム1の動作について、図5を参照しつつ説明する。冷却システム1は、制御部17の制御の下、メモリに予め記憶されている動作プログラムにしたがって動作するようになっている。
Next, the operation of the
初めに、ステップS1では、車両3がアイドル状態であるか否かを判断する。アイドル状態であると判断したとき処理はステップS9に進む。アイドル状態でないと判断した場合処理はステップS3に進む。
First, in step S1, it is determined whether or not the
ステップS3では、車両3が低速走行中であるか否かを判断する。低速走行中であると判断した場合に処理はステップS9に進む。低速走行中でないと判断した場合に処理はステップS5に進む。
In step S3, it is determined whether or not the
ステップS5では、車両3が中速走行中であるか否かを判断する。中速走行中であると判断した場合に処理はステップS11に進む。低速走行中でないと判断した場合に処理はステップS7に進む。
In step S5, it is determined whether or not the
ステップS7では、空気流ガイドが第2の位置でシャッタ開(図1)となる。そして、ステップS1に処理が戻る。ステップS9では、空気流ガイドが第1の位置でシャッタ閉(図2)となる。そして、ステップS1に処理が戻る。ステップS11では、空気流ガイドが第1の位置でシャッタ開(図3)となる。そして、ステップS1に処理が戻る。 In step S7, the airflow guide is opened at the second position (FIG. 1). Then, the process returns to step S1. In step S9, the airflow guide is closed at the first position (FIG. 2). Then, the process returns to step S1. In step S11, the shutter is opened (FIG. 3) at the first position of the airflow guide. Then, the process returns to step S1.
このように、条件に応じて最適な風流れに制御し、空力性能向上とメインラジエータ27と、サブラジエータ7の冷却を効率良く行うことができる。また、サブラジエータ7を通過しない冷却風をコンデンサ5に利用できる。サブラジエータ7側に流入するはずの車速風を効率良くコンデンサ5側で利用することができる。
In this way, it is possible to control the wind flow to an optimum according to the conditions, and to efficiently improve the aerodynamic performance and cool the
そして、ロアーグリル25B側(シャッタ15側)とアッパーグリル25A側を分けることで、下部からのサクションが少なくなるため、アイドル時エンジンルームからの吹き返しを低減できる(図2の破線の矢印参照)。
By separating the
冷却システム1によれば、コンデンサ5の下側にサブラジエータ7が配置されているので、コンデンサ5とサブラジエータ7との後側にメインラジエータ27を設けても、コンデンサ5、サブラジエータ7、メインラジエータ27が従来のように3枚重なることがない。これにより、エンジンが高負荷運転しているときであっても、メインラジエータ27の冷却能力の低下を防止することがきる。
According to the
また、冷却システム1によれば、コンデンサ5とサブラジエータ7との間の相互方向の空気の流れを制限する仕切り板11と、仕切り板11の前側に配置され各熱交換器(コンデンサ5、サブラジエータ7、メインラジエータ27)への空気流を制御する空気流ガイド13とを備えて構成されているので、車両3の運転状態や各熱交換器の負荷等に応じて、空気の流れの態様を適宜設定することができる。これにより、エンジン、過給機、エアーコンディショナを効率良く冷却することができる。
Moreover, according to the
また、冷却システム1によれば、空気流ガイド13が、コンデンサ5へのみ空気を流す第1の位置と、サブラジエータ7へのみ空気を流す第2の位置とに動くように構成されているので、簡素な構成で、エンジン、過給機、エアーコンディショナを効率良く冷却することができる。
Further, according to the
また、冷却システム1によれば、空気流ガイド13が車両3の走行状態に応じて開閉するように構成されているので、コンデンサ5、サブラジエータ7における熱交換を効率良く行うことができる。
Further, according to the
また、冷却システム1によれば、シャッタ15が空気流ガイド13の前端部設けられているので、シャッタ15を閉じたときに車両3の走行風がダクト29の下側の空間39内に入らない(図2の破線の矢印参照)。これにより、車両3の走行時における空力性能を向上させることができる。
Further, according to the
冷却システム1によれば、送風機構9がコンデンサ5の後方のみに設けられているので、送風機構9を大型化することなく、アイドル時や低速走行時におけるメインラジエータ27およびコンデンサ5における冷却を確実に行うことができる。
According to the
また、冷却システム1によれば、シャッタ15が車両3の走行状態に応じて開閉するように構成されているので、コンデンサ5、サブラジエータ7における熱交換と車両3の走行時における空力性能とをバランスさせ、効率良く車両3を運転することができる。
Further, according to the
また、冷却システム1によれば、コンデンサ5の高さ寸法とサブラジエータ7の高さ寸法との和がメインラジエータ27の高さ寸法と等しくなっており、前後方向でコンデンサ5およびサブラジエータ7とメインラジエータ27とがお互いに重なっているので、冷却システム1を小型化しつつ、コンデンサ5とサブラジエータ7とメインラジエータ27とにおける放熱を効率良く行うことができる。
Further, according to the
1 冷却システム
3 車両
5 コンデンサ(第1の熱交換器)
7 サブラジエータ(第2の熱交換器)
9 冷却ファン(送風機構)
11 仕切り板
13 空気流ガイド
15 シャッタ(空気流路開閉機構)
17 制御部
23 バンパー
27 メインラジエータ(第3の熱交換器)
1
7 Sub-radiator (second heat exchanger)
9 Cooling fan (Blower mechanism)
11
17
Claims (9)
前記第1の熱交換器の下側に配置された第2の熱交換器と、
送風機構と、
前記第1の熱交換器と前記第2の熱交換器との間における、相互方向の空気の流れを制限する仕切り板と、
前記仕切り板の前側に配置され、前記各熱交換器への空気流を制御する空気流ガイドと、
を有することを特徴とする車両の冷却システム。 A first heat exchanger;
A second heat exchanger disposed below the first heat exchanger;
A blower mechanism;
A partition plate for restricting the flow of air in the mutual direction between the first heat exchanger and the second heat exchanger;
An air flow guide disposed on the front side of the partition plate for controlling the air flow to the heat exchangers;
A vehicle cooling system comprising:
前記各熱交換器の前側にはバンパーが設けられており、
前記空気流ガイドは、前記バンパーの下側から取り入れた空気を前記第1の熱交換器へ流す第1の位置と、前記バンパーの下方から取り入れた空気を前記第2の熱交換器へ流す第2の位置とに動くように構成されていることを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to claim 1,
A bumper is provided on the front side of each heat exchanger,
The air flow guide has a first position for flowing air taken from below the bumper to the first heat exchanger, and a first position for flowing air taken from below the bumper to the second heat exchanger. A vehicle cooling system configured to move to a position of 2.
前記空気流ガイドは、前記車両の走行状態に応じて動くように構成されていることを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to claim 1 or 2,
The cooling system for a vehicle, wherein the air flow guide is configured to move in accordance with a traveling state of the vehicle.
前記空気流ガイドの前側に配置され、前記第2の熱交換器へ流れる空気流を制御する空気流路開閉機構を有することを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to any one of claims 1 to 3,
A cooling system for a vehicle, comprising an air flow path opening / closing mechanism that is disposed on a front side of the air flow guide and controls an air flow flowing to the second heat exchanger.
前記空気流路開閉機構は、前記車両の走行状態に応じて開閉するように構成されていることを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to claim 4,
The cooling system for a vehicle, wherein the air flow path opening / closing mechanism is configured to open and close according to a traveling state of the vehicle.
前記第1の熱交換交換器と前記第2の熱交換器との後側には、第3の熱交換器が設けられていることを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to any one of claims 1 to 5,
A cooling system for a vehicle, wherein a third heat exchanger is provided behind the first heat exchanger and the second heat exchanger.
前記第1の熱交換器の高さと前記第2の熱交換器の高さとの和は、前記第3の熱交換器の高さと等しいことを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to claim 6,
The vehicle cooling system according to claim 1, wherein a sum of a height of the first heat exchanger and a height of the second heat exchanger is equal to a height of the third heat exchanger.
前記送風機構は、前記第1の熱交換器の後方側に設けられていることを特徴とする車両の冷却システム。 The vehicle cooling system according to any one of claims 1 to 7,
The cooling system for a vehicle, wherein the blower mechanism is provided on a rear side of the first heat exchanger.
前記車両がコールドスタート状態であるか否か、前記車両がアイドル状態であるか否か、前記車両の走行速度、の少なくともいずれかに応じて、前記空気流ガイド、前記空気流路開閉機構の少なくともいずれかを制御する制御部を有することを特徴とする車両の冷却システム。
The vehicle cooling system according to any one of claims 1 to 8,
According to at least one of whether the vehicle is in a cold start state, whether the vehicle is in an idle state, and the traveling speed of the vehicle, at least one of the air flow guide and the air flow path opening / closing mechanism. A vehicle cooling system comprising a control unit for controlling either of them.
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CN108081936A (en) * | 2017-12-21 | 2018-05-29 | 北京华田汽车科技有限公司 | A kind of electric automobile cooling system using radiator without fan |
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