(57)【要約】【課題】  動力伝達手段に対する水冷効率の低下を空冷効率の向上によって補償することの可能な車両用冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】  車両用冷却装置１０は、エンジンルーム内に空気を取り込むフロントグリル１２と、エンジンルーム内に設けられ、車両の駆動源３６、ＭＧ２の動力を駆動輪に伝達する動力伝達手段２０と、を備える。さらに、フロントグリル１２と動力伝達手段２０との間に設けられるとともに、フロントグリル１２から取り込まれた空気を受ける受風面３４Ｂを備えた熱交換器２６と、フロントグリル１２、熱交換器２６、動力伝達手段２０の配列方向Ｐに対する受風面３４Ｂの角度を可変に熱交換器２６を支持する支持部３８と、を備える。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルーム内に空気を取り込むフロントグリルと、
前記エンジンルーム内に設けられ、車両の駆動源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達手段と、
前記フロントグリルと前記動力伝達手段との間に設けられるとともに、前記フロントグリルから取り込まれた空気を受ける受風面を備えた熱交換器と、
前記フロントグリル、前記熱交換器、前記動力伝達手段の配列方向に対する前記受風面の角度を可変に前記熱交換器を支持する支持部と、
を備えることを特徴とする車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用冷却装置に関する。特に、駆動源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達手段を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動源である内燃機関や回転電機の動力を駆動輪に伝達するため、車両にはトランスアクスルと呼ばれる動力伝達手段が備えられている。トランスアクスルはトランスミッション、ファイナルドライブギヤ、デファレンシャルギヤがケーシングに収められたユニットを指しており、内燃機関及び回転電機の動力を適宜変速した上で駆動輪にその動力を伝達している。
【０００３】
駆動に伴いトランスアクスルが加熱されることから、トランスアクスルを冷却するための冷却手段が従来から設けられている。この冷却手段として、従来から空冷式及び水冷式の２種類の冷却手段が併用されている。
【０００４】
前者（空冷式）はトランスアクスルの筐体であるトランスアクスルケーシングの周辺に空気を流すことでトランスアクスルの冷却を図っている。例えば特許文献１、２、３や図５に示すように、トランスアクスル１００はエンジンルーム１０２内に収められており、エンジンルーム１０２の最前部に設けられたフロントグリル１０４から車外気がエンジンルーム１０２内に取り込まれる。エンジンルーム１０２内に流入した空気はコンデンサ１０６、ラジエータ１０８、冷却ファン１１０を通過した後にトランスアクスル１００を通過する。この際にトランスアクスル１００の周辺に空気が流れることでトランスアクスルケーシング１１２と空気との間で熱交換が行われ、その結果トランスアクスル１００が冷却される。
【０００５】
一方、後者（水冷式）はトランスアクスル内のギヤやシャフト等の潤滑油であるトランスミッションオイルを冷却することでトランスアクスルの冷却を図っている。具体的には、トランスミッションオイルの循環経路に水冷式のオイルクーラーを接続することでトランスミッションオイルを冷却している。すなわち、図６に示すように、車両内には内燃機関１１６やその周辺機器を冷却する冷却液が循環する内燃機関系循環経路１１８や、回転電機１２０やその周辺機器を冷却する冷却液が循環する回転電機系循環経路１２２が設けられており、これらの循環経路にオイルクーラー１２４の冷却液ポートが接続される。なお、図６では回転電機系循環経路１２２にオイルクーラー１２４が接続されている。さらにトランスミッションオイルの循環経路１２６にオイルクーラー１２４のオイルポートが接続される。オイルクーラー１２４においてトランスミッションオイルと冷却液との間で熱交換が行われることによりトランスミッションオイルが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２３７８１９号公報
【特許文献２】特開平１１−３２１３４７号公報
【特許文献３】特開平２−１１７４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コスト低減を図る目的でオイルクーラーの小型化が近年要請されている。しかし、オイルクーラーが小型化することに伴ってトランスアクスルに対する水冷効率が低下するおそれがある。そこで本発明は、オイルクーラーの小型化に伴う水冷効率の低下を空冷効率の向上によって補償することの可能な車両用冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は車両用冷却装置に関するものである。当該冷却装置は、エンジンルーム内に空気を取り込むフロントグリルと、前記エンジンルーム内に設けられ、車両の駆動源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達手段と、前記フロントグリルと前記動力伝達手段との間に設けられるとともに、前記フロントグリルから取り込まれた空気を受ける受風面を備えた熱交換器と、を備える。さらに、前記フロントグリル、前記熱交換器、前記動力伝達手段の配列方向に対する前記受風面の角度を可変に前記熱交換器を支持する支持部を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水冷効率の低下を空冷効率の向上によって補償することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る車両用冷却装置を例示する図である。
【図２】本実施形態に係る車両用冷却装置を例示する図である。
【図３】本実施形態に係る車両用冷却装置を例示する図である。
【図４】他の実施形態に係る車両用冷却装置を例示する図である。
【図５】従来の車両用冷却装置を例示する図である。
【図６】車両の冷却系等のうち水冷系統を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係る冷却装置を図１に例示する。なお、図１は車両のエンジンルーム内の構成を例示している。冷却装置１０は、フロントグリル１２と、コンデンサ１４と、ラジエータ１６と、冷却ファン１８と、トランスアクスル２０を含んで構成されている。
【００１２】
フロントグリル１２は車両外の空気をエンジンルーム内に取り込む外気導入口として機能する。フロントグリル１２はエンジンルームの最前部に設けられており、車両の走行に伴ってフロントグリル１２からエンジンルーム内に車外気（走行風）が導入される。
【００１３】
コンデンサ１４は車室内空調用の冷媒の熱交換を行う熱交換器として機能する。コンデンサ１４は冷媒が流入する流入ポート１５と冷媒を導出する導出ポート１７を備えている。さらに流入ポート１５及び導出ポート１７に接続される多数のチューブと、チューブ間に設けられたフィンから構成された平板状の熱交換部１９を備えており、この熱交換部１９がフロントグリル１２から取り込まれた空気を受ける受風面２２を構成している。受風面２２から熱交換部１９に流れ込んだ空気はフィンやチューブを介してチューブ内を流れる冷媒と熱交換を行う。コンデンサ１４には車室内の熱を吸収して気化状態の冷媒が流入ポート１５から流れ込み、この熱交換によって冷媒が凝縮液化されて導出ポート１７から導出される。
【００１４】
また、車両のフロント部を前方、リア部を後方とすると、コンデンサ１４はエンジンルーム内においてフロントグリル１２の後方に配置されるとともに、受風面２２がフロントグリル１２に対向するようにフロントグリル１２とほぼ平行に配置される。加えて、受風面２２の面積はフロントグリル１２と同等となるように形成されている。つまり、コンデンサ１４の後方から見ると受風面２２がフロントグリル１２を遮るように構成される。このようにすることでフロントグリル１２から取り込まれた空気の大部分が受風面２２を通過し、効率のよい熱交換が行われる。
【００１５】
ラジエータ１６は車両の駆動源とその周辺機器を冷却する冷却液の熱交換を行う熱交換器として機能する。ここで、図１には内燃機関３６と回転電機ＭＧ２の両者を駆動源とするいわゆるハイブリッド車両の冷却装置が例示されており、ラジエータ１６はそれぞれの駆動源を冷却する。すなわち、ラジエータ１６は内燃機関３６とその周辺機器を冷却する内燃機関用ラジエータ２４と、回転電機ＭＧ２とその周辺機器を冷却する回転電機用ラジエータ２６を含んで構成される。
【００１６】
内燃機関用ラジエータ２４及び回転電機用ラジエータ２６は、上述したコンデンサ１４と同様に、冷却液が流入する流入ポート２８Ａ，２８Ｂと冷却液を導出する導出ポート３０Ａ、３０Ｂを備えている。さらに流入ポート２８Ａ、２８Ｂ及び導出ポート３０Ａ、３０Ｂに接続される多数のチューブと、チューブ間に設けられたフィンから構成された平板状の熱交換部３２Ａ、３２Ｂを備えており、この熱交換部３２Ａ、３２Ｂがフロントグリル１２から取り込まれた空気を受ける受風面３４Ａ、３４Ｂを構成している。受風面３４Ａ、３４Ｂから熱交換部３２Ａ、３２Ｂに流れ込んだ空気はフィンやチューブを介してチューブ内を流れる冷却液と熱交換を行う。熱交換後の冷却液は導出ポート３０Ａ、３０Ｂから導出される。
【００１７】
また、ラジエータ１６はエンジンルーム内においてコンデンサ１４の後方に配置されるとともに、内燃機関用ラジエータ２４の受風面３４Ａはコンデンサ１４の受風面２２とほぼ平行に配置される。また、エンジンルームには図示しない枠体のラジエータサポートが設けられており、このラジエータサポートが内燃機関用ラジエータ２４の側面を支持することで内燃機関用ラジエータ２４がエンジンルームに対して固定される。
【００１８】
また、内燃機関用ラジエータ２４の底面と回転電機用ラジエータ２６の天面は当該底面及び天面に沿って延びるヒンジ部３８を介して接続されており、このヒンジ部３８によって回転電機用ラジエータ２６が内燃機関用ラジエータ２４に支持される。つまり、ヒンジ部３８は回転電機用ラジエータ２６の支持部として機能する。さらにヒンジ部３８によって回転電機用ラジエータ２６は内燃機関用ラジエータ２４の受風面３４Ａに平行な軸を回転軸として回動可能となっている。ヒンジ部３８が回転電機用ラジエータ２６を回動可能に支持することで、フロントグリル１２、コンデンサ１４、ラジエータ１６、冷却ファン１８、トランスアクスル２０の配列方向Ｐに対する回転電機用ラジエータ２６の受風面３４Ｂの角度を変更することが可能となる。
【００１９】
また、ヒンジ部３８は高い摺動性を有しており、回転電機用ラジエータ２６を回動させるような力が働かない限りは回転電機用ラジエータ２６は垂れ下がった位置、すなわち内燃機関用ラジエータ２４とほぼ平行な位置に配置される。
【００２０】
また、受風面３４Ａ、３４Ｂの総面積はフロントグリル１２と同等となるように形成されている。その結果、回転電機用ラジエータ２６が内燃機関用ラジエータ２４と平行となるように回転電機用ラジエータ２６を配置させた場合において、ラジエータ１６の後方から見るとコンデンサ１４の受風面２２に加えてラジエータ１６の受風面３４Ａ、３４Ｂがフロントグリル１２を遮るように構成される。このようにすることでコンデンサ１４を通過した空気の大部分がラジエータ１６の受風面３４Ａ、３４Ｂを通過し、効率のよい熱交換が行われる。
【００２１】
冷却ファン１８はラジエータ１６の後方に設置される。冷却ファン１８はフロントグリル１２から取り込む空気量を増加させるために設けられており、冷却ファン１８が作動することでフロントグリル１２からより多くの車外気がエンジンルーム内に引き込まれる。エンジンルーム内に引き込まれる空気量が増加することでコンデンサ１４及びラジエータ１６の熱交換が促進される。冷却ファン１８は伝動ベルト等を介して内燃機関によって駆動するようにしてもよく、また電動モータ等によって駆動するようにしてもよい。
【００２２】
トランスアクスル２０は回転電機ＭＧ１、ＭＧ２及び内燃機関３６と同軸上に設けられ、駆動源である回転電機ＭＧ２及び内燃機関３６の動力を図示しない駆動輪に伝達する動力伝達手段として機能する。トランスアクスル２０はトランスミッション、ファイナルドライブギヤ、デファレンシャルギヤがケーシング２１に収められたユニットとして構成されている。トランスアクスル２０は冷却ファン１８の後方に設けられており、フロントグリル１２から取り込まれるとともにコンデンサ１４、ラジエータ１６、冷却ファン１８を通過した空気がトランスアクスル２０の周辺を流れる。この際トランスアクスル２０のケーシング２１と空気とが熱交換を行うことでトランスアクスル２０が冷却される。
【００２３】
また、トランスアクスル２０の潤滑油であるトランスミッションオイルの循環経路に図示しないオイルクーラーが接続されている。さらにオイルクーラーには内燃機関用ラジエータ２４と回転電機用ラジエータ２６の少なくとも一方の冷却液が導入される。トランスミッションオイルが冷却液と熱交換を行うことでトランスミッションオイルが冷却される。冷却されたトランスミッションオイルがトランスミッション内に供給されることでトランスミッションが冷却される。
【００２４】
次に、本実施形態に係る冷却装置の作用について説明する。図２に示すように、車両の走行に伴い、フロントグリル１２から車外気（走行風）がエンジンルーム４０内に取り込まれる。取り込まれた空気はコンデンサ１４を通過した後に内燃機関用ラジエータ２４及び回転電機用ラジエータ２６に向かう。このとき、回転電機用ラジエータ２６の受風面３４Ｂに向かって空気が流れることで受風面３４Ｂにいわゆるラム圧（風圧）が発生し、回転電機用ラジエータ２６を回動させようとする力が働く。さらに車両が高速走行状態になる（例えば１００ｋｍ／時）と、エンジンルーム４０内に取り込まれる空気量が増加して回転電機用ラジエータ２６の受風面３４Ｂに働くラム圧が増加し、図３に示すように回転電機用ラジエータ２６の重量に抗して回転電機用ラジエータ２６が回動する（跳ね上げられる）。その結果、跳ね上げられた領域に空気が流れ込み、流れ込んだ空気は冷却ファン１８を経由してトランスアクスル２０に至る。このように、回転電機用ラジエータ２６が跳ね上げられることでトランスアクスル２０に流れ込む空気量が増加し、その結果トランスアクスル２０の冷却効率が向上する。また、回転電機用ラジエータ２６によって熱交換が行われていない比較的冷たい空気がトランスアクスル２０に流れ込むことになるから、このことによってもトランスアクスル２０の冷却効率が向上する。
【００２５】
なお、回転電機用ラジエータ２６が跳ね上げられることで回転電機用ラジエータ２６の受風面３４Ｂを通過する空気量が低減し、その結果冷却効率が低下するという別の問題が生じる。そこで、跳ね上げられた状態における回転電機用ラジエータ２６の受風面３４Ｂを通過する空気量を考慮して回転電機用ラジエータ２６の回動（跳ね上げ）を調整することが好ましい。
【００２６】
受風面３４Ｂを通過する空気量の増加に伴い回転電機用ラジエータ２６の冷却効率は向上するが、空気量が過剰となるとそれ以上空気量を増加させても冷却効率はほとんど向上しなくなる。つまり空気量が供給過多となる。このような状態においては回転電機用ラジエータ２６に供給される空気に余剰があることとなり、回転電機用ラジエータ２６を通過する空気量を一部減少させても回転電機用ラジエータ２６の冷却能力に実質的な問題は生じない。そこで回転電機用ラジエータ２６への空気量が供給過多となる時点から回転電機用ラジエータ２６が回動するように調整を行うことが好適である。例えば回転電機用ラジエータ２６の重量を調整したり、エンジンルーム４０内に取り込まれる空気量に応じて回転電機用ラジエータ２６を回動させるアクチュエータを設けることが好適である。後者の場合においては、例えば図示しないスロットルバルブの空気流量を計測するエアフローメーターの流量からエンジンルーム４０内に取り込まれた空気量を求めるとともに、当該空気量に基づいて回転電機用ラジエータ２６の回動角をアクチュエータによって制御するようにしてもよい。
【００２７】
なお、上述した実施形態においては回転電機用ラジエータ２６を回動可能としていたが、これに代えて回転電機用ラジエータ２６をラジエータサポートに固定させ、内燃機関用ラジエータ２４をヒンジ部３８によって回動可能に支持するようにしてもよい。さらに、内燃機関用ラジエータ２４や回転電機用ラジエータ２６を回動可能とする代わりにコンデンサ１４を回動可能としてもよい。例えば図４に示すようにコンデンサ１４を２分割し、一方をエンジンルーム４０に固定するとともに他方をヒンジ部３８で回動可能に支持してもよい。いずれの実施形態においても、フロントグリル１２からトランスアクスル２０までの経路上において空気の流れを妨げる受風面の角度を可変にして空気を流れ易くするので、トランスアクスル２０への空気量を増加させ、トランスアクスルの冷却効率（空冷効率）を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  冷却装置、１２  フロントグリル、１４  コンデンサ、１５  コンデンサ流入ポート、１６  ラジエータ、１７  コンデンサ導出ポート、１８  冷却ファン、１９  コンデンサ熱交換部、２０  トランスアクスル、２１  トランスアクスルケーシング、２２  コンデンサ受風面、２４  内燃機関用ラジエータ、２６  回転電機用ラジエータ、２８Ａ  内燃機関用ラジエータ流入ポート、２８Ｂ  回転電機用ラジエータ流入ポート、３０Ａ  内燃機関用ラジエータ導出ポート、３０Ｂ  回転電機用ラジエータ導出ポート、３２Ａ  内燃機関用ラジエータ熱交換部、３２Ｂ  回転電機用ラジエータ熱交換部、３４Ａ  内燃機関用ラジエータ受風面、３４Ｂ  回転電機用ラジエータ受風面、３６  内燃機関、３８  ヒンジ部、４０  エンジンルーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012241660.tif 000006
【図５】
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【図６】
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