(57)【要約】本発明は、熱交換器（３）、特に、自動車エンジン用の給気冷却器の冷却液（Ｌ）の循環を調整する装置（１１）に関する。前記装置は、前記熱交換器に取り付けられるよう構成された本体（１７）を備え、前記本体は、少なくとも１つの液体循環チャンバ（１９）を画定し、前記装置は、熱交換器内の冷却液の温度および／または流量を調節することを可能とする、前記チャンバ内の液体の分配手段（１２）をさらに備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器（３）、特に、自動車エンジン用の給気冷却器の冷却液（Ｌ）の循環を調整する装置（１１）であって、前記装置（１１）は、前記熱交換器（３）に取り付けられるよう構成された本体（１７）を備え、前記本体（１７）は、少なくとも１つの液体循環チャンバ（１９）を画定し、前記装置は、熱交換器内の冷却液の温度および／または流量を調節することを可能とする、前記チャンバ内の液体の分配手段（１２）をさらに備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記本体（１７）は、チャンバ内の前記液体のための少なくとも１つの入口（２１）と、チャンバ内の前記液体のための第１および第２の出口（２３、２５）とを備え、前記第１の出口（２３）は、熱交換器の入口（１３）に接続されるよう構成されており、前記装置は、冷却液が、前記第２の出口（２５）を通って、熱交換器の少なくとも一部をバイパスするよう構成されており、前記分配手段（１２）は、チャンバの前記第１の出口と前記第２の出口（２３、２５）の間で、冷却液の分配を行うよう構成されている、請求項１に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項３】
前記第２の出口（２５）に接続され、熱交換機の出口（１５）に接続されるよう構成されたバイパス導管（２７）を備える、請求項２に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項４】
熱交換器内の前記液体の流量および／または温度の制御設定値に結び付けられた、前記分配手段（１２）のアクチュエータを備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項５】
前記アクチュエータは、電気制御および／または空圧制御される、請求項４に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項６】
液体循環ポンプ（９）を備える、請求項１〜５の何れか１項に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項７】
前記本体（１７）は、チャンバ内の、温度の異なる冷却液（Ｌ、Ｌ’）のための２つの入口（２１、２１’）を備え、前記分配手段（１２）は、チャンバ内での前記液体（Ｌ、Ｌ’）の混合を所定の温度で行うように構成されている、請求項１〜６の何れか１項に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の、熱交換器の冷却液の循環を調整する装置（１１）を備える熱交換器（３）。
【請求項９】
熱交換束（３）を含み、前記熱交換束は、前記冷却液の入口および出口を前記熱交換束の同じ側とすることが可能となるよう構成されている、請求項８に記載の熱交換器（３）。
【請求項１０】
前記装置（１１）は、前記同じ側で熱交換器（３）に接続されるよう構成されている、請求項９に記載の熱交換器（３）。
【請求項１１】
少なくとも２つの箱（３３）を有し、一方の箱は熱交換器への液体の入口のためであり、他方の箱は熱交換器からの液体の出口のためであり、前記装置（１１）は、熱交換器内の液体の入口および出口のための前記２つの箱（３３）の間に配置されるよう構成されている、請求項８〜１０の何れか１項に記載の熱交換器（３）。
【請求項１２】
前記装置（１１）は、前記箱（３３）に統合されるよう構成されている、請求項８〜１１の何れか１項に記載の熱交換器（３）。
【請求項１３】
前記同じ側で熱交換束に組み付けられるよう構成されたカバーを備え、前記カバーは、前記液体の入口および出口の箱（３３）と、調整装置の前記チャンバ（１９）を画定する、請求項１１または１２に記載の熱交換器（３）。
【請求項１４】
前記調整装置（１１）は、二重であり、２つのチャンバ（１９）を備え、それぞれのチャンバは所定の温度の冷却液を収容することができ、熱交換器（３）は２つの区間（４０、４０）を備え、それぞれのチャンバ（１９）は、熱交換器の区間（４０）の一方に、所定の温度の冷却液の一方を供給するよう構成される、請求項８〜１３の何れか１項に記載の熱交換器（３）。
【請求項１５】
請求項８〜１４の何れか１項に記載の熱交換器（３）を備えることを特徴とする空気吸入モジュール（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、特には自動車エンジン用の給気冷却器の冷却液の循環を調整する装置、およびそれを用いた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野では、熱交換器、すなわち給気冷却器は、自動車のエンジンに供給される給気と冷却液との間の熱交換を可能にすることが知られている。熱交換器は、給気の流路と冷却液の流路とを交互に画定する熱交換束を含む。かかる熱交換器は、車両の前方に、または、少なくとも吸気口の近くに配置する必要のある、外気流により冷却される給気熱交換器とは異なり、ボンネット内、特に車両用エンジンの近傍で自由に配置することができるという利点を有する。
【０００３】
給気の温度調節のために、現在では、熱交換器またはバイパス回路のいずれかに給気を通過させることが知られている。このようにして、熱交換器を通過する空気の割合と、バイパスを通過する空気の割合に基いて、エンジンに供給される空気の温度を変更することができる。
【発明の開示】
【０００４】
しかし、空気の流れを複数に分けることが必要なので、これらの解決策は比較的面倒である。
【０００５】
本発明は、この欠点を克服することを目的とし、この目的のために、熱交換器、特に、自動車エンジン用の給気冷却器の冷却液の循環を調整する装置であって、前記装置は、前記熱交換器に取り付けられるよう構成された本体を備え、前記本体は、少なくとも１つの液体循環チャンバを画定し、前記装置は、熱交換器内の冷却液の温度および／または流量を調節することを可能とする、前記チャンバ内の液体の分配手段をさらに備える装置を提案する。
【０００６】
冷却液回路を用いた制御を行うことにより、本発明の装置は、小型でありながら、熱交換器の給気の温度調節を確実にすることができる。さらに、熱交換器への前記装置の統合により、すぐに組み込み可能なモジュールが利用可能となる。
【０００７】
有利には、前記本体は、チャンバ内の前記液体のための少なくとも１つの入口と、チャンバ内の前記液体のための第１および第２の出口とを備え、前記第１の出口は、熱交換器の入口に接続されるよう構成されており、前記装置は、冷却液が、前記第２の出口を通って、熱交換器の少なくとも一部をバイパスするよう構成されており、前記分配手段は、チャンバの前記第１の出口と前記第２の出口の間で、冷却液の分配を行うよう構成される。
【０００８】
したがって、装置は、チャンバ内において、入口を入った液体の流れを、チャンバの前記第１の出口と前記第２の出口とに分配することができ、これによって、熱交換器内を循環する冷却液の流量を調節し、給気の冷却の必要に応じて、この循環を、冷却のために全部を熱交換器に流すか、部分的に冷却するために一部を熱交換器に流すか、または、冷却しないように熱交換器をバイパスするか調節することができる。また、液体循環ポンプをその定格速度で動作させ、疲労を最小限とすることができる。
【０００９】
本発明の他の特徴は以下の通りでであり、これらは一緒にまたは個別に採用することができる。
【００１０】
前記調整装置は、前記第２の出口に接続され、熱交換機の出口に接続されるよう構成されたバイパス導管を備える。
【００１１】
前記調整装置は、液体循環ポンプを備え、これにより、熱交換器内の冷却液の循環を、後者にできるだけ近づけて、細かく制御可能とする。
【００１２】
前記液体の分配手段は、特に、熱交換器の冷却の必要に応じて、熱交換器内の液体の流量および／または温度の制御設定値に合わせてアクチュエータにより操作可能である。
【００１３】
前記装置および／または分配手段は、前記アクチュエータを収容し、かつ、アクチュエータと分配手段とを動力学的に接続する手段を備える。
【００１４】
前記アクチュエータは、電気制御および／または空圧制御される。
【００１５】
前記アクチュエータはロータリ式である。
【００１６】
前記分配手段はバルブ、特にロータリバルブである。
【００１７】
前記バルブは、前記チャンバの第１の出口と第２の出口の間での冷却液の前記分配を可能にする弁体を備える。
【００１８】
前記本体は、チャンバ内の、温度の異なる冷却液のための２つの入口、例えば、低温回路からの液体用入口と、高温回路からの液体用入口を備え、前記分配手段は、例えば、チャンバ内の液体の温度センサにより、チャンバ内での前記液体の混合を所定の温度で行うように構成されており、これにより、冷却液の温度に応じて熱交換器内の熱交換の調整が可能となる。
【００１９】
前記本体は、熱交換器に、例えば、熱交換器の筐体壁、カバー、または熱交換束に、特に機械的に接続されるよう構成される。
【００２０】
前記本体は、特にプラスチック材料からなる、例えば、成形による、一体構造である。
【００２１】
また、本発明は、上記のような調整装置を備える熱交換器に関する。
【００２２】
一緒にまたは個別に採用することができる種々の特徴は以下の通りである。
【００２３】
前記熱交換器は熱交換束を含み、前記熱交換束は、前記冷却液の入口および出口を熱交換束の同じ側とすることが可能となるよう構成されている。
【００２４】
前記調整装置は、前記同じ側で熱交換器に接続されるよう構成されている。
【００２５】
前記熱交換器は、少なくとも２つの箱を有し、一方の箱は熱交換器への液体の入口のためであり、他方の箱は熱交換器からの液体の出口のためであり、前記調整装置は、熱交換器内の液体の入口および出口のための２つの箱の間に配置されるよう構成されている。
【００２６】
調整装置は、前記箱に統合されるよう構成されている。
【００２７】
熱交換器は、前記同じ側で熱交換束に組み付けられるよう構成されたカバーを備え、前記カバーは、前記液体の入口および出口の箱と前記本体、特に調整装置の前記チャンバを画定する。
【００２８】
本発明はさらに、上記のような熱交換器を備える自動車エンジン用の空気吸入モジュールに関する。
【００２９】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して説明のために与えられた例示的な実施形態に関する以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術に従う車両用エンジンの空気吸入モジュールを示す概略図である。
【図２】本発明に従う空気吸入モジュールの、図１と同様の図である。
【図３】本発明に従う、冷却液の循環ポンプを有する空気吸入モジュールの、図１と同様の図である。
【図４】本発明に従う、２段式熱交換器および二重調整装置を有する空気吸入モジュールの、図１と同様の図である。
【図５】本発明に従う空気吸入モジュールの外観の斜視図である。
【図６】本発明に従う空気吸入モジュールを、熱交換器の液体箱のカバーを透視して示す斜視図である。
【図７】二重調整装置を概略的に示す。
【図８】温度の異なる冷却液の２つの入口を備える調整装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１には、従来技術に従う自動車エンジン用の、エンジンの給気冷却器Ａを形成する熱交換器３を有する空気吸入モジュール１が示されている。このモジュール１は、ここでは、直接空気を供給するために、エンジンに統合されることを意図しており、図示しないシリンダヘッドに取り付けられることにより、冷却された空気Ａを、熱交換器に取り付けられた吸入マニホールド４を通して、シリンダヘッドの吸入管に向けて分配する。
【００３２】
熱交換器３は、例えば、過給器からの高温の圧縮空気を受け入れるが、この圧縮空気は、ここでは、前記熱交換器の空気吸入マニホールド５を介して熱交換器に入る。この空気は、熱交換器３を通過する間に冷却され、前記吸入マニホールド４で前記熱交換器から流れ出る。熱交換は、空気と、熱交換器を循環する冷却液Ｌとの間で行われる。より具体的には、この空気の冷却は、給気の循環路と冷却液の循環路を交互に画定するプレート８のスタックで構成された、熱交換器の熱交換束７を用いて行われる。図に示すように、冷却液Ｌは、熱交換器３から離間した作動ポンプ９を用いて、熱交換器内を、より正確には、熱交換束内を循環される。
【００３３】
本発明に従うエンジンの吸入モジュール１を図２に示す。熱交換器３は、図１のそれと同様である。
【００３４】
本発明によれば、図２に示すように、熱交換器３内の冷却液Ｌの循環を調整する装置１は、冷却液Ｌの循環路上に配置される。この装置１１は熱交換器３に装着されるが、ここでは、図５および６にも示すように、熱交換器の同じ側に、冷却液Ｌの入口１３および出口１５を備える。前記装置は、前記熱交換器に取り付けられられるよう構成された本体１７を備え、前記本体は、液体の循環のための少なくとも１つのチャンバ１９を画定する。さらに、前記装置は、チャンバ内の前記液体を分配し、熱交換器内の冷却液の温度および／または流量を調節する可能性を与える。このように、冷却液によって給気の温度調整を確実に行うことが可能であり、これは、熱交換器に統合された装置を用いて行われる。
【００３５】
前記本体１７は、ここでは、チャンバ１９内の前記液体のための入口２１と、チャンバからの前記液体の第１の出口２３および第２の出口２５を有する。前記第１の出口２３は熱交換器の入口１３に接続されているが、装置は、冷却液が前記第２の出口２５を介して、例えば、前記第２の出口２５および熱交換器の出口１５に接続された、装置のバイパス路２７を通って、熱交換器の少なくとも一部をバイパスできるように構成されている。分配手段１２は、ここでは、割当手段２９を用いて、チャンバの前記第１の出口２３と前記第２の出口２５の間で、チャンバ内の前記液体の分配を行い、熱交換器の入口２１とバイパス路２７の間で液体を割り当てるように構成される。
【００３６】
したがって、装置１１から離間して、または、離間せず配置された液体循環ポンプ９は、定格条件で動作することができ、一方、装置は、熱交換器３内を循環する冷却液Ｌの流量を、矢印の向きに従って、給気Ａの冷却の必要に応じて調整して、冷却のために全部を熱交換器に流すように、または、部分的に冷却するために一部を熱交換器に流すように、または、冷却しないように熱交換器をバイパスするように、この循環を後者にできるだけ近づけて細かく調整可能とする。この調整は、有利には、エンジンの給気Ａを冷却する必要に応じて制御される。
【００３７】
前記分配手段は、具体的には、チャンバ１９と、チャンバ１９内に配置された、前記液体の割当手段を有するバルブ１２、ここでは三方弁を含む。この割当手段２９は、例えば、チャンバの第１の出口２３および第２の出口２５に冷却液Ｌを割り当てるために前記弁室内で回転可能に作動する弁体である。この液体の割当は、例えば、車両コンピュータデバイスによりにより生成された、熱交換器内の前記液体の流量の、および、任意選択で液体の温度の制御設定値により制御される。
【００３８】
前記装置は、例えば、前記本体の筐体に設けられ、前記チャンバ１９に平行な、前記分配装置のアクチュエータを備えることができる。アクチュエータの制御は、特に電気式および／または空圧式である。アクチュエータは、エンジンの必要に応じて、前記車両コンピュータデバイスによって制御することができる。
【００３９】
前記バルブ１２は、ここでは、回転式である。バルブ１２は、割当手段２９を介して、これも回転式であるアクチュエータにより、特に、動力学的接続を形成する歯車列により作動される。これは、バルブを小型構造とし、調整装置への統合を容易にする。
【００４０】
調整装置１１、すなわち、ここではバルブ１２および流路２７を備える調整装置は、有利には、図５に示すように、プラスチック成形品からなる一体構造である。
【００４１】
既に述べたように、前記熱交換器３は、ここでは、前記熱交換束７の同じ側に前記冷却液の入口１３および出口１５を備え、前記装置１１は、前記同じ側で熱交換器３に接続されるよう構成される。より詳細には、熱交換器は、上述したように、図６に示すような、前記液体の循環のためのブレード３０と、前記ブレードと連通する前記液体の流入のための少なくとも１つの列３１を備える熱交換束７を含む。バルブ１２は、少なくともチャンバ１９を介して、液体の流入のための列３１内に、または後者に隣接して配置される。
【００４２】
熱交換器は、この例では、より詳細には側面入口型であるので、２つの液体箱３３を熱交換束の同じ側に備え、これらの液体箱は、一方が熱交換束内の液体の入口列の３１を収容し、他方が熱交換束の液体の出口列３５を収容する。次いで、前記バルブおよび／または装置は、熱交換束内の前記液体列３１、３１の間に、および／または、前記液体箱３３の間に配置され、または前記箱３３に統合されるように構成される。
【００４３】
より詳細には、熱交換器は、前記同じ側で熱交換束７に組み付けられるよう構成されたカバーを備え、前記カバーは、前記液体の入口箱および出口箱３３と、前記本体を画定する、すなわち、分配手段のチャンバ１９および／または前記アクチュエータの筐体を画定することができる。カバーは、例えば、溶接、ろう付け、圧着、またはその他の技術により、熱交換器に、例えば熱交換束７に、ここではその周囲に、または、熱交換器の筐体の壁またはカバー（図示せず）に連結されている。任意選択で、フード３６は、図示のように、前記本体１７に取り付けられ、ねじ止めされており、割当手段２９の利用を可能とする。
【００４４】
上述したように、導管２７（図６）は、冷却液が、第２の出口２５から熱交換器の出口１５に供給されるようにして、熱交換器３の少なくとも一部をバイパスすることを可能とする。導管２７は、チャンバ１９の上部に配置され、熱交換器の出口の導管３７に接続される。また、導管２７を、液体の前記出口箱３３に接続することができる。
【００４５】
前記バルブは、好ましくは、安全機能型、すなわち「フェイルセーフ」であることに留意すべきである。換言すれば、故障した場合に、熱交換器内の冷却液を通過させるように構成されていると有利である。
【００４６】
図３の変形実施形態によれば、装置は、ここでは前記調整装置１１に統合されて示されている、例えば、調整装置に取り付けられ、固定された、冷却液循環ポンプ９を備える。この場合、調整装置は、ポンプの駆動に対して短い応答時間で、熱交換器内の冷却液の流量を変えることが可能である。
【００４７】
図８の調整装置１の変形実施形態によれば、チャンバ１９は、温度の異なる冷却液のための２つの入力２１、２１’、例えば、低温回路からの液体Ｌの入口２１と、高温回路からの液体Ｌ’の入口２１’を備える。そして、分配手段１２は、チャンバの第１の出口２３および第２の出口２５の間のチャンバ内の液体の割当手段２９に加えて、チャンバ１９内の前記液体のそれぞれの入口２１、２１’の割当手段２９’を備える。また、所定の温度での前記液体Ｌ、Ｌ’の混合がチャンバ内で起きるように、チャンバ内の液体の温度のセンサ３９を備えることができ、これにより、冷却液の温度に応じて熱交換器のさらなる制御が可能となる。
【００４８】
図４および図７に示す変形実施形態によれば、調整装置１１は、二重であり、２つのチャンバ１９を備え、それぞれのチャンバは、上述のように、それぞれ低温回路および高温回路からの液体ＬおよびＬ’の双方を混合して得た所定の温度の冷却液を収容する。熱交換器は２つの区間４０を備えることができ、それぞれのチャンバは、熱交換器の区間４０の一方に、所定の温度の冷却液の一方を供給するよう構成される。
【００４９】
したがって、本発明は、熱交換器、特には自動車エンジン用給気冷却器を、熱交換器内を循環する冷却液の流量および任意選択で温度を微調整して、正確かつ迅速に調節する可能性を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2016524083.tif 000010
【国際調査報告】
2016524083.tif 000011
2016524083.tif 000012
2016524083.tif 000013
2016524083.tif 000014
2016524083.tif 000015
2016524083.tif 000016