JP4909972B2 - 車両用エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用エンジンの冷却装置に関する。

エンジンにより温められた冷却水を冷却するために、エンジンの前方にラジエータが配置される。このラジエータはエンジンに冷却水通路を介して繋がれ、エンジンから冷却水が流入される。ラジエータに車外から取込まれる空気を当てることにより、ラジエータが冷やされ、このラジエータの中を流れる冷却水の温度も下げられる。

このようにしてエンジンの冷却水を冷却する、車両用エンジンの冷却装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特公昭６３−４６２４５号公報（第２図）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本構成を説明する図であり、エンジン１０１の熱により温められた冷却水は、冷却水導入路１０２を介してラジエータ１０３に流入される。ラジエータ１０３に流入された冷却水は、矢印（１）で示すエンジンルームの外から取込まれる空気により、ラジエータ１０３と共に冷却される。冷却された冷却水は、冷却水排出路１０４を介して再びエンジン１０１内に戻されエンジン１０１を冷却する。

このような冷却装置において、エンジン１０１の作動直後は、エンジン１０１が十分に温められておらず、冷却水の温度も低い。エンジン１０１が十分に温められるまでは、冷却水の温度を下げる必要がない。このような場合は、ラジエータ１０３の前方に設けられるシャッタ１０５を閉じ、矢印（１）で示す空気がラジエータ１０３に接触しないようにする。これにより、エンジン１０１が冷やされないので、エンジン１０１を早期に温めることができる。

一方、エンジン１０１が所定の温度を超え、冷却水の温度を下げる必要が生じた場合に、シャッタ１０５を開く。シャッタ１０５を開くことにより、ラジエータ１０３にエンジンルームの外から取込んだ空気を接触させることができ、冷却水の温度を下げることができる。

ところで、車両は気温の高い場所で長時間にわたり走行することがある。このような条件の下で車両を走行させる場合にも、エンジンを冷却する冷却水は十分に冷却する必要がある。冷却水をよく冷やすためには、取込まれる空気がラジエータ１０３によく接触するよう、ラジエータ１０３のコア面１０６を広くする。
即ち、コア面１０６は、気温の高い場所で長時間にわたり走行しても、冷却水を十分に冷却することができるよう、大きな面積が確保される。

このため、通常の気温下でシャッタ１０５を開けて車両を走行させると、冷却水の温度が必要以上に急速に低下する。冷却水が所定の温度以下になると、シャッタ１０５が閉じられ、冷却水の温度が急速に上昇する。
即ち、このエンジンの冷却装置によれば、冷却水の温度が頻繁に上昇及び低下を繰り返し、水温が安定しないことが生じ得る。

水温を安定させることができれば、エンジン１０１の冷却を安定させることができ望ましい。エンジンを安定して冷却することができるエンジンの冷却装置の提供が望まれる。

本発明は、エンジンを安定して冷却することができるエンジンの冷却装置の提供を課題とする。

請求項１に係る発明は、エンジンルーム内に、且つエンジンの前に配置され前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、このラジエータの前に配置されこのラジエータに向かう冷却空気の量を調節するシャッタとからなる車両用エンジンの冷却装置において、
前記シャッタは、前記ラジエータに対してコア面の一部を覆うように配置され、
前記コア面のうち、前記シャッタで覆われない残部の後方に、この残部を通過した空気を前記エンジンルームの外へ導く導風板が配置されることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、シャッタとラジエータの間にヒートポンプ式空調装置の室外熱交換器を配置し、この室外熱交換器のコア面の全体がシャッタに覆われることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、コア面の残部の前方に、空冷用熱交換器を配置したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ラジエータに対してコア面の一部を覆うようにシャッタを配置する。シャッタが閉じられた状態では、エンジンルームの外から取込まれる空気は、シャッタで覆われないコア面の残部を通過する。通常の気温下で車両を走行させる場合は、コア面の残部に空気を接触させれば十分に冷却水を冷やすことができ、且つ冷却し過ぎることもない。従って、冷却水の温度を安定させることができ、エンジンを安定して冷却することができる。

請求項２に係る発明では、シャッタとラジエータの間に、シャッタに覆われるようにヒートポンプ式空調装置の室外熱交換器が配置される。外気温が低い場所で車両を走行させる場合は、シャッタを開く必要がないため、シャッタが閉じられている。シャッタが閉じられることにより、エンジンルーム外の低温の空気がエンジンルームに流入せず、エンジンルームが冷やされない。室外熱交換器は、エンジンルームの暖気を利用する。このため、外気温が低く暖房が必要となるときに、エンジンルーム内が冷やされることなく、十分な暖房性能を発揮させることができる。

請求項３に係る発明では、コア面の残部の前方に、空冷用熱交換器を配置した。コア面残部の前方に、空冷用熱交換器を配置することにより、空きスペースの有効活用を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用エンジンの冷却装置を説明する図であり、車両用エンジンの冷却装置１０は、想像線で示されるエンジンルーム１１内に配置されるエンジン１２と、このエンジン１２を冷却する冷却水が冷却水導入路１３により導入され冷却水を冷却するラジエータ１４と、このラジエータ１４で冷却された冷却水をエンジン１２へ戻すためにエンジン１２に繋げられる冷却水排出路１５と、ラジエータ１４のコア面１７の一部１８の後方に配置されるファン１９と、ラジエータ１４のコア面１７の残部２１の後方に配置され残部２１を通過した空気をエンジンルーム１１の外部へ導く導風板２２と、コア面１７の一部１８の前方に配置されるヒートポンプ式空調装置の室外熱交換器２４と、この室外熱交換器２４の前方に配置されラジエータ１４に向かう空気の量を調節するシャッタ２５と、このシャッタ２５の開閉を行うためにシャッタ２５に接続され制御部２６により制御されるアクチュエータ２７と、冷却水導入路１３に配置されエンジン１２から導入された冷却水の水温を測り制御部２６へ送るための水温センサ２８と、コア面１７の残部２１の前方に配置されるインタークーラやＡＴＦクーラ等の空冷用熱交換器２９とからなる。

車内に配置され冷暖房を切替えるためのダイヤル３２は、制御部２６に接続され、冷房状態、運転停止状態及び暖房状態のどの状態にあるかを制御部２６に伝える。
ファン１９を作動するためのモータ３３は、制御部２６に繋がれ制御部２６により制御される。制御部２６は、シャッタ２５が開いているときにファン１９を作動させる。

残部２１の前方に、空冷用熱交換器２９を配置した。残部２１の前方に、空冷用熱交換器２９を配置することにより、空きスペースの有効活用を図ることができる。
このような車両用エンジンの冷却装置の作用をフローに基づき説明する。

図２は本発明に係る車両用エンジンの冷却装置の作用を説明するフロー図であり、初期設定として、ステップ番号（以下ＳＴと記す。）０１でシャッタを閉じ、ファンを停止させておく。

次に、第１設定温度Ｔ１（例えば８０℃）とこの第１設定温度Ｔ１よりも高い第２設定温度Ｔ２（例えば９０℃）を設定する（ＳＴ０２）。続いて、設定が冷房状態であるか否かを調べる（ＳＴ０３）。例えば、ダイヤル（図１、符号３２）が「Ｃ」であれば、冷房モードと認識させることができる。冷房状態であれば、シャッタを開き、ファンを作動させる。冷房状態のままであれば、シャッタが開かれ、ファンの運転が継続される（ＳＴ０４）。

ＳＴ０３で、冷房状態でないと判断させたとき、具体的には暖房状態や運転停止状態であるときは、ＳＴ０５へ進み、水温センサ（図１、符号２８）で検出した水温Ｔｗを読み込む。読み込んだ水温Ｔｗが、第２設定温度Ｔ２以上であるか否かを調べる（ＳＴ０６）。

水温Ｔｗが第２設定温度Ｔ２未満であれば、ＳＴ０７へ進む。このとき暖房状態であればシャッタを閉じ、ファンを作動させて（ＳＴ０８）、ＳＴ０３に戻る。一方、運転停止状態であればシャッタを閉じ、ファンを停止させて（ＳＴ０９）、ＳＴ０３に戻る。
暖房状態でシャッタを閉じ、ファンを作動させると、十分な暖房性能が期待される。一方、運転停止状態でシャッタを閉じ、ファンを停止させると、水温Ｔｗの上昇が期待される。

ＳＴ０６で、水温Ｔｗが第２設定温度Ｔ２以上であると判定したときには、ＳＴ１１へ進み、シャッタを開き、ファンを作動させる。次に、水温センサ（図１、符号２８）で検出した水温Ｔｗを読み込む（ＳＴ１２）。
ＳＴ１３で、水温Ｔｗが第１設定温度Ｔ１以下であるかを調べる。否、すなわち、水温Ｔｗが第１設定温度Ｔ１を超える場合はＳＴ１１へ戻る。シャッタが開き、ファンが作動しているので、水温Ｔｗの低下が期待される。

ＳＴ１３で、水温Ｔｗが第１設定温度Ｔ１以下と判定したときには、シャッタを閉じ、ファンを停止させ（ＳＴ１４）、フローを終了する。

シャッタが閉じられ、且つファンが停止している場合の作用を次図で説明する。
図３はシャッタが閉じられ、且つファンが停止している場合の作用を説明する図であり、矢印（２）で示すエンジンルーム（図１、符号１１）の外から取入れられる空気は、矢印（３）で示すように閉じられたシャッタ２５に接触した空気と、シャッタ２５に接触しなかった空気とが、ラジエータ１４のコア面１７の残部２１に向かって流れる。残部２１を通過した空気は、矢印（４）で示すように導風板２２によりエンジンルームの外へ排出される。これによりエンジン１２へ向かう空気流が阻止されるので、エンジン１２を作動後早期に温めることができる。

エンジン１２が温まると、冷却水がラジエータ１４の中を流れる。空気が残部２１を通過することにより、ラジエータ１４の中を流れる冷却水は冷却される。
シャッタ２５が閉じられた状態では、エンジンルームの外から取込まれる空気は、シャッタ２５で覆われないコア面１７の残部２１を通過する。通常の気温下で車両を走行させる場合は、コア面１７の残部２１に空気を接触させれば十分に冷却水を冷やすことができ、且つ冷却し過ぎることもない。従って、冷却水の温度を安定させることができ、エンジンを安定して冷却することができる。

外気温が低い場所で車両を走行させる場合は、シャッタ２５を開く必要がないため、シャッタ２５が閉じられている。シャッタ２５が閉じられることにより、エンジンルーム外の低温の空気がエンジンルームに流入せず、エンジンルームが冷やされない。室外熱交換器２４は、エンジンルームの暖気を利用する。このため、外気温が低く暖房が必要となるときに、エンジンルーム内が冷やされることなく、十分な暖房性能を発揮させることができる。

シャッタが開けられ、且つファンが作動している場合の作用を次図で説明する。
図４はシャッタが開けられ、且つファンが作動している場合の作用を説明する図であり、矢印（５）で示すようにエンジンルーム（図１、符号１１）の外から取入れられた空気のうちシャッタ２５を通過した空気は、矢印（６）で示すようにコア面１７の一部１８を通過する。

一方、シャッタ２５を通過しなかった空気は、矢印（７）で示すように、コア面１７の残部２１を通過しエンジンルームの外へ排出される。
気温が高い場所で長時間走行している場合には、冷却水を冷却させるのに多量の空気をコア面１７に接触させる必要がある。このような場合は、シャッタ２５を開くことにより、多量の空気をラジエータ１４に接触させ、冷却水を冷却する。

シャッタ２５を開いた場合であっても、コア面１７の残部２１を通過した空気は導風板２２により、エンジンルームの外側に排出される。即ち、導風板２２を用いることによりエンジンルーム内部へ取入れられる空気の量を減らすことができ、車両の空力性能を向上させることができる。

尚、実施例ではラジエータコア面の上部を、シャッタに覆われるラジエータコア面の一部としたが、コア面の下部、右部又は左部をシャッタに覆われる一部とすることもでき、シャッタでコア面のどの部分を覆うかは任意である。

本発明の車両用エンジンの冷却装置は、四輪車に好適である。

本発明に係る車両用エンジンの冷却装置を説明する図である。 本発明に係る車両用エンジンの冷却装置の作用を説明するフロー図である。 シャッタが閉じられ、且つファンが停止している場合の作用を説明する図である。 シャッタが開けられ、且つファンが作動している場合の作用を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…車両用エンジンの冷却装置、１１…エンジンルーム、１２…エンジン、１４…ラジエータ、１７…コア面、１８…一部、２１…残部、２２…導風板、２４…室外熱交換器、２９…空冷用熱交換器。

Claims (3)

1. エンジンルーム内に、且つエンジンの前に配置され前記エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、このラジエータの前に配置されこのラジエータに向かう冷却空気の量を調節するシャッタとからなる車両用エンジンの冷却装置において、
   前記シャッタは、前記ラジエータに対してコア面の一部を覆うように配置され、
   前記コア面のうち、前記シャッタで覆われない残部の後方に、この残部を通過した空気を前記エンジンルームの外へ導く導風板が配置されることを特徴とする車両用エンジンの冷却装置。
2. 前記シャッタと前記ラジエータの間にヒートポンプ式空調装置の室外熱交換器を配置し、この室外熱交換器のコア面の全体が前記シャッタに覆われることを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの冷却装置。
3. 前記コア面の残部の前方に、空冷用熱交換器を配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用エンジンの冷却装置。

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