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JPH0681648A - 車両用冷却装置 - Google Patents

車両用冷却装置

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Publication number
JPH0681648A
JPH0681648A JP4320618A JP32061892A JPH0681648A JP H0681648 A JPH0681648 A JP H0681648A JP 4320618 A JP4320618 A JP 4320618A JP 32061892 A JP32061892 A JP 32061892A JP H0681648 A JPH0681648 A JP H0681648A
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Japan
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radiator
water
cooling
internal combustion
combustion engine
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JP4320618A
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Sumio Susa
澄男 須佐
Akihito Tanaka
章仁 田中
Tatsuo Sugimoto
竜雄 杉本
Atsushi Kato
淳 加藤
Kazuki Suzuki
和貴 鈴木
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
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Priority to US08/090,694 priority patent/US5353757A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の冷却水を放熱するラジエータの余
剰冷却能力を、他の水冷式冷却システムの冷却水の放熱
に利用し、冷却水放熱システムを小型化させる。 【構成】 内燃機関２は、通常運転時に十分な冷却水の
放熱容量を持つ第１ラジエータ４を備える。また、水冷
式インタークーラ３は、専用の第２ラジエータ５を備え
る。第１、第２ラジエータ４、５は、独立した冷却水路
を持つ第３ラジエータ６と一体に設けられる。第３ラジ
エータ６の容量は、内燃機関２が過負荷運転された際、
第１ラジエータ４の容量に加算されて、オーバーヒート
しない容量に設定されている。そして、第３ラジエータ
６は、冷却水温が１００℃までは、切替手段７によって
第２ラジエータ５と並列接続されて、インタークーラ３
の冷却能力を大きくし、１００℃を越えると第１ラジエ
ータ４に並列接続されてオーバーヒートを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水冷式内燃機関の冷却
水を放熱するラジエータの他に、例えば水冷式インター
クーラなどの他の水冷式冷却システムの冷却水を放熱す
るラジエータを備えた車両用冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば図３２に示すように、水冷
式内燃機関１０１の冷却水を放熱するラジエータ１０２
と、水冷式インタークーラ１０３の冷却水を放熱するラ
ジエータ１０４とは、それぞれに要求される冷却水の冷
却性能が異なるため、独立した冷却系を形成し、別々に
設置されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車両走行用の内燃機関
１０１は、夏期の登坂路を低速走行してもオーバーヒー
トを発生させないように、放熱量の大きい大型のラジエ
ータ１０２を搭載する。このため、通常走行時において
は、ラジエータ１０２の冷却性能が余剰になっている。
また、内燃機関１０１のラジエータ１０２以外に、他の
ラジエータ１０４を搭載する場合は、冷却風を導く風路
を過密なエンジンルーム内に設けなければならず、設置
が困難であるとともに、ラジエータ個々の大型化が困難
である。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、内燃機関の冷却水を放熱するラジ
エータの余剰冷却性能を、他の水冷式冷却システムの冷
却水の放熱に利用する車両用冷却装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
車両用冷却装置は、水冷式内燃機関の冷却水回路に設け
られた第１ラジエータと、前記内燃機関とは異なった水
冷式冷却システムの冷却水回路に設けられた第２ラジエ
ータと、前記第１ラジエータと前記第２ラジエータの両
方に、前記内燃機関の冷却水と前記水冷式冷却システム
の冷却水とを切り替えて供給する切替手段と、前記内燃
機関の運転状態に応じて前記切替手段を制御する制御手
段とを備える技術的手段を採用した。請求項２では、前
記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータは同一の通
水系で構成され、前記切替手段は、前記第１ラジエータ
と前記第２ラジエータとの連絡を断続可能に設けられた
断続手段と、前記内燃機関の冷却水を前記第１ラジエー
タに送る第１送水手段と、前記水冷式冷却システムの冷
却水を前記第２ラジエータに送る第２送水手段とから成
ることを特徴とする。
【０００６】請求項３では、水冷式内燃機関の冷却水回
路に設けられた第１ラジエータと、前記内燃機関とは異
なった水冷式冷却システムの冷却水回路に設けられた第
２ラジエータと、前記第１ラジエータおよび前記第２ラ
ジエータと同一の通水系で構成された第３ラジエータ
と、前記内燃機関の冷却水と前記水冷式冷却システムの
冷却水とを切り替えて、前記第１ラジエータ、前記第２
ラジエータ、および前記第３ラジエータに選択的に供給
する切替手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記
切替手段を切り替える制御装置とを備える技術的手段を
採用した。請求項４では、車両走行用の水冷式内燃機関
の冷却水を放熱する第１ラジエータと、前記内燃機関と
は異なった水冷式冷却システムの冷却水を放熱する第２
ラジエータと、前記第１、第２ラジエータとは独立した
冷却水路を持つ第３ラジエータと、前記第３ラジエータ
に、前記内燃機関に使用される冷却水と前記水冷式冷却
システムの冷却水とを切り替えて供給する切替手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記切替手段を切り替
える制御装置とを備える技術的手段を採用した。請求項
５では、前記第１、第２、第３ラジエータを一体に設け
ることを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用】請求項１に係る車両用冷却装置では、内
燃機関の運転状態に応じて切替手段を制御することによ
り、例えば、夏期の低速登板走行時等には、第１ラジエ
ータと第２ラジエータの両方を内燃機関の冷却水を放熱
するために使用し、通常走行時には、第１ラジエータの
みを内燃機関の冷却水を放熱するために使用することが
できる。また、例えば、内燃機関の冷却水温が低い時
（暖機運転時）には、第１ラジエータと第２ラジエータ
の両方を水冷式冷却システムの冷却水を放熱するために
使用し、内燃機関の冷却水温が上昇した場合（上記の通
常走行時）には、第２ラジエータのみを水冷式冷却シス
テムの冷却水を放熱するために使用することができる。
請求項３に係る車両用冷却装置では、内燃機関の運転状
態に応じて、内燃機関の冷却水および水冷式冷却システ
ムの冷却水を放熱するために各ラジエータを選択的に使
用することができる。
【０００８】請求項４に係る車両用冷却装置では以下の
作用を奏する。制御装置は、通常走行時など、内燃機関
の冷却水の冷却能力が第１ラジエータで十分と判断する
場合、切替手段を操作して、第３ラジエータに水冷式冷
却システムの冷却水を供給する。これによって、水冷式
冷却システムの冷却水冷却性能が高くなる。制御装置
は、夏期の低速登坂路走行など、内燃機関の冷却水の冷
却能力が第１ラジエータでは不十分と判断する場合、切
替手段を操作して、第３ラジエータに内燃機関に使用さ
れる冷却水を供給する。これによって、内燃機関の冷却
水冷却性能が高くなり、内燃機関のオーバーヒートを防
ぐことができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明の車両用冷却装置は、従来であれ
ば通常走行時に余剰になった内燃機関の冷却水を放熱す
る冷却性能を、内燃機関以外の他の水冷式冷却システム
に利用でき、他の水冷式冷却システムの冷却水の冷却性
能を大きくできる。言い換えると、内燃機関以外の水冷
式冷却システムは、ラジエータの大型化による搭載スペ
ースの制約や、ラジエータの大型化によるコストアップ
のため、冷却性能を大きくとることが困難であったが、
内燃機関のラジエータの余剰冷却性能を利用することに
より、大型化による搭載スペースの確保やコストアップ
を行うことなく内燃機関以外の水冷式冷却システムの冷
却能力を大きくすることができる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の車両用冷却装置の一実施例を
図１ないし図６を基に説明する。図１は車両用冷却装置
の概略構成図である。本実施例の車両用冷却装置１は、
過給機２を備える水冷式エンジン３の冷却水と、過給機
２によって圧縮された空気を冷却する水冷式インターク
ーラ４（水冷式冷却システムの一例）に使用される冷却
水とを放熱冷却するためのラジエータ５を備える。ラジ
エータ５は、冷却水が流れる複数のチューブ６（図２お
よび図３参照）とコルゲートフィン（図示しない）とを
交互に積層して成る放熱部７、この放熱部７の上部側に
設けられたアッパタンク８、および放熱部７の下部側に
設けられたロアタンク９より構成される。放熱部７は、
後述する開閉手段によって第１放熱部７ａと第２放熱部
７ｂとに分割可能に設けられており、その第１放熱部７
ａはエンジン３側の冷却水回路に介在されて、第２放熱
部７ｂはインタークーラ４側の冷却水回路に介在されて
いる。アッパタンク８およびロアタンク９は、図３（ア
ッパタンク側の断面図）に示すように、それぞれパッキ
ン１０を介して、各チューブ６の端部が挿入されるコア
プレート１１にかしめ固定されている。また、アッパタ
ンク８には、ラジエータ５の内圧が設定圧以上に上昇し
た時に圧力を逃がすためのプレッシャキャップ１２が設
けられている。
【００１１】エンジン３側の冷却水回路は、エンジン３
のウォータジャケット（図示しない）と第１放熱部７ａ
側のアッパタンク８とを接続する導入管１３、エンジン
３のウォータジャケットと第１放熱部７ａ側のロアタン
ク９とを接続する還流管１４、およびラジエータ５を迂
回して導入管１３と還流管１４とを連絡するバイパス管
１５より成る。導入管１３には、導入管１３を流れる冷
却水の温度（エンジン出口水温）を検出する水温センサ
１６が設けられ、この水温センサ１６によって検出され
た冷却水温がエンジン出口水温信号Ｔｗとして後述の制
御装置１７へ出力される。また、バイパス管１５と還流
管１４との接続部には、ラジエータ５への冷却水流量を
制御するサーモスタット１８が配されている。このサー
モスタット１８は、還流管１４側の開度とバイパス管１
５側の開度を相対的に可変するもので、還流管１４側の
開度が大きくなる（つまりバイパス管１５側の開度が小
さくなる）に従ってラジエータ５への冷却水流量を増加
させることができる。サーモスタット１８の開度（還流
管１４側の開度）は、図５に示すように、エンジン出口
水温が閉弁温度（例えば約８０℃）以下の時に全閉とな
り、以後、冷却水温の上昇に応じて開度が大きくなり、
開弁温度（例えば約９０℃）で全開となる。
【００１２】還流管１４には、サーモスタット１８より
下流位置（エンジン３側）に、エンジン３によって駆動
されるウォータポンプ１９が設けられており、このウォ
ータポンプ１９の作動によって冷却水回路をエンジン冷
却水が流れる。インタークーラ４側の冷却水回路は、イ
ンタークーラ４と第２放熱部７ｂ側のアッパタンク８と
を接続する導入管２０、インタークーラ４と第２放熱部
７ｂ側のロアタンク９とを接続する還流管２１より成
る。この還流管２１には、制御装置１７を介して通電制
御される電動ウォータポンプ２２が設けられており、こ
の電動ウォータポンプ２２の作動によって冷却水回路を
インタークーラ４に使用される冷却水が流れる。
【００１３】上記の開閉手段は、アッパタンク８内に設
けられた開閉弁２３と、この開閉弁２３を開閉駆動する
駆動装置２４より成る。この開閉手段のラジエータ５へ
の取付け構造について、図２ないし図４を基に説明す
る。図２は開閉弁２３と駆動装置２４の取付け構造を示
す断面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のＢ
−Ｂ断面図である。開閉弁２３は、アッパタンク８内に
設けられて、図３に示すように、アッパタンク８内の流
路断面形状に相応した弁形状（矩形状）を呈する。開閉
弁２３の上端中央部および下端中央部には、開閉弁２３
と一体を成す回動軸２３ａが設けられており、回動軸２
３ａの上端側はシール材２５を介してアッパタンク８内
に回動自在に支持され、回動軸２３ａの下端側はアッパ
タンク８と一体に形成された支持板２６に回動自在に支
持されている。また、回動軸２３ａの上端部には、歯車
２７が取り付けられている。
【００１４】駆動装置２４は、制御装置１７により制御
されるサーボモータ２８と、このサーボモータ２８を収
容するモータケース２９より成る。サーボモータ２８の
回転軸２８ａには、歯車２７と噛み合う歯車３０が取り
付けられており、サーボモータ２８の回転力が歯車２７
および歯車３０を介して回動軸２３ａに伝達される。モ
ータケース２９は、アッパタンク８に設けられたインサ
ートナット３１（図２参照）に２本のボルト３２を締結
して、アッパタンク８の上部に固定されている。
【００１５】駆動装置２４によって駆動される開閉弁２
３は、回動軸２３ａを中心として、閉弁位置（図４に実
線で示す位置）と開弁位置（図４に一点鎖線で示す位
置）との間で回動駆動される。閉弁位置に駆動された開
閉弁２３は、開閉弁２３の外周両端部がアッパタンク８
の内壁面に設けられた一対のシール板３３に当接（図４
に示す状態）することにより、アッパタンク８内を一方
側（図１の右側）と他方側とに分割する。開弁位置に駆
動された開閉弁２３は、開閉弁２３の外周両端部がアッ
パタンク８内の長手方向を向くことで、アッパタンク８
内の一方側と他方側とを連通する。従って、開閉弁２３
が閉弁位置に駆動されてアッパタンク８内が一方側と他
方側とに分割されることにより、ラジエータ５の放熱部
７もアッパタンク８の一方側に連通する第１放熱部７ａ
と、アッパタンク８の他方側に連通する第２放熱部７ｂ
とに分割されることになる。なお、開閉弁２３の取付け
位置は、第１放熱部７ａのみを使用した場合でも、通常
の運転条件下においてエンジン冷却水を冷却するのに必
要な冷却能力が得られるように設定されている。制御装
置１７は、水温センサ１６および車両のアイドル状態を
検出するスロットルポジションセンサ３４からの情報を
基に、サーボモータ２８および電動ウォータポンプ２２
へ制御信号を出力する。
【００１６】次に、本実施例の作動を制御装置１７の処
理手順に基づいて説明する。図６は制御装置１７の処理
手順を示すフローチャートである。エンジン３の始動
後、エンジン出口水温信号Ｔｗが入力される（ステップ
１００）。つぎに、入力されたエンジン出口水温信号Ｔ
ｗが、サーモスタット１８が開き始める時の冷却水温
（８０℃）に対応する第１設定値Ｔw1以上であるか否か
を判定する（ステップ１０１）。ここで、エンジン冷却
水温が８０℃より低い低水温時（暖機時）には、サーモ
スタット１８が閉じていることから、エンジン冷却水は
ラジエータ５へ導かれることなくバイパス管１５を通っ
て再びエンジン３に還流する。このため、ステップ１０
１において、エンジン出口水温信号Ｔｗが第１設定値Ｔ
w1より小さい時（ＮＯ）には、ラジエータ５の全域をイ
ンタクーラ４用として使用するために、開閉弁２３が開
弁位置となるようにサーボモータ２８へ制御信号を出力
する（ステップ１０２）。
【００１７】つぎに、車両のアイドル状態を検出する
（ステップ１０３）。具体的には、スロットルポジショ
ンセンサ３４によりアイドル接点がオンされたか否かを
判定する（ステップ１０４）。車両がアイドル状態の
時、つまりアイドル接点がオンされた時（ＹＥＳ）に
は、過給機２が作動しないため、インタークーラ４用の
冷却水を冷却する必要はない。従って、この場合は、電
動ウォータポンプ２２の作動を停止することにより（ス
テップ１０５）、省動力を図ることができる。車両が走
行状態の時、つまりアイドル接点がオンされてない時
（ＮＯ）には、電動ウォータポンプ２２を作動させるた
めの制御信号を出力する（ステップ１０６）。これによ
り、ラジエータ５の全域を使用して、効率良くインター
クーラ４用の冷却水を冷却することができる。この低水
温時の冷却水の流れ（電動ウォータポンプ２２を作動さ
せた場合）を、図１に細い破線矢印で示す。
【００１８】つぎに、エンジン出口水温信号Ｔｗがオー
バヒート限界水温直前の冷却水温（例えば１０３℃）に
相当する第２設定値Ｔw2以上であるか否かを判定する
（ステップ１０７）。エンジン出口水温信号Ｔｗが第２
設定値Ｔw2より小さい時（ＮＯ）は、ステップ１００以
下の制御を繰り返す。その後、エンジン冷却水の温度上
昇に伴ってサーモスタット１８が開弁し、上記ステップ
１０１にてエンジン出口水温信号Ｔｗが第１設定値Ｔw1
以上の場合、つまり冷却水温が８０℃以上１０３℃未満
の中水温時（一般走行時）には、開閉弁２３が閉弁位置
となるようにサーボモータ２８へ制御信号を出力する
（ステップ１０８）。これにより、ラジエータ５が第１
放熱部７ａと第２放熱部７ｂに分割されて、第１放熱部
７ａをエンジン３冷却用として使用し、第２放熱部７ｂ
をインタークーラ４冷却用として使用することができ
る。この中水温時においても、ステップ１０４にてアイ
ドル状態であると判定された時には、電動ウォータポン
プ２２の作動を停止し（ステップ１０５）、走行状態で
あると判定された時には、電動ウォータポンプ２２を作
動させる（ステップ１０６）。この中水温時の冷却水の
流れ（電動ウォータポンプ２２を作動させた場合）を、
図１に細い実線矢印で示す。
【００１９】上記ステップ１０７にて、エンジン出口水
温信号Ｔｗが第２設定値Ｔw2以上の時（ＹＥＳ）、つま
り冷却水温が１０３℃以上の高水温時（エマージェンシ
時）には、開閉弁２３が開弁位置となるようにサーボモ
ータ２８へ制御信号を出力する（ステップ１０９）とと
もに、電動ウォータポンプ２２の作動を停止する制御信
号を出力する（ステップ１１０）。これにより、ラジエ
ータ５の全域をエンジン３冷却用として使用することが
できるとともに、比較的温度の低い第２放熱部７ｂ側の
水容量も利用することができるため、ラジエータ５の冷
却性能が向上し、効果的にエンジン出口水温を低下する
ことができる。この高水温時の冷却水の流れを、図１に
太い実線矢印で示す。この場合、インタークーラ４への
通水が停止することでエンジン３の出力向上は望めない
が、この様な熱負荷の大きな条件では、エンジン出力の
向上も必要でないため、特に問題とはならない。その
後、ステップ１０７に戻り、エンジン出口水温信号Ｔｗ
が第２設定値Ｔw2より小さくなると、上述の制御を繰り
返し行なう。
【００２０】なお、上述のステップ１０５では、車両が
アイドル状態であることから電動ウォータポンプ２２の
作動を停止するように制御したが、アイドル状態でも電
動ウォータポンプ２２を作動させて冷却作用を行なうよ
うにしても良い。本実施例では、電動ウォータポンプ２
２の作動をオン・オフ制御により行なったが、オン・オ
フ制御から可変容量制御とすることにより、さらに効率
的な使用（例えば省動力効果が向上する）ができること
は言うまでもない。また、車両のアイドル状態を検出す
る方法として、スロットルポジションセンサ３４により
アイドル接点がオンされたか否かで判定（ステップ１０
４）したが、エンジン回転数とスロットル開度に応じて
予めエンジン負荷を予測しておき、エンジン回転数セン
サ３５によって検出されたエンジン回転数によりアイド
ル状態を判定しても良い。本実施例では、ラジエータ５
を第１放熱部７ａと第２放熱部７ｂとに分割可能とした
が、３つ以上の放熱部に分割するようにしても良い。
【００２１】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
７は第２実施例に係る車両用冷却装置１の概略構成図で
ある。本実施例は、エンジン出口水温信号Ｔｗが第２設
定値Ｔw2以上の時に、電動ウォータポンプ２２を作動さ
せるとともに、その能力を可変することでエンジン出口
水温を制御するものである。本実施例の作動を図８に示
すフローチャートを基に説明する。なお、フローチャー
トのステップ２００からステップ２０９までの処理は、
第１実施例に示すフローチャートのステップ１００から
ステップ１０９までの処理と同じであるため、説明を省
略する。ステップ２０７にてエンジン出口水温信号Ｔｗ
が第２設定値Ｔw2以上の時（ＹＥＳ）、つまり冷却水温
が１０３℃以上の高水温時（エマージェンシ時）には、
開閉弁２３が開弁位置となるようにサーボモータ２８へ
制御信号を出力する（ステップ２０９）とともに、電動
ウォータポンプ２２を作動させるための制御信号を出力
する（ステップ２１０）。
【００２２】この場合、ラジエータ５が分割されて第１
放熱部７ａと第２放熱部７ｂの両方が機能することにな
るが、エンジン３駆動のウォータポンプ１９によって第
１放熱部７ａを流れる冷却水の流量と、電動ウォータポ
ンプ２２によって第２放熱部７ｂを流れる冷却水の流量
は、各ウォータポンプ１９、２２の流量特性と各通水系
の抵抗によってバランスする。すなわち、エンジン３駆
動のウォータポンプ１９の回転数が一定でも、電動ウォ
ータポンプ２２の能力を向上させることにより、第２放
熱部７ｂの通水量が増加して、第１放熱部７ａの通水量
が低下する。従って、電動ウォータポンプ２２の能力を
可変することにより、エンジン出口水温を制御すること
が可能となる。この高水温時において、電動ウォータポ
ンプ２２を作動させた場合の冷却水の流れを、図７に太
い実線矢印で示し、電動ウォータポンプ２２を停止した
場合の冷却水の流れを、図７に太い破線矢印で示す。な
お、低水温時および中水温時の冷却水の流れは、第１実
施例と同様に、細い破線矢印および細い実線矢印で示
す。
【００２３】その後、さらにエンジン出口水温が上昇し
て、エンジン出口水温信号Ｔｗがオーバヒート限界水温
（例えば１１０℃）に相当する第３設定値Ｔw3以上（ス
テップ２１１にてＹＥＳ）になると、第１実施例と同様
に、電動ウォータポンプ２２の作動を停止するための制
御信号を出力（ステップ２１２）して、ラジエータ５の
全域をエンジン冷却用として使用する。なお、ステップ
２１１でエンジン出口水温信号Ｔｗが第３設定値Ｔw3よ
り小さい場合（ＮＯ）、つまりエンジン出口水温が１１
０℃未満の時はステップ２０７へ戻る。
【００２４】次に、本発明の第３実施例を説明する。図
９は第３実施例に係る車両用冷却装置１の概略構成図で
ある。本実施例の車両用冷却装置１は、外気温度を検出
する外気温センサ３６、インタークーラ４の吸入空気温
度を検出する吸気温センサ３７を備え、第１実施例に示
す制御内容に、外気温センサ３６による外気温信号Ｔａ
および吸気温センサ３７による吸気温信号Ｔｃに基づく
制御を加えたものである。以下に、外気温信号Ｔａおよ
び吸気温信号Ｔｃに基づく制御に係る作動を図１０に示
すフローチャートを基に説明する。外気温が非常に低
く、従って吸気温も低くなる場合には、インタークーラ
４に冷却水を供給する必要がないことから、ステップ３
００で入力された外気温信号Ｔａが設定温度に対応する
設定値Ｔa1より小さい場合（ステップ３０１でＮＯ）
は、開閉弁２３が閉弁位置となるようにサーボモータ２
８へ制御信号を出力する（ステップ３０２）とともに、
電動ウォータポンプ２２の作動を停止する制御信号を出
力する（ステップ３０３）。この結果、より大きな省動
力を得ることができる。その後、ステップ３０４からス
テップ３１３までの処理は、第２実施例に示すフローチ
ャートのステップ２０１からステップ２１０までの処理
と同じであるため説明を省略する。
【００２５】ステップ３１３の処理を実行した後、イン
タークーラ４の前方に配された吸気温センサ３７による
吸気温信号Ｔｃとエンジン出口水温信号Ｔｗとを比較
し、吸気温信号Ｔｃがエンジン出口水温信号Ｔｗより大
きい場合（ステップ３１４でＹＥＳ）は、吸気温を冷却
するために、電動ウォータポンプ２２を作動させるため
の制御信号を出力する（ステップ３１５）。反対に、吸
気温信号Ｔｃがエンジン出口水温信号Ｔｗより小さい場
合（ステップ３１４でＮＯ）は、電動ウォータポンプ２
２の作動を停止するための制御信号を出力する（ステッ
プ３１６）。これは、吸気温がエンジン出口水温より小
さい場合は、インタークーラ４を通過した吸気温が冷却
水との熱交換によって逆に上昇してしまうため、電動ウ
ォータポンプ２２を停止することで、吸気温の加熱を防
止するものである。その後、さらにエンジン出口水温が
上昇して、エンジン出口水温信号Ｔｗがオーバヒート限
界水温（例えば１１０℃）に相当する第３設定値Ｔw3以
上（ステップ３１７にてＹＥＳ）になると、電動ウォー
タポンプ２２の作動を停止するための制御信号を出力
（ステップ３１８）する。
【００２６】次に、本発明の第４実施例を説明する。図
１１は第４実施例に係る車両用冷却装置１の概略構成図
である。本実施例は、冷凍サイクル３８を構成する冷媒
凝縮器３９の一部もしくは全部を水冷とした水冷式冷媒
凝縮器３９を備え、ラジエータ５の第２放熱部７ｂを水
冷式冷媒凝縮器３９用として使用するものである。な
お、冷凍サイクル３８は、冷媒凝縮器３９の他に、冷媒
圧縮機４０、レシーバ４１、減圧装置４２、冷媒蒸発器
４３より成り、冷媒配管４４によって環状に接続された
周知の構造を有するものである。冷凍サイクル３８の高
圧側冷媒配管４４（本実施例では冷媒圧縮機４０と水冷
式冷媒凝縮器３９との間）には、高圧圧力を検出する高
圧センサ４５が設けられてエアコン高圧信号として制御
装置１７に出力する。制御装置１７は、このエアコン高
圧信号を制御因子として加えることにより、開閉弁２３
の開閉、電動ウォータポンプ２２のオン・オフおよび能
力可変などの制御を行なうものである。
【００２７】次に、本発明の第５実施例を説明する。図
１２は第５実施例に係る車両用冷却装置１の概略構成図
である。本実施例は、ラジエータ５の第２放熱部７ｂ
を、水冷式インタークーラ４と水冷式冷媒凝縮器３９の
共通の冷却系に使用するもので、水冷式インタークーラ
４の冷却水回路と水冷式冷媒凝縮器３９の冷却水回路と
の分岐部には流量制御弁４６が設けられている。制御装
置１７は、水冷式インタークーラ４と水冷式冷媒凝縮器
３９のそれぞれの必要冷却性能に合った冷却水流量が得
られるように、流量制御弁４６および電動ウォータポン
プ２２の能力を制御する。なお、流量制御弁４６を設け
ることなく、電動ウォータポンプ２２の能力のみで制御
しても良いことは言うまでもない。
【００２８】次に、本発明の第６実施例を説明する。図
１３は第６実施例に係るラジエータ５の概略構成図であ
る。本実施例では、開閉手段をロアタンク９側に設けた
ものであり、ロアタンク９内に開閉弁２３が配されて、
ロアタンク９の底部側に駆動装置２４が設けられてい
る。本実施例の場合も、アッパタンク８側に開閉手段を
設けた第１実施例と同様の効果を得ることができる。従
って、開閉手段は、車両の搭載スペース等に応じて、ア
ッパタンク８側およびロアタンク９側のどちらかを選択
することができる。
【００２９】次に、本発明の第７実施例を説明する。図
１４は第７実施例に係るラジエータ５の概略構成図であ
る。本実施例では、開閉手段をアッパタンク８側に設け
るとともに、ロアタンク９内に、第１放熱部７ａと第２
放熱部７ｂとの圧力差によって開閉する開閉弁４７を設
けたものである。この開閉弁４７は、図１５（開閉弁４
７の取付け構造を示す断面図）および図１６（図１５の
Ｃ−Ｃ断面図）に示すように、一端が、ロアタンク９内
の支持板４８に回動自在に支持されており、他端側が自
由端とされている。ロアタンク９内に開閉弁４７を設け
たことにより、アッパタンク８内の開閉弁２３を閉弁位
置としてラジエータ５を第１放熱部７ａと第２放熱部７
ｂとに分割して使用する場合に、ロアタンク９内で、第
１放熱部７ａ側と第２放熱部７ｂ側で使用される冷却水
の接触による熱移動を防止することができる。
【００３０】また、アッパタンク８内の開閉弁２３を開
弁位置として、ラジエータ５の全域を１つの冷却系に単
独使用する場合（例えば高水温時のエンジン冷却用とし
て使用する場合）、ロアタンク９内の開閉弁４７は、第
１放熱部７ａ側と第２放熱部７ｂ側との圧力差によっ
て、第１放熱部７ａ側（図１５の右側）へ開放すること
になる。なお、ロアタンク９内に開閉弁４７を設けて
も、開閉弁４７が開閉自在であることから、第１放熱部
７ａと第２放熱部７ｂに別々に注水口や排水用のドレン
コックを設ける必要はなく、従来通り良い。また、ロア
タンク９内の開閉弁４７は、アッパタンク８内の開閉弁
２３と同様に、駆動装置（図示しない）で駆動操作する
ように設けても良い。
【００３１】次に、本発明の第８実施例を説明する。図
１７は第８実施例に係る車両用冷却装置の概略構成図で
ある。本実施例の車両用冷却装置１は、車両走行用で過
給機付の水冷式内燃機関２の冷却水と、過給機によって
圧縮された空気を冷却する水冷式インタークーラ３（水
冷式冷却システムの一例）の冷却水とを放熱冷却する装
置である。内燃機関２を冷却する冷却水はラジエータ
（以下、第１ラジエータ）４によって放熱される。この
第１ラジエータ４の容量は、車両の通常運転時に十分な
放熱容量を有するように設けられている。また、水冷式
インタークーラ３において、吸入空気を冷却する冷却水
はラジエータ（以下、第２ラジエータ）５によって放熱
される。この第２ラジエータ５の容量は、大きい方が好
ましいが重量やコスト面から適度な容量に設けられてい
る。なお、内燃機関２の冷却水およびインタークーラ３
の冷却水は、それぞれに設けられたウォーターポンプ２
ａ、３ａによって循環する。
【００３２】第１ラジエータ４および第２ラジエータ５
は、この第１、第２ラジエータ４、５とは独立した冷却
水路を持つ第３ラジエータ６を間に介して一体に設けら
れている。この第３ラジエータ６の容量は、内燃機関２
が過負荷運転された場合に、第１ラジエータ４の容量に
加算されて、オーバーヒートを発生しない容量に設定さ
れている。また、第３ラジエータ６は、内燃機関２の冷
却水と、水冷式インタークーラ３の冷却水とが切り替え
て供給可能に設けられるもので、この切り替えは、切替
手段７によって行われる。具体的には、第３ラジエータ
６は、第１ラジエータ４、あるいは第２ラジエータ５と
並列に接続可能に設けられ、切替手段７の切替状態に応
じて、第３ラジエータ６が第１ラジエータ４または第２
ラジエータ５に並列接続される。
【００３３】第１、第２、第３ラジエータ４、５、６が
一体化された集合ラジエータ８は、図１８ないし図３０
に示すように、チューブ９とコルゲートフィン１０とを
積層し、各チューブ９の両端に上側タンク１１および下
側タンク１２を備えた積層型熱交換器で、上側タンク１
１および下側タンク１２に設けられた各仕切壁１３によ
って、各チューブ９を流れる冷却水路が、第１ラジエー
タ４用、第２ラジエータ５用、第３ラジエータ６用の３
つに独立して設けられている。第３ラジエータ６の冷却
水の切り替えは、上側タンク１１内に設けられた切替手
段７によって行われる。切替手段７は、図３１に示すバ
ルブ１４と、このバルブ１４を回転駆動するサーボモー
タ１５とを備え、サーボモータ１５が制御装置１６によ
って通電制御される。
【００３４】そして、バルブ１４が、図２３に示す位置
に設定されると、内燃機関２の冷却水を第１ラジエータ
４内に導く内燃機関用流入口１７と第３ラジエータ６の
流入室１８とが流入穴１９を介して連通し、第１ラジエ
ータ４を通過した冷却水を内燃機関２へ導く内燃機関用
流出口２０と第３ラジエータ６の流出室２１とが流出穴
２２を介して連通し、インタークーラ３の冷却水を第２
ラジエータ５内に導くインタークーラ用流入口２３と第
３ラジエータ６の流入室１８との連通が阻止され、第２
ラジエータ５を通過した冷却水をインタークーラ３へ導
くインタークーラ用流出口２４と第３ラジエータ６の流
出室２１との連通が阻止される。つまり、バルブ１４
が、図２３に示す位置に設定されると、第３ラジエータ
６は第１ラジエータ４に並列接続される。逆に、バルブ
１４が図２３に示す位置から１８０°反転した位置に設
定されると、内燃機関用流入口１７と第３ラジエータ６
の流入室１８との連通が阻止され、内燃機関用流出口２
０と第３ラジエータ６の流出室２１との連通が阻止さ
れ、インタークーラ用流入口２３と第３ラジエータ６の
流入室１８とが流入穴１９を介して連通し、インターク
ーラ用流出口２４と第３ラジエータ６の流出室２１とが
流出穴２２を介して連通される。つまり、バルブ１４が
図２３に示す位置から１８０°反転した位置に設定され
ると、第３ラジエータ６は第２ラジエータ５に並列接続
される。
【００３５】制御装置１６は、内燃機関２の運転状態に
応じてサーボモータ１５を通電制御することにより、バ
ルブ１４を駆動して、第３ラジエータ６の冷却水の切替
を行うものである。本実施例では、内燃機関２の運転状
態の一例として、内燃機関２の冷却水温が、１００℃以
上の場合に、第３ラジエータ６へ内燃機関２の冷却水を
供給し、１００℃より低い場合に第３ラジエータ６へイ
ンタークーラ３の冷却水を供給するものである。
【００３６】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
を簡単に説明する。内燃機関２の冷却水温が、１００℃
未満の場合は、制御装置１６が操作手段を操作して、第
３ラジエータ６を第２ラジエータ５と並列に接続し、内
燃機関２の冷却水は、第１ラジエータ４のみで放熱を行
う。これによって、インタークーラ３の冷却能力が増大
して、内燃機関２に吸入される燃焼用空気量が増大し、
内燃機関２の出力が向上する。夏期、登坂走行時など、
内燃機関２にかかる負荷が増大して内燃機関２の冷却水
温が、１００℃以上に上昇すると、制御装置１６が操作
手段を操作して、第３ラジエータ６を第１ラジエータ４
と並列に接続し、インタークーラ３の冷却水は、第２ラ
ジエータ５のみで放熱を行う。これによって、内燃機関
２の冷却水の冷却能力が増大して、内燃機関２のオーバ
ーヒートを防ぐことができる。
【００３７】〔実施例の効果〕本実施例では、上記の作
用で示したように、通常走行時には内燃機関２の冷却水
を放熱するラジエータの容量を小さくし、代わってイン
タークーラ３のラジエータの容量を大きくしてインター
クーラ３の冷却能力を高くすることができる。そして、
内燃機関２の負荷が高い場合には、上述のように、内燃
機関２の冷却水の放熱を行うラジエータ容量が大きくな
り、内燃機関２がオーバーヒートするのを防ぐことがで
きる。また、本実施例では、第１、第２、第３ラジエー
タ４、５、６を一体化して集合ラジエータ８として設け
たことにより、狭いエンジンルーム内への搭載が容易と
なる。
【００３８】〔変形例〕上記の第８実施例では、第１、
第２、第３ラジエータを、一体に設けた例を示したが、
一部別体、あるいはそれぞれ別体に設けて、車両に搭載
しても良い。切替手段を切り換える内燃機関の運転状態
の一例として、内燃機関の冷却水温を例に示したが、油
温、アクセル開度、吸入空気量など他の運転状態によっ
て切替手段の切替制御を行っても良い。切替手段の一例
として、サーボモータを用いて冷却水の切替を行う例を
示したが、電磁弁や、負圧アクチュエータなど他の手段
によって冷却水の切替を行っても良い。水冷式冷却シス
テムの一例として、水冷式インタークーラを例に示した
が、水冷式オイルクーラなど他の冷却システムに適用可
能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る車両用冷却装置の概略構成図
である。
【図２】開閉弁と駆動装置の取付け構造を示す断面図で
ある（第１実施例）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である（第１実施例）。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である（第１実施例）。
【図５】サーモスタットの特性を示すグラフである（第
１実施例）。
【図６】制御装置の処理手順を示すフローチャートであ
る（第１実施例）。
【図７】第２実施例に係る車両用冷却装置の概略構成図
である。
【図８】制御装置の処理手順を示すフローチャートであ
る（第２実施例）。
【図９】第３実施例に係る車両用冷却装置の概略構成図
である。
【図１０】制御装置の処理手順を示すフローチャートで
ある（第３実施例）。
【図１１】第４実施例に係る車両用冷却装置の概略構成
図である。
【図１２】第５実施例に係る車両用冷却装置の概略構成
図である。
【図１３】第６実施例に係るラジエータの概略構成図で
ある。
【図１４】第７実施例に係るラジエータの概略構成図で
ある。
【図１５】開閉弁の取付け構造を示す断面図である（第
７実施例）。
【図１６】図１５のＣ−Ｃ断面図である（第７実施
例）。
【図１７】車両用冷却装置の概略構成図である（第８実
施例）。
【図１８】集合ラジエータの斜視図である（第８実施
例）。
【図１９】集合ラジエータの正面図である（第８実施
例）。
【図２０】集合ラジエータの側面図である（第８実施
例）。
【図２１】集合ラジエータの上面図である（第８実施
例）。
【図２２】図１９のＤ−Ｄ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２３】図１９のＥ−Ｅ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２４】図１９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２５】図１９のＧ−Ｇ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２６】図１９のＨ−Ｈ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２７】図１９のＩ−Ｉ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２８】図２１のＪ−Ｊ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図２９】図２１のＫ−Ｋ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図３０】図２１のＬ−Ｌ線に沿う断面図である（第８
実施例）。
【図３１】切替手段のバルブの斜視図である（第８実施
例）。
【図３２】車両用冷却装置の概略構成図である（従来技
術）。
【符号の説明】
（第１実施例〜第７実施例） １ 車両用冷却装置 ３ エンジン（水冷式内燃機関） ４ 水冷式インタークーラ（水冷式冷却システム） ７ａ 第１放熱部（第１ラジエータ） ７ｂ 第２放熱部（第２ラジエータ） １７ 制御装置（制御手段） １９ ウォータポンプ（第１送水手段） ２２ 電動ウォータポンプ（第２送水手段） ２３ 開閉弁（断続手段） ２４ 駆動装置（断続手段） （第８実施例） １ 車両用冷却装置 ２ 水冷式内燃機関 ３ 水冷式インタークーラ（水冷式冷却システム） ４ 第１ラジエータ ５ 第２ラジエータ ６ 第３ラジエータ ７ 切替手段 １６ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 淳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 鈴木 和貴 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】(a) 水冷式内燃機関の冷却水回路に設けら
    れた第１ラジエータと、 (b) 前記内燃機関とは異なった水冷式冷却システムの冷
    却水回路に設けられた第２ラジエータと、 (c) 前記第１ラジエータと前記第２ラジエータの両方
    に、前記内燃機関の冷却水と前記水冷式冷却システムの
    冷却水とを切り替えて供給する切替手段と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記切替手段を制御す
    る制御手段とを備える車両用冷却装置。
  2. 【請求項２】前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエ
    ータは同一の通水系で構成され、 前記切替手段は、前記第１ラジエータと前記第２ラジエ
    ータとの連絡を断続可能に設けられた断続手段と、前記
    内燃機関の冷却水を前記第１ラジエータに送る第１送水
    手段と、前記水冷式冷却システムの冷却水を前記第２ラ
    ジエータに送る第２送水手段とから成ることを特徴とす
    る請求項１記載の車両用冷却装置。
  3. 【請求項３】(a) 水冷式内燃機関の冷却水回路に設けら
    れた第１ラジエータと、 (b) 前記内燃機関とは異なった水冷式冷却システムの冷
    却水回路に設けられた第２ラジエータと、 (c) 前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータと同
    一の通水系で構成された第３ラジエータと、 (d) 前記内燃機関の冷却水と前記水冷式冷却システムの
    冷却水とを切り替えて、前記第１ラジエータ、前記第２
    ラジエータ、および前記第３ラジエータに選択的に供給
    する切替手段と、 (e) 前記内燃機関の運転状態に応じて前記切替手段を切
    り替える制御手段とを備える車両用冷却装置。
  4. 【請求項４】(a) 車両走行用の水冷式内燃機関の冷却水
    を放熱する第１ラジエータと、 (b) 前記内燃機関とは異なった水冷式冷却システムの冷
    却水を放熱する第２ラジエータと、 (c) 前記第１ラジエータおよび前記第２ラジエータとは
    独立した冷却水路を持つ第３ラジエータと、 (d) 前記第３ラジエータに、前記内燃機関に使用される
    冷却水と前記水冷式冷却システムの冷却水とを切り替え
    て供給する切替手段と、 (e) 前記内燃機関の運転状態に応じて前記切替手段を切
    り替える制御装置とを備える車両用冷却装置。
  5. 【請求項５】前記第１ラジエータ、前記第２ラジエー
    タ、および前記第３ラジエータを一体に設けた請求項４
    記載の車両用冷却装置。
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