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Die vorliegende Offenbarung betrifft Kühlvorrichtungen.
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Stand der Technik
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JP H05 - 169 986 A offenbart, dass ein Kanal an einem Verbrennungsmotor von vorn nach hinten angeordnet ist und durch einen Strahlerventilator, der in einem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs angeordnet ist, Außenluft durch den Kanal nach hinten geblasen wird. Ein Innendurchgang des Kanals umfasst: einen Abgaskrümmer, der sich von dem vorderen Abschnitt des Verbrennungsmotors erstreckt; und eine Abgasrohrleitung, die sich von dem Krümmer nach hinten erstreckt. Wenn die Außenluft, die von dem Strahlerventilator in einen Motorraum gesaugt wird, in dem Kanal nach hinten strömt, berührt und kühlt die Außenluft den Abgaskrümmer und die Abgasrohrleitung.
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Gemäß
JP H05 - 169 986 A wird der Abgaskrümmer, der sich von dem vorderen Abschnitt des Verbrennungsmotors erstreckt, unter Verwendung der Luft gekühlt, die von dem Strahlerventilator nach hinten geblasen wird. Auf diese Weise wird heiße Luft, die auf einer vorderen Oberflächenseite des Verbrennungsmotors dem Wärmeaustausch in dem Abgaskrümmer unterzogen wird, davon abgehalten in Richtung einer hinteren Oberfläche des Verbrennungsmotors zu strömen. Wenn jedoch Abgas von einem hinteren Abgasabschnitt auf dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors abgegeben wird, können ein Abgaskrümmer, der in dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und eine Abgasrohrleitung, die sich von dem Krümmer nach hinten erstreckt, durch die in
JP H05 - 169 986 A offenbarte Technik nicht ausreichend gekühlt werden. Insbesondere ist in Bezug auf den Verbrennungsmotor mit hinterem Auspuff die effiziente Kühlung des hinteren Abgasabschnitts ein wichtiges technisches Thema, und seine weitere Verbesserung wird gefordert.
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AT 501 385 A1 zeigt eine bekannte Kühlvorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Verbrennungsmotor, der in einem Fahrzeug montiert ist und einen hinteren Abgasabschnitt hat, der einen Abgasdurchgang definiert, durch den Abgas von einem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors nach hinten strömt; einen Außenlufteinleitungsdurchgang, der einen Motorraum, der den Verbrennungsmotor aufnimmt, mit außerhalb des Fahrzeugs verbindet, wobei der Außenlufteinleitungsdurchgang benachbart zu dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors angeordnet ist, so dass Außenluft, die von außerhalb des Fahrzeugs angesaugt wird, darin in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömt; und eine Durchgangsöffnungs-/Schließvorrichtung, die den Außenlufteinleitungsdurchgang zwischen einem geöffneten Zustand, in dem zugelassen wird, dass Luft strömt, und einem geschlossenen Zustand, in dem unterbunden wird, dass Luft strömt, steuert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen, die eine Kühleffizienz eines hinteren Abgasabschnitts, durch den von einer Rückseite eines Verbrennungsmotors Abgas strömt, verbessert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Erfindungsgemäß wird die Außenluft in den Außenlufteinleitungsdurchgang eingeleitet, der in der Nähe des hinteren Abschnitts des Verbrennungsmotors eingerichtet ist. Auf diese Weise kann die Außenluft reibungslos in den Motorraum gesaugt werden, indem der Lüftungswiderstand während der Zuströmung der Außenluft verringert wird. Die Außenluft, die in den Außenlufteinleitungsdurchgang geströmt ist, strömt weiter in Richtung des hinteren Abgasabschnitts. Auf diese Weise kann die frische Außenluft mit einer hohen Kühlwirkung den hinteren Abgasabschnitt berühren, bevor sie Wärme von einer anderen Wärmequelle in dem Motorraum aufnimmt. Auf diese Weise kann eine Kühlwirkung des hinteren Abgasabschnitts durch die Außenluft erheblich vergrößert werden. Wenn zum Beispiel die Durchgangsöffnungs-/Schließvorrichtung während einer Fahrt des Fahrzeugs in den geöffneten Zustand gebracht wird, kann die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs durch den Außenlufteinleitungsdurchgang strömen und in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömen. Auf diese Weise kann die Kühlkapazität für einen Abgaskrümmer und eine Abgasrohrleitung in dem Verbrennungsmotor mit hinterem Auspuff durch die Außenluft verbessert werden.
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Folglich ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung fähig, den hinteren Abgasabschnitt, durch den von einer Rückseite eines Verbrennungsmotors Abgas strömt, wirksam zu kühlen.
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Figurenliste
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Die vorstehenden und andere Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher.
- 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform und ist eine Ansicht eines Zustands, in dem während einer Fahrt Außenluft eingeleitet wird.
- 2 ist eine Ansicht eines Zustands, in dem in der ersten Ausführungsform während der Fahrt keine Außenluft eingeleitet wird.
- 3 ist eine Ansicht eines Zustands, in dem in der ersten Ausführungsform während eines Stopps Außenluft eingeleitet wird.
- 4 ist ein Blockdiagramm, das die Steuerung der Kühlvorrichtung in der ersten Ausführungsform betrifft.
- 5 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung betrifft, die von der Kühlvorrichtung in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird.
- 6 ist eine schematische Querschnittansicht einer Kühlvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform und ist eine Ansicht eines Zustands, in dem während eines Stopps Außenluft eingeleitet wird.
- 7 ist ein Blockdiagramm, das die Steuerung der Kühlvorrichtung in der zweiten Ausführungsform betrifft.
- 8 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung betrifft, die von der Kühlvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier nachstehend Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen kann einem Teil, der einem in einer vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Gegenstand entspricht, die gleiche Bezugszahl zugewiesen werden und die redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn in einer Ausführungsform nur ein Teil eines Aufbaus beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform auf die anderen Teile des Aufbaus angewendet werden. Die Teile können selbst dann kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können selbst dann teilweise kombiniert werden, wenn nicht explizit beschrieben wird, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, sofern kein Nachteil in der Kombination liegt.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine Kühlvorrichtung einer ersten Ausführungsform kann einen hinteren Abgasabschnitt eines Verbrennungsmotors 2, der Leistung für eine Fahrt eines Fahrzeugs bereitstellt, effizient kühlen. Der hintere Abgasabschnitt ist ein Abschnitt, durch den von einem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors Abgas nach hinten strömt. Der hintere Abgasabschnitt als ein Kühlziel ist ein Abgasdurchgang, der mit dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 verbunden ist. Der hintere Abgasabschnitt umfasst zum Beispiel: einen Abgaskrümmer 20 mit verzweigten Rohrleitungen, durch die das Abgas aus dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors nach hinten strömt; und eine Abgasrohrleitung 21, die mit dem Abgaskrümmer 20 verbunden ist und sich nach hinten erstreckt. Das heißt, der hintere Abgasabschnitt bildet den Abgasdurchgang, durch den das Abgas in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs von dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 nach hinten strömt.
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Es wird unter Bezug auf 1 bis 5 eine Beschreibung der Kühlvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gegeben. Ein Motorraum 4 des Fahrzeugs ist ein Aufnahmeraum für den Verbrennungsmotor 2, der von einem Kühlergrill 41 auf der Vorderseite, einer Haubenrückenplatte auf einer Seite, einer Kühlerhaube 40 (oder Motorhaube) auf der Oberseite, einer unteren Verkleidung 45 auf der Unterseite, einer Feuerschutzwand 47 auf der Rückseite und ähnlichem umgeben ist. Die untere Verkleidung 45 erstreckt sich von einem unteren Abschnitt des Kühlergrills 41 zu der Rückseite des Fahrzeugs, das heißt, in die Nachbarschaft der Feuerschutzwand 47. Die Feuerschutzwand 47 bildet eine Trennplatte zwischen dem Motorraum 4 und einem Fahrersitz.
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Zum Beispiel ist die Feuerschutzwand 47 integral mit einer Bodenplatte 46 eingerichtet. Die Bodenplatte 46 bildet einen unteren Abschnitt des Fahrzeugs an einer Position unterhalb eines Fahrzeugraums 5. Die untere Verkleidung 45, die Feuerschutzwand 47 und die Bodenplatte 46 sind in der gesamten Breite des Fahrzeugs eingerichtet. Ein Spielraum zwischen der unteren Verkleidung 45 und der Bodenplatte 46 bildet eine Öffnung zum Abgeben der Außenluft. Durch die Öffnung wird die Außenluft, die von außerhalb des Fahrzeugs angesaugt wird, um den vorstehend beschriebenen hinteren Abgasabschnitt zu kühlen, von dem Motorraum 4 abgegeben.
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Ein Kühlmodul, das an einem Rahmen oder ähnlichem des Fahrzeugs fixiert ist, ist vor dem Verbrennungsmotor 2 in einem vorderen Abschnitt des Motorraums 4 eingerichtet. Das Kühlmodul kühlt einen Kondensator 42, der in einer Klimaanlage 1 verwendet wird, und kühlt auch einen Strahler 43 zum Kühlen eines Kühlmittels des Verbrennungsmotors 2 mit einer geblasenen Druckluft durch einen gemeinsamen elektrischen Ventilator 44. Für das Kühlmodul wird eine Hintereinanderanordnung, in der der Kondensator 42 auf einer vorderen Oberfläche des Strahlers 43 angeordnet ist, verwendet. Der Kondensator 42 ist über eine Gummihalterung an einem Körper des Strahlers 43 fixiert. Der elektrische Ventilator 44 hat eine Ventilatorverkleidung und ist von hinter dem Strahler 43 integral an dem Strahler 43 fixiert.
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Der Verbrennungsmotor 2 hat wenigstens den Abgaskrümmer 20, durch den das Abgas von dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 abgegeben wird. Die Abgasrohrleitung 21, die sich in der Nachbarschaft der Feuerschutzwand 47 in einem hinteren Abschnitt des Motorraums 4 erstreckt, ist mit dem Abgaskrümmer 20 verbunden. Die Abgasrohrleitung 21 erstreckt sich entlang der Bodenplatte 46 zu einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs, und das Abgas wird von einem Öffnungsende, das mit einer Stoßstange in dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs integriert ist, nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben. Auf den Abgaskrümmer 20 und die Abgasrohrleitung 21 wird auch als ein Abgasrohr des Verbrennungsmotors 2 Bezug genommen, durch welches das Abgas strömt, das aus dem Verbrennungsmotor 2 geströmt ist. Der hintere Abgasabschnitt als das Kühlziel der Kühlvorrichtung umfasst den Abgaskrümmer 20 und/oder die Abgasrohrleitung 21.
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Die Außenluft, die durch den elektrischen Ventilator 44 von dem Kühlergrill 41 angesaugt wird, durchläuft nacheinander einen Wärmeaustauschkernabschnitt des Kondensators 42 und einen Wärmeaustauschkernabschnitt des Strahlers 43 und strömt zu einer vorderen Oberflächenseite des Verbrennungsmotors 2. Nach dem Berühren und Kühlen des vorderen Abschnitts des Verbrennungsmotors 2 berührt die Außenluft auch die hintere Abschnittsseite des Verbrennungsmotors 2 und wird von der vorstehend beschriebenen Öffnung als einem Spielraum zwischen der unteren Verkleidung 45 und der Bodenplatte 46 nach außerhalb des Motorraums 4 abgegeben.
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Wie vorstehend beschrieben, berührt die Außenluft, die von dem elektrischen Ventilator 44 in den Motorraum 4 eingeleitet wird, möglicherweise den hinteren Abgasabschnitt, der auf dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist, und kann somit den hinteren Abgasabschnitt kühlen. Da jedoch eine Strömung der Außenluft nicht nur den Kondensator 42 und den Strahler 43 kühlt, sondern auch Wärme von dem vorderen Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 aufnimmt, ist ihre Wirkung zum Kühlen des hinteren Abgasabschnitts gering. Außerdem erreicht die Strömung der Außenluft schließlich den hinteren Abgasabschnitt, nachdem sie den Kondensator 42, den Strahler 43, den vorderen Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 und ähnliche berührt hat. Auf diese Weise ist der Lüftungswiderstand bis zu dem hinteren Abgasabschnitt hoch, und der hintere Abgasabschnitt kann von diesem Punkt auch nicht ausreichend gekühlt werden.
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Als nächstes wird eine Beschreibung der Kühlvorrichtung der ersten Ausführungsform gegeben, die den hinteren Abgasabschnitt effizient kühlen kann. Die Kühlvorrichtung umfasst einen Außenlufteinleitungsdurchgang 31, der das Äußere des Fahrzeugs mit dem Motorraum 4, in dem der Verbrennungsmotor montiert ist, in Verbindung bringt. Wie in 1 abgebildet, ist der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 in der Nähe des hinteren Abschnitts des Verbrennungsmotors 2 angeordnet, so dass die Außenluft, die von außerhalb des Fahrzeugs eingesaugt wird, in Richtung des hinteren Abgasabschnitts in ihn strömt. Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist ein Durchgang, durch den die Luft außerhalb des Fahrzeugs, die von einer Außenlufteinleitungsöffnung 30 eingesaugt wird, strömt und den hinteren Abgasabschnitt berührt, bis sie von der Öffnung zum Abgeben der Außenluft, das heißt, dem Spielraum zwischen der unteren Verkleidung 45 und der Bodenplatte 46, nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben wird.
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Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist in einer Position angeordnet, die näher an einer hinteren Oberfläche (oder einer rückseitigen Oberfläche) des Verbrennungsmotors 2 als seiner vorderen Oberfläche in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist. Folglich ist der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 in der Längsrichtung des Fahrzeugs derart angeordnet, dass er durch eine Position geht, die in einem Bereich zwischen einem mittleren Abschnitt und der hinteren Oberfläche des Verbrennungsmotors 2 und/oder einem Bereich, der hinter der hinteren Oberfläche des Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist, enthalten ist. Zum Beispiel bildet der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 einen Durchgang, der einen Umfang des hinteren Abgasabschnitts des Verbrennungsmotors 2 umfasst. Da der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 wie bisher beschrieben aufgebaut ist, strömt die Außenluft, die von außerhalb des Fahrzeugs angesaugt wird, in Richtung des hinteren Abgasabschnitts in ihn hinein.
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Die Außenlufteinleitungsöffnung 30, durch die die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 angesaugt wird, saugt vorzugsweise die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs an einer höheren Position als dem Verbrennungsmotor 2 an. Außerdem saugt eine Außenlufteinleitungsöffnung 30 vorzugsweise die Außenluft außerhalb des Fahrzeugs an einer Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 an: Außerdem ist der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 vorzugsweise ein Durchgang, der die Außenluft von direkt oberhalb des hinteren Abgasabschnitts ansaugt. In Bezug auf die Außenluft, die von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 in den Motorraum 4 strömt, wird die Strömung der Außenluft in dem Motorraum 4 von einer Leitwand 31a und der Feuerschutzwand 47, die in dem Motorraum 4 angeordnet sind, geleitet. Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist derart eingerichtet, dass er der derart geleiteten Strömung folgt.
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Die Außenlufteinleitungsöffnung 30 des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31 ist in einem Windlauf angeordnet. Der Windlauf ist ein äußerer Plattenabschnitt, der zwischen der Kühlerhaube 40 (oder der Motorhaube) und einer vorderen Windschutzscheibe 51 angeordnet ist. Der Außenplattenabschnitt ist ferner mit einer Einlassöffnung für die Fahrzeugklimaanlage eingerichtet, die die Außenluft während einer Außenluftbetriebsart eines Klimatisierungsbetriebs in ein Klimaanlagengehäuse saugt.
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Die Kühlvorrichtung umfasst eine erste Klappe 3 als ein Beispiel für eine Durchgangsöffnungs-/Schließvorrichtung, die den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 in einen geöffneten Zustand, in dem zugelassen wird, dass Luft strömt, und einen geschlossenen Zustand, in dem verhindert wird, dass Luft strömt, steuern kann. Die erste Klappe 3 ist eine Vorrichtung die durch Aufnehmen eines einzelnen oder mehrere Klappenkörper aufgebaut wird, die in dem Außenlufteinleitungsdurchgang 31 angeordnet ist, um den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 zu öffnen/schließen. In 1 bis 3 ist die erste Klappe 3, die die drei Klappenkörper hat, als ein Beispiel offenbart.
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Die Kühlvorrichtung kann die erste Klappe 3 und die Fahrzeugklimaanlage 1 in einer miteinander zusammenhängenden Weise steuern, während die Fahrzeugklimaanlage 1 klimatisierte Luft, deren Temperatur eingestellt wird, in den Fahrzeugraum bläst. Die Klimaanlage 1 ist mit einem Kanal 10 eingerichtet, der die Verbindung zwischen dem Inneren des Klimaanlagengehäuses der Klimaanlage 1 und dem Motorraum 4 herstellt. Der Kanal 10 bildet einen Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft. Der Kanal 10 ist ein einer Weise angeordnet, dass er die Feuerschutzwand 47 durchdringt und sein Öffnungsende ist zu dem Abgaskrümmer 20 und der Abgasrohrleitung 21 geöffnet. Folglich bildet der Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft einen Durchgang, der bewirkt, dass die klimatisierte Luft von der Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 in den Motorraum 4 in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömt.
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Eine zweite Klappe 12 ist in dem Kanal 10 angeordnet. Die zweite Klappe 12 ist ein Beispiel für die Öffnungs-/Schließvorrichtung, die den Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft in einen geöffneten Zustand und einen geschlossenen Zustand steuern kann. Die zweite Klappe 12 lässt zu, dass die klimatisierte Luft, die von der Klimaanlage 1 klimatisiert wurde, in den Motorraum 4 strömt, wenn sie in den geöffneten Zustand gesteuert wird. Die zweite Klappe 12 unterbindet eine Luftströmung in dem Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft und unterbindet die Zuströmung der klimatisierten Luft in den Motorraum 4, wenn sie in den geschlossenen Zustand gesteuert wird. Wenn die Zuströmung der klimatisierten Luft in den Motorraum 4 zugelassen wird, wird die Klimaanlage 1 in eine Motorraumausblasbetriebsart versetzt. In der Motorraumausblasbetriebsart wird die zweite Klappe 12 in den geöffneten Zustand gesteuert und die gesamte oder etwas der klimatisierten Luft, die von einem Fahrzeugraumgebläse 14 der Klimaanlage 1 geblasen wird, wird durch den Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft in den Motorraum 4 in Richtung des hinteren Abgasabschnitts geblasen.
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Ein Aufbau der Steuerung, die die Kühlvorrichtung betrifft, wird beschrieben. Die Betätigung der ersten Klappe 3 wird von einem Kühl-ESG 100 gesteuert. Das Kühl-ESG 100 steuert einen Spannungswert, der an einen Elektromotor zum Antreiben eines Drehwellenabschnitts der ersten Klappe 3 angelegt wird, um eine Drehposition des Klappenkörpers der ersten Klappe 3 zu steuern. Auf diese Weise steuert das Kühl-ESG 100 eine Öffnungsgröße des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31. Somit kann das Kühl-ESG 100 ein Volumen der Außenluft, die in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 strömt, ändern. Die Kühlfähigkeit des hinteren Abgasabschnitts wird durch die Öffnungsgrößensteuerung der ersten Klappe 3 durch das Kühl-ESG 100 eingestellt. Mit anderen Worten kann die erste Klappe 3 den Durchsatz in dem Außenlufteinleitungsdurchgang 31 steuern.
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Das Kühl-ESG 100 ist derart aufgebaut, dass es ungeachtet des EIN oder AUS eines Zündschalters, der einen Start und einen Stopp des Verbrennungsmotors steuert, mit Gleichspannungsleistung von einer Batterie 7 versorgt wird, die eine in dem Fahrzeug montierte Leistungsversorgung an Bord ist, und konfiguriert ist, um eine vorgegebene arithmetische Verarbeitung und vorgegebene Steuerverarbeitung durchzuführen. Das Kühl-ESG 100 kann die von der Batterie 7 erhaltene Leistung an die erste Klappe 3 liefern und kann die gelieferte Leistung steuern. Das Kühl-ESG 100 kann die Drehposition des Klappenkörpers der ersten Klappe 3 durch Steuern der zugeführten Leistung steuern.
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Die Batterie 7 kann zum Beispiel eine Batteriepackung sein, die aus einer Anordnung mehrerer Einheitszellen ausgebildet ist. Jede der Einheitszellen kann zum Beispiel aus einer Nickelmetallhydrid-Sekundärzelle, einer Lithiumionen-Sekundärzelle oder einer organischen Radikalzelle aufgebaut sein. Zum Beispiel ist die Batterie 7 wiederaufladbar und kann auch für einen Zweck zum Liefern der Leistung an einen Fahrzeugfahrmotor verwendet werden, wenn das Fahrzeug den Elektromotor hat.
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Das Kühl-ESG 100 umfasst einen Mikrocomputer, der durch Aufnehmen der folgenden Funktionen aufgebaut ist: eine zentrale Verarbeitungseinheit (eine CPU) zum Durchführen der arithmetischen Verarbeitung und der Steuerverarbeitung; Speicher, wie etwa einen ROM und einen RAM; einen E/A-Anschluss (eine Eingangs-/Ausgangsschaltung) und ähnliche. Ein Klimatisierungs-ESG 200 kann die von der Batterie 7 erhaltene Leistung an jede Klimatisierungsfunktionskomponente der Klimaanlage 1 liefern und kann die zugeführte Leistung steuern.
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Die Speicher, wie etwa der ROM und der RAM, bilden Speichereinrichtungen des Kühl-ESG 100. Die Speichereinrichtungen speichern ein vorgegebenes Arithmetikprogramm, das für einen Kühlbetrieb des hinteren Abgasabschnitts verwendet wird, vorgegebene Steuercharakteristikdaten und ähnliches im Voraus. Das Programm und ähnliches werden verwendet, um den Kühlbetrieb des hinteren Abgasabschnitts durch das Kühl-ESG 100 zu steuern. Außerdem kommuniziert das Kühl-ESG 100 mit dem Klimatisierungs-ESG 200 und führt dadurch den Kühlbetrieb zum Kühlen des hinteren Abgasabschnitts durch, der mit einem Betrieb der Klimaanlage 1 verbunden ist.
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Ein Insasse kann eine Temperatur (eine Solltemperatur) in dem Fahrzeugraum festlegen, indem er einen Klimatisierungsbedienabschnitt bedient, der auf einer Instrumententafel 50 oder ähnlichem installiert ist. Wenn der Klimatisierungsbedienabschnitt bedient wird und ein Signal, das einen Befehl für einen automatischen Klimatisierungsbetrieb anzeigt, in das Klimatisierungs-ESG 200 eingegeben wird, steuert das Klimatisierungs-ESG 200 den automatischen Klimatisierungsbetrieb durch die Klimaanlage 1, um eine Temperatur in dem Fahrzeugraum nahe an die Solltemperatur zu bringen. Das Klimatisierungs-ESG 200 steuert einen Betrieb jeder der Klimatisierungsfunktionskomponenten der Klimaanlage 1 durch Steuern der von der Batterie 7 gelieferten Leistung und führt einen automatischen Klimatisierungsbetrieb durch.
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Ein Außenlufttemperatursensor 15 hat einen Temperaturerfassungsabschnitt, der die Luft außerhalb des Fahrzeugs berührt, um eine Außenlufttemperatur Tam als ein elektrisches Signal zu erfassen, und sendet das von dem Temperaturerfassungsabschnitt erfasste elektrische Signal an das Klimatisierungs-ESG 200. Ein Innenlufttemperatursensor 16 hat einen Temperaturerfassungsabschnitt, der die Luft in dem Fahrzeugraum 5 berührt, um eine Fahrzeugraumtemperatur Tr als ein elektrisches Signal zu erfassen, und sendet das von dem Temperaturerfassungsabschnitt erfasste elektrische Signal an das Klimatisierungs-ESG 200. Die Signale von dem Außenlufttemperatursensor 15 und dem Innenlufttemperatursensor 16 werden zum Beispiel durch den E/A-Anschluss oder eine A/D-Wandlungsschaltung einer A/D-Wandiung unterzogen und werden danach in den Mikrocomputer eingegeben.
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Eine Kommunikationsbetriebsart zwischen dem Kühl-ESG 100 und dem Klimatisierungs-ESG 200 kann entweder über Leitung oder drahtlos erfolgen. Das Klimatisierungs-ESG 200 ist eine Klimatisierungssteuerung, die ein Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und ähnlichem und einer peripheren Schaltung davon ist und die mit der Gleichspannungsleistung von der Batterie 7 versorgt wird, um die Klimatisierung im Inneren des Fahrzeugraums zu steuern. Das Klimatisierungs-ESG 200 empfängt Erfassungssignale von einer Gruppe von Klimatisierungssteuersensoren, die neben dem Außenlufttemperatursensor 15 und dem Innenlufttemperatursensor 16, die vorstehend beschrieben wurden, einen Sonnenstrahlungssensor, einen Abgabetemperatursensor, einen Abgabedrucksensor, einen Verdampfungstemperatursensor und ähnliche umfasst, ebenso wie ein Signal, das die Solltemperatur anzeigt.
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Der Sonnenstrahlungssensor erfasst eine Sonnenstrahlungsmenge Ts in dem Fahrzeugraum 5. Der Abgabetemperatursensor erfasst eine Abgabekältemitteltemperatur Td eines Kompressors in einem Klimatisierungskältekreislauf. Der Abgabedrucksensor erfasst einen Abgabekältemitteldruck Pd des Kompressors. Der Verdampfertemperatursensor erfasst eine Ausblaslufttemperatur (eine Verdampfertemperatur) Te von einem Verdampfer in dem Klimatisierungskältekreislauf. Das Klimatisierungs-ESG 200 empfängt auch Signale von einem Feuchtigkeitssensor, der die relative Feuchtigkeit der Luft in dem Fahrzeugraum in der Nachbarschaft eines Fensterglases in dem Fahrzeugraum erfasst, einen Temperatursensor in Fensternähe, der eine Temperatur der Luft in der Nachbarschaft des Fensters in dem Fahrzeugraum erfasst, einen Fensteroberflächentemperatursensor, der eine Fensteroberflächentemperatur erfasst, und ähnliche. Das Klimatisierungs-ESG 200 empfängt ferner über ein Fahrzeug-ESG 300 eine Kühlmitteltemperatur Tw.
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Das Klimatisierungs-ESG 200 verwendet diese Erfassungssignale und ein gespeichertes Klimatisierungssteuerprogramm, um verschiedene Arten von Berechnungen und Verarbeitungen durchzuführen, und gibt für jede Betriebsartklappe Steuersignale an einen Aktuator, eine Motorantriebsschaltung für einen Gebläsemotor, ein Volumensteuerventil des Kompressors, eine Kupplungsantriebsschaltung einer elektromagnetischen Kupplung und ähnliche aus. Die Speicher, wie etwa der ROM und der RAM, bilden Speichereinrichtungen des Klimatisierungs-ESG 200. Die Speichereinrichtungen speichern im Voraus das vorgegebene Klimatisierungssteuerprogramm und die vorgegebenen Steuercharakteristikdaten, die als eine Basis verschiedener Steuercharakteristikdiagramme dienen. Die Steuercharakteristikdaten werden durch das Klimatisierungs-ESG 200 für die Klimatisierungssteuerung des Fahrzeugraums 5 verwendet.
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Die Klimatisierungsfunktionskomponenten umfassen den Kompressor in dem Klimatisierungskältekreislauf, das Fahrzeugraumgebläse 14, eine Innen-/Außenluftumschaltklappe, eine Luftmischklappe, eine Ausblasbetriebsartumschaltklappe und ähnliche. Neben den Klimatisierungsfunktionskomponenten steuert das Klimatisierungs-ESG 200 die Betätigung der zweiten Klappe 12. Das Klimatisierungs-ESG 200 ist konfiguriert, um die gegenseitige Kommunikation mit dem Fahrzeug-ESG 300 zu ermöglichen. Eine Kommunikationsbetriebsart zwischen diesen beiden kann entweder über Leitung oder drahtlos erfolgen und ein Signaltyp ist auch nicht beschränkt. Das Fahrzeug-ESG 300 gewinnt verschiedene Arten von Informationen über das Fahrzeug, wie etwa eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur und das Vorhandensein/Nichtvorhandensein eines sitzenden Insassen und sendet vorgegebene Informationen an das Klimatisierungs-ESG 200. Das Klimatisierungs-ESG 200 verwendet die von dem Fahrzeug-ESG 300 gewonnenen Informationen, um die Betätigung der Klimatisierungsfunktionskomponenten in dem Klimatisierungsbetrieb zu bestimmen.
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Ein Kühlmitteltemperatursensor 22 hat einen Temperaturerfassungsabschnitt, der das Verbrennungsmotorkühlmittel, das durch einen Motorkühlmittelkreis strömt, berührt, um die Kühlmitteltemperatur Tw als ein elektrisches Signal zu erfassen, und das von dem Temperaturerfassungsabschnitt erfasste Signal an das Fahrzeug-ESG 300 sendet. Ein Abgastemperatursensor 23 hat einen Temperaturerfassungsabschnitt, der eine Temperatur Tex (auf die hier nachstehend auch als eine Abgastemperatur Tex) des Abgaskrümmers 20 Bezug genommen wird, als ein elektrisches Signal erfasst und das von dem Temperaturerfassungsabschnitt erfasste elektrische Signal an das Fahrzeug-ESG 300 sendet. Die Signale von dem Kühlmitteltemperatursensor 22 und dem Abgastemperatursensor 23 werden zum Beispiel durch den E/A-Anschluss oder die A/D-Wandlungsschaltung der A/D-Umwandlung unterzogen und werden danach in den Mikrocomputer eingegeben.
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Mit einem Befehl durch eine manuelle Bedienung und/oder die Berechnungen unter Verwendung der Solltemperatur für den automatischen Betrieb und verschiedene Arten der Informationen, die von den verschiedenen Sensoren erhalten werden, und ähnlichem steuert das Klimatisierungs-ESG 200 eine Lufteinlassbetriebsart, eine Ausblasbetriebsart, ein Luftblasvolumen durch das Fahrzeugraumgebläse 14, eine Klimatisierungstemperatur für den Fahrzeugraum 5 und ähnliches. Das Klimatisierungs-ESG 200 legt eine der Außenluftbetriebsart, einer Innenluftbetriebsart, einer Innen- /Außenlufteinleitungsbetriebsart als die Lufteinlassbetriebsart fest. Das Klimatisierungs-ESG 200 steuert eine Position einer Ausblasklappe, um jede der Ausblasbetriebsarten festzulegen. Als die Ausblasbetriebsart können eine Fußausblasbetriebsart, eine Gesichtsausblasbetriebsart, eine Zweihöhenbetriebsart, eine Entfrosterausblasbetriebsart, eine Fuß-Entfrosterbetriebsart, eine Motorraumausblasbetriebsart und ähnliche festgelegt werden.
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Als nächstes wird eine Beschreibung des Kühlbetriebs für den hinteren Abgasabschnitt durch die Kühlvorrichtung und des Betriebs der Klimaanlage 1, die mit dem Kühlbetrieb zusammenhängt, unter Bezug auf 1 bis 3 und 5 gegeben. 1 bildet einen Zustand jeder der Komponenten zu einer Zeit ab, wenn in dem Kühlbetrieb während der Fahrt die Außenluft eingeleitet wird. 2 bildet einen Zustand jeder der Komponenten zu einer Zeit ab, wenn die Außenluft während der Fahrt nicht eingeleitet wird. 3 bildet einen Zustand jeder der Komponenten zu einer Zeit ab, wenn während des Stopps die klimatisierte Luft von der Klimaanlage 1 eingeleitet wird.
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5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverarbeitungsverfahren gemäß dem Kühlbetrieb offenbart. Das Flussdiagramm wird in einem Zustand eingeleitet, in dem das Kühl-ESG 100 und das Klimatisierungs-ESG 200 eingeschaltet sind, und wird hauptsächlich durch das Kühl-ESG 100 durch die Kommunikation der Informationen zwischen dem Kühl-ESG 100 und dem Klimatisierungs-ESG 200 ausgeführt. Das Flussdiagramm wird in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt ausgeführt. Das heißt, wenn das Flussdiagramm einmal beendet ist, wird die Verarbeitung in S10 und weiter nach einem Verlauf einer vorgegebenen Zeit erneut durchgeführt.
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Wenn das Flussdiagramm einmal eingeleitet ist, wird in S10 zuerst bestimmt, ob das Fahrzeug gerade fährt. In S10 trifft das Kühl-ESG 100 die Entscheidung auf der Basis der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, die von dem Fahrzeug-ESG 300 erhalten werden. Wenn in S10 auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen bestimmt wird, dass das Fahrzeug aktuell fährt, wird in S20 als nächstes bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur Tw, die von dem Kühlmitteltemperatursensor 22 erfasst wird, eine vorgegebene Temperatur, zum Beispiel 90° übersteigt.
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Wenn in S20 bestimmt wird, dass Tw 90°C nicht übersteigt, ist eine Temperatur des Verbrennungsmotors 2 nicht hoch. Somit ist eine Bedingung für das Kühlen des hinteren Abgasabschnitts nicht erfüllt. Dann geht dieses Verfahren weiter zu S50, die Verarbeitung, um die erste Klappe 3 in den geschlossenen Zustand zu steuern, wird durchgeführt, und das Flussdiagramm wird beendet. In diesem Fall strömt die Außenluft nicht in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31, und der hintere Abgasabschnitt wird nicht gekühlt (siehe 2).
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Wenn in S20 bestimmt wird, dass Tw 90°C übersteigt, wird in dem nächsten S30 bestimmt, ob die Temperatur (die Abgastemperatur Tex) des Abgaskrümmers 20 eine vorgegebene Temperatur, zum Beispiel 500°C, übersteigt. Wenn in S30 bestimmt wird, dass Tex 500°C nicht übersteigt, ist die Kühlmitteltemperatur Tw hoch, aber die Abgastemperatur Tex ist nicht hoch. Somit ist die Bedingung für das Kühlen des hinteren Abgasabschnitts nicht erfüllt. Auch in diesem Fall geht das Verfahren weiter zu S50, die Verarbeitung für die Steuerung der ersten Klappe 3 in den geschlossenen Zustand wird durchgeführt und das Flussdiagramm wird beendet, ohne den hinteren Abgasabschnitt zu kühlen.
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Wenn in S30 bestimmt wird, das Tex 500°C übersteigt, sind die Kühlmitteltemperatur Tw und die Abgastemperatur Tex hoch. Somit ist die Bedingung für die Kühlung des hinteren Abgasabschnitts erfüllt. In diesem Fall geht das Verfahren weiter zu S40, die Verarbeitung für die Steuerung der ersten Klappe 3 in den geöffneten Zustand wird durchgeführt, der hintere Abgasabschnitt wird gekühlt und das Flussdiagramm wird beendet. Der Zustand jeder der Komponenten und eine Einleitungsroute der Außenluft zu dieser Zeit sind wie in 1 abgebildet.
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Aufgrund des Fahrtdrucks, wie durch eine gestrichelte Linie A1 in 1 angezeigt, erzeugt Luftdruck zwischen dem Fahrzeug und dem Boden, zum Beispiel in der Nachbarschaft der unteren Verkleidung 45 und der Bodenplatte 46 während der Fahrt einen Unterdruckbereich. Indessen erzeugt Luftdruck zwischen einem vorderen Abschnitt der unteren Verkleidung 45 und dem Boden in der Nachbarschaft des Kühlergrills 41 (ein vorderer Abschnitt des Fahrzeugs) und in der Nachbarschaft eines hinteren Abschnitts der Kühlerhaube 40 (oder der Motorhaube) einen Überdruckbereich, wie durch eine Zweipunktstrichlinie A2 und eine Zweipunktstrichlinie A4 in 1 gezeigt. Beachten Sie, dass die Druckverteilung auf einer Oberfläche des Fahrzeugkörpers einen Unterdruckbereich in einem Bereich erzeugt, der durch eine gestrichelte Linie A3 in 1 angezeigt wird. Somit verläuft die Luft in dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs, zum Beispiel in der Nachbarschaft des Kühlergrills 41 in Richtung der vorderen Windschutzscheibe 51. Mit einer derartigen Fahrzeugkarosserieform, die eng mit einem Cd-Wert (einem Widerstandsbeiwert) des Fahrzeugs verwandt ist, kann die reibungslose Luftströmung auf der Oberfläche der Fahrzeugkarosserie erzeugt werden.
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Da auf der Fahrzeugkarosserie um den Motorraum 4 herum während der Fahrt die Druckverteilung der Luft wie vorstehend beschrieben erzeugt wird, wird eine Strömung der Außenluft erzeugt, die auf der Motorhaube oberhalb des Motorraums 4 zu der vorderen Windschutzscheibe 51 führt. Aufgrund der Erzeugung des Stroms strömt die Außenluft, wie durch einen durchgezogenen Pfeil in 1 angezeigt, von dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs zu einer Position oberhalb der Motorhaube und der Verkleidung und strömt dann von der Außenlufteinleitungsöffnung 30, die durch die erste Klappe 3 geöffnet ist, in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31. Die Außenluft, die in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 geströmt ist, durchläuft die Umfänge des Abgaskrümmers 20 und der Abgasrohrleitung 21, während sie durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 nach unten strömt. Die Außenluft berührt Außenoberflächen dieser und nimmt dadurch zum Kühlen Wärme von dem hinteren Abgasabschnitt auf. Die Außenluft, die die Wärme aufgenommen hat, wird von der Öffnung zum Abgeben der Außenluft, die durch den Spielraum zwischen der unteren Verkleidung 45 und der Bodenplatte 46 eingerichtet wird, nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben. Somit wird die Wärme des hinteren Abgasabschnitts nach außerhalb des Fahrzeugs freigegeben.
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Wenn in S10 auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen bestimmt wird, dass das Fahrzeug gerade gestoppt ist, wird in S100 als nächstes bestimmt, ob die Temperatur (die Abgastemperatur Tex) des Abgaskrümmers 20 die vorgegebene Temperatur, zum Beispiel 500°C, übersteigt. Wenn in S100 bestimmt wird, dass Tex 500°C nicht übersteigt, ist die Abgastemperatur Tex während des Stopps nicht hoch. Somit ist die Bedingung für die Kühlung des hinteren Abgasabschnitts nicht erfüllt. Auch in diesem Fall geht das Verfahren weiter zu S50, die Verarbeitung für die Steuerung der ersten Klappe 3 in den geschlossenen Zustand wird durchgeführt, und das Flussdiagramm wird beendet, ohne den hinteren Abgasabschnitt zu kühlen.
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Wenn in S100 bestimmt wird, dass Tex 500°C übersteigt, ist die Abgastemperatur Tex während des Stopps hoch. Somit ist die Bedingung für die Kühlung des hinteren Abgasabschnitts erfüllt. Außerdem wird in S110 bestimmt, ob die Fahrzeugraumtemperatur Tr höher als die Außenlufttemperatur Tam ist. Wenn in S110 bestimmt wird, dass Tr gleich Tam oder niedriger als Tam ist, ist es effizienter, den hinteren Abgasabschnitt unter Verwendung der Luft in dem Fahrzeugraum 5 als durch die Außenluft zu kühlen. Folglich werden S120, S130, S140 und S150 ausgeführt, um den hinteren Abgasabschnitt durch Einleiten der Luft in den Fahrzeugraum zu kühlen, und das Flussdiagramm wird beendet.
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In S120 wird die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand gesteuert. In S130 wird die Klimaanlage 1 derart gesteuert, dass ihre Lufteinlassbetriebsart auf die Innenluftbetriebsart festgelegt wird, in welcher die Luft in dem Fahrzeugraum von einer Innenluftansaugöffnung 13 angesaugt wird. In S140 wird das Fahrzeugraumgebläse 14 betrieben. In S150 wird die zweite Klappe 12 in den offenen Zustand gesteuert. Mit diesen Verarbeitungsarten wird die gesamte oder etwas von der klimatisierten Luft, die von dem Fahrzeugraumgebläse 14 geblasen wird, über den Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft in den Motorraum 4 geblasen und kühlt den hinteren Abgasabschnitt. Der Zustand jeder der Komponenten und die Einleitungsroute der Außenluft zu dieser Zeit sind in 3 abgebildet.
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Die klimatisierte Luft, die von dem Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft in den Motorraum 4 geblasen wurde, berührt den hinteren Abgasabschnitt, strömt nach unten und wird dann von der vorstehend beschriebenen Öffnung für die Abgabe nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben. Somit wird die Wärme des hinteren Abgasabschnitts nach außerhalb des Fahrzeugs freigegeben. Indessen ist der darüber angeordnete Außenlufteinleitungsdurchgang 31 geöffnet. Somit kann die klimatisierte Luft von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben werden, nachdem sie den hinteren Abgasabschnitt berührt hat und aufgrund einer Temperaturzunahme aufwärts strömt. Da die klimatisierte Luft aufwärts strömt, kann die Kühlleistung für den hinteren Abgasabschnitt, der in einem oberen Abschnitt des Verbrennungsmotors 2, zum Beispiel dem Abgaskrümmer 20, angeordnet ist, genau wie beschrieben verbessert werden.
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Wenn in S110 bestimmt wird, dass Tr höher als Tam ist, ist es effizienter, den hinteren Abgasabschnitt durch die Außenluft zu kühlen, deren Temperatur niedriger als die Fahrzeugraumtemperatur ist. Folglich wird in S125 die Verarbeitung zur Steuerung der ersten Klappe 3 in den geöffneten Zustand durchgeführt, und das Flussdiagramm wird beendet. Somit wird die Luft in dem Fahrzeugraum nicht in den Motorraum 4 eingeleitet und nur der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 wird geöffnet. Auf diese Weise wird der hintere Abgasabschnitt unter Verwendung der Außenluft, die von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 einströmt, gekühlt. Insbesondere neigt die Niedertemperaturaußenluft dazu, nach unten zu strömen. Folglich strömt die Niedertemperaturaußenluft, nachdem sie von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 eingeleitet wurde, nach unten durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31, der sich nach unten erstreckt. Somit strömt die Niedertemperaturaußenluft durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 von oben nach unten und kann somit den hinteren Abgasabschnitt im Vergleich zu der Luft in dem Fahrzeugraum effizient kühlen.
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Als nächstes wird eine Beschreibung von Betriebsergebnissen gegeben, die durch die Kühlvorrichtung der ersten Ausführungsform erreicht werden. Die Kühlvorrichtung umfasst den Verbrennungsmotor 2, der in dem Fahrzeug montiert ist und der den hinteren Abgasabschnitt zum Ausbilden des Abgasdurchgangs hat, durch den das Abgas von dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors nach hinten strömt. Die Kühlvorrichtung umfasst: den Außenlufteinleitungsdurchgang 31, der der Durchgang zur Verbindung zwischen dem Äußeren des Fahrzeugs und dem Motorraum 4 ist und der in der Nähe des hinteren Abschnitts des Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist, so dass die von außerhalb des Fahrzeugs angesaugte Außenluft in Richtung des hinteren Abgasabschnitts in ihn strömt; und die erste Klappe 3, die den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 in den geöffneten Zustand und den geschlossenen Zustand steuern kann.
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Wenn bei einem derartigen Aufbau die Außenluft in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31, der in der Nähe des hinteren Abschnitts des Verbrennungsmotors 2 eingerichtet ist, eingeleitet wird, kann die Außenluft durch Verringern des Lüftungswiderstands während des Zuströmens der Außenluft reibungslos in den Motorraum 4 gesaugt werden. Die Außenluft, die in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 geströmt ist, strömt ferner in Richtung des hinteren Abgasabschnitts (den Abgaskrümmer 20 und die Abgasrohrleitung 21). Somit kann die frische Außenluft mit einer großen Kühlwirkung den hinteren Abgasabschnitt berühren, bevor sie Wärme von einer anderen Wärmequelle in dem Motorraum 4 aufnimmt. Auf diese Weise kann eine Kühlwirkung des hinteren Abgasabschnitts durch die Außenluft erheblich erhöht werden.
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Wenn zum Beispiel die erste Klappe 3 während der Fahrt des Fahrzeugs in den geöffneten Zustand gebracht wird, kann die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 strömen und kann in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömen. Somit können die Kühlkapazität des Abgaskrümmers 20 und der Abgasrohrleitung 21 in dem Verbrennungsmotor 2 mit einem hinteren Auspuff durch die Außenluft verbessert werden. Genau wie beschrieben kann die Kühlvorrichtung, die den hinteren Abgasabschnitt, durch den das Abgas von dem hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 strömt, effizient kühlen kann, erhalten werden.
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Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist der Durchgang, der die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs an der höheren Position als der Verbrennungsmotor 2 ansaugt. Insbesondere ist der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 der Durchgang, der die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs an einer höheren Position als einem obersten Ende eines Verbrennungsmotorkopfs des Verbrennungsmotors 2 ansaugt. Bei einem derartigen Aufbau des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31 erstreckt sich der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 nach unten. Folglich strömt insbesondere, wenn die Außenluft eine niedrige Temperatur hat, die Außenluft, die schwerer als die Luft in dem Motorraum 4 ist, leicht durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 nach unten. Aus diesem Grund kann die Außenluft den Abgaskrümmer 20 und die Abgasrohrleitung 21 berühren, während sie reibungslos nach unten strömt. Somit kann die Außenluft mit einem relativ hohen Durchsatz den hinteren Abgasabschnitt berühren.
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Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist der Durchgang, der die Außenluft von außerhalb des Fahrzeugs an der Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 ansaugt. Bei einem derartigen Aufbau des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31 kann die Außenluft eher den hinteren Abschnitt des Verbrennungsmotors 2 als dessen vorderen Abschnitt aktiv berühren. Außerdem ist die Abgasrohrleitung 21 als ein Beispiel für den hinteren Abgasabschnitt wahrscheinlich in einer Weise montiert, dass sie sich in dem Fahrzeug nach hinten erstreckt. Somit kann die Außenluft, die von der Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 eingeleitet wird, einen großen Bereich der Abgasrohrleitung 21 berühren. Auf diese Weise kann der hintere Abgasabschnitt, der sich von dem Verbrennungsmotor 2 nach hinten erstreckt, effizient gekühlt werden.
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Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist der Durchgang, der die Außenluft von der Außenlufteinleitungsöffnung 30, die die Öffnung ist, die zwischen der Motorhaube 40 und der vorderen Windschutzscheibe 51 in dem Fahrzeug angeordnet ist, ansaugt. Bei einem derartigen Aufbau des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31 kann die Druckverteilung der Luft, die, wie vorstehend beschrieben, während der Fahrt um die Fahrzeugkarosserie herum erzeugt wird, verwendet werden, um die Außenluft effizient einzuleiten. Außerdem kann die Außenlufteinleitungsöffnung 30 in dem äußeren Plattenabschnitt oder ähnlichem, der mit der Einlassöffnung der Außenluft in der Klimaanlage 1 eingerichtet ist, eingerichtet werden.
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Der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 ist der Durchgang, der die Außenluft von direkt oberhalb des hinteren Abgasabschnitts ansaugt. Bei einem derartigen Aufbau des Außenlufteinleitungsdurchgangs 31 kann der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 direkt unterhalb der Außenlufteinleitungsöffnung 30 angeordnet sein. Somit kann der Durchsatz der Außenluft unter Verwendung einer Gravitationskraft beschleunigt werden. Insbesondere, wenn die Außenluft die niedrige Temperatur hat, kann die Außenluft, die schwerer als die Luft in dem Motorraum 4 ist, weiter beschleunigt werden. Aus diesem Grund strömt die Außenluft nach unten, während sie in dem Außenlufteinleitungsdurchgang 31 beschleunigt wird. Somit kann die Außenluft mit dem hohen Durchsatz den hinteren Abgasabschnitt berühren.
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Während der Fahrt des Fahrzeugs wird die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand gesteuert, und die Außenluft, die von außerhalb des Fahrzeugs angesaugt wird, strömt durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 nach unten. Demgemäß kann die Außenlufteinleitungsöffnung 30 oberhalb des hinteren Abgasabschnitts angeordnet sein. Folglich kann die Druckverteilung der Luft, die während der Fahrt, wie vorstehend beschrieben, um die Fahrzeugkaroserie herum erzeugt wird, verwendet werden, um die Außenluft in den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 zu saugen. Somit kann die Außenluft während der Fahrt effizient eingeleitet werden, und ein weiteres großes Volumen der Außenluft kann den hinteren Abgasabschnitt berühren.
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Die Kühlvorrichtung umfasst den Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft und die Steuerung, die den Betrieb der Klimaanlage 1 und die Betätigung der ersten Klappe 3 steuert. Der Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft ist derart eingerichtet, dass er bewirkt, dass die klimatisierte Luft, die in der Klimaanlage 1 zur Klimatisierung der Luft in dem Fahrzeugraum 5 klimatisiert wurde, von der Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 in Richtung des hinteren Abgasabschnitts einströmt. Während des Stopps steuert die Steuerung die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand und steuert auch den Betrieb der Klimaanlage 1 derart, dass gekühlte Luft, die in der Klimaanlage 1 gekühlt wurde, durch den Einleitungsdurchgang 11 für klimatisierte Luft strömt.
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Dementsprechend ist es möglich, die Kühlvorrichtung bereitzustellen, die den hinteren Abgasabschnitt selbst in den Fällen effizient kühlen kann, in denen die Druckverteilung der Luft, die während der Fahrt erzeugt wird, nicht verwendet werden kann und es somit, wie in einem Fall, in dem das Fahrzeug nach einer Hochgeschwindigkeitsfahrt stoppt, schwierig ist, ein ausreichendes Volumen der Außenluft in den Motorraum 4 einzusaugen. Auch in den Fällen, in denen die klimatisierte Luft eine niedrigere Temperatur als die Außenluft hat und somit die höhere Klimatisierungswirkung erhalten werden kann, kann der weitere effiziente Kühlbetrieb durchgeführt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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In einer zweiten Ausführungsform wird eine Beschreibung jeweils einer anderen Ausführungsform der Kühlvorrichtung und der Steuerung gemäß dem Kühlbetrieb, der in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, unter Bezug auf 6 bis 8 gegeben. In 6 und 7 ist ein Aufbau, der durch die gleichen Bezugszeichen wie denen in 1, 4 und ähnlichen bezeichnet ist, ähnlich dem Aufbau wie dem in 1, 4 und ähnlichen und übt ähnliche betriebliche Wirkungen aus. Schritte in 8, die durch die gleichen Schrittnummern wie die in 5 bezeichnet sind, haben eine ähnliche Verarbeitung und üben ähnliche betriebliche Wirkungen aus.
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Wie in 6 abgebildet, kann die Kühlvorrichtung die erste Klappe 3, eine Gebläsevorrichtung 61, die Luft in dem Fahrzeugraum in den Motorraum 4 bläst, eine dritte Klappe 62, die einen Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60 öffnen/schließen kann, in einer zusammenhängenden Weise steuern. 6 bildet einen Zustand jeder der Komponenten zu einer Zeit ab, wenn die Luft in dem Fahrzeugraum in dem Kühlbetrieb während des Stopps eingeleitet wird.
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Das Fahrzeug ist mit einem Kanal 6 eingerichtet, der den Fahrzeugraum 5 und den Motorraum 4 verbindet. Der Kanal 6 bildet den Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60. Der Kanal 6 ist in einer Weise angeordnet, dass er einen unteren Abschnitt der Instrumententafel 50 und die Feuerschutzwand 47 durchdringt und sein oberes Ende, das in dem Motorraum 4 angeordnet ist, zu dem Abgaskrümmer 20 und dem Abgasrohr 21 geöffnet ist. Folglich bildet der Fahrzeugraumeinteitungsdurchgang 60 einen Durchgang, durch den die Luft von dem Fahrzeugraum 5 in den Motorraum 4 von einer Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömt.
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Die dritte Klappe 62 ist in dem Kanal 6 angeordnet, wobei die dritte Klappe 62 ein Beispiel für die Durchgangsöffnungs-/Schließvorrichtung ist, die den Fahrzeugraumeinleitungsdurchgang 60 in einen geöffneten Zustand und einen geschlossenen Zustand steuern kann. Die dritte Klappe 62 ist eine dedizierte Vorrichtung, die für den Kühlbetrieb eingerichtet ist und zulässt, dass die Luft von dem Fahrzeugraum 5 in den Motorraum 4 strömt, wenn sie in den geöffneten Zustand gesteuert wird. Wenn sie in den geöffneten Zustand gesteuert wird, unterbindet die dritte Klappe 62 die Luftströmung in dem Fahrzeugraumeinleitungsdurchgang 60 und unterbindet, dass die Luft von dem Fahrzeugraum 5 in den Motorraum 4 strömt. Die Gebläsevorrichtung 61 zum Blasen der Luft von dem Fahrzeugraum 5 in Richtung des Motorraums 4 ist in dem Kanal 6 angeordnet. Die Gebläsevorrichtung 61 ist eine dedizierte Vorrichtung, die für den Kühlbetrieb eingerichtet ist und kann bewirken, dass die Luft von dem Fahrzeugraum 5 in den Motorraum 4 strömt, wenn die dritte Klappe 62 in den geöffneten Zustand gesteuert wird.
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Die Betätigung der dritten Klappe 62 und die Betätigung der Gebläsevorrichtung 61 werden von dem Kühl-ESG 100 gesteuert. Das Kühl-ESG 100 steuert einen Spannungswert, der an einen Elektromotor zum Antreiben eines Drehwellenabschnitts der dritten Klappe 62 angelegt wird, um eine Drehposition eines Klappenkörpers der dritten Klappe 62 zu steuern. Auf diese Weise steuert das Kühl-ESG 100 eine Öffnungsgröße des Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgangs 60. Auf diese Weise kann das Kühl-ESG 100 ein Volumen der Fahrzeugraumluft, das in den Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60 strömt, ändern. Die Kühlkapazität des hinteren Abgasabschnitts wird durch die Öffnungsgrößensteuerung der dritten Klappe 62 durch das Kühl-ESG 100 und die Luftvolumensteuerung durch die Gebläsevorrichtung 61 eingestellt.
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Als nächstes wird unter Bezug auf 6 und 8 eine Beschreibung des Kühlbetriebs für den hinteren Abgasabschnitt durch die Kühlvorrichtung und Betriebe der Gebläsevorrichtung 61 und der dritten Klappe 62, die mit dem Kühlbetrieb verbunden sind, gegeben.
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8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Steuerverarbeitung gemäß dem Kühlbetrieb offenbart. Die Schritte 10, 20, 30, 40, 50, 100 und 110 in dem Flussdiagramm haben jeweils die gleiche Verarbeitung wie die in der ersten Ausführungsform beschriebene Verarbeitung.
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Wenn in S100 bestimmt wird, das Tex 500°C übersteigt, wird in S110 als nächstes bestimmt, ob die Fahrzeugraumtemperatur Tr höher als die Außenlufttemperatur Tam ist. Wenn in S110 bestimmt wird, dass Tr gleich Tam oder niedriger als Tam ist, ist es effizienter, den hinteren Abgasabschnitt unter Verwendung der Luft in dem Fahrzeugraum 5 als durch die Außenluft zu kühlen. Folglich werden S200, S210 und S220 ausgeführt, um den hinteren Abgasabschnitt durch Einleiten der Luft in den Fahrzeugraum zu kühlen und das Flussdiagramm wird beendet.
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In S200 wird die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand gesteuert. In S210 wird die Gebläsevorrichtung 61 betrieben. In S220 wird die dritte Klappe 62 in den geöffneten Zustand gesteuert. Bei diesen Verarbeitungsarten wird die gesamte Luft in dem Fahrzeugraum, die von der Gebläsevorrichtung 61 geblasen wird, über den Fahrzeugraumeinleitungsdurchgang 60 in den Motorraum 4 geblasen und kühlt den hinteren Abgasabschnitt. Der Zustand jeder der Komponenten und die Einführungsroute der Außenluft zu dieser Zeit sind in 6 abgebildet.
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Die Luft in dem Fahrzeugraum, die von dem Fahrzeugraumeinleitungsdurchgang 60 in den Motorraum geblasen wurde, berührt den hinteren Abgasabschnitt, strömt nach unten und wird dann von dem Fahrzeug von der vorstehend beschriebenen Öffnung für die Abgabe nach außen abgegeben. Auf diese Weise wird die Wärme des hinteren Abgasabschnitts nach außerhalb des Fahrzeugs freigegeben. Indessen wird der darüber angeordnete Außenlufteinleitungsdurchgang 31 geöffnet. Somit kann die Luft in dem Fahrzeugraum von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben werden, nachdem sie den hinteren Abgasabschnitt berührt hat und aufgrund des Temperaturanstiegs nach oben strömt.
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Wenn in S110 bestimmt wird, dass Tr eine höhere Temperatur als Tam ist, wird in S205 die Verarbeitung zur Steuerung der ersten Klappe 3 in den geöffneten Zustand durchgeführt, und das Flussdiagramm wird beendet. Somit strömt die Niedertemperaturaußenluft aufgrund eines ähnlichen Grunds wie dem in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 von oberhalb nach unterhalb und kann den hinteren Abgasabschnitt im Vergleich zu der Luft in dem Fahrzeugraum effizient kühlen. Indessen wird der Außenlufteinleitungsdurchgang 31, der oberhalb angeordnet ist, geöffnet. Auf diese Weise kann die Luft in dem Fahrzeugraum von der Außenlufteinleitungsöffnung 30 nach außerhalb des Fahrzeugs abgegeben werden, nachdem sie den hinteren Abgasabschnitt berührt hat und aufgrund der Temperaturzunahme nach oben geströmt ist. Da die Luft in dem Fahrzeugraum nach oben strömt, kann die Kühlleistung für den hinteren Abgasabschnitt, der zum Beispiel oberhalb des Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist, für den Abgaskrümmer 20 verbessert werden.
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Als nächstes wird eine Beschreibung von Betriebsergebnisse gegeben, die durch die Kühlvorrichtung der zweiten Ausführungsform erreicht werden. Die Kühlvorrichtung umfasst: den Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60, durch den die Luft von dem Fahrzeugraum 5 von der Position hinter dem Verbrennungsmotor 2 in Richtung des hinteren Abgasabschnitts strömt; die Gebläsevorrichtung 61, die die Luft von dem Fahrzeugraum 5 durch den Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60 bläst, und die Steuerung, die die Betätigung der ersten Klappe 3 und den Betrieb der Gebläsevorrichtung 61 steuert. Während des Stopps steuert die Steuerung die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand und steuert auch den Betrieb der Gebläsevorrichtung 61 derart, dass die Luft von dem Fahrzeugraum 5 durch den Fahrzeugraumlufteinleitungsdurchgang 60 strömt.
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Dementsprechend ist es möglich, die Kühlvorrichtung bereitzustellen, die den hinteren Abgasabschnitt selbst in Fällen wirksam kühlen kann, in denen die Druckverteilung der Luft, die während der Fahrt erzeugt wird, nicht verwendet werden kann, und es somit schwierig ist, das ausreichende Volumen der Außenluft in den Motorraum 4 zu saugen, wie in dem Fall, in dem das Fahrzeug nach der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit stoppt (während des Nichtansaugens bzw. „Dead Soak“). Auch in den Fällen, in denen die Luft in dem Fahrzeugraum auf der niedrigeren Temperatur als die Außenluft ist und somit die höhere Kühlwirkung erhalten werden kann, kann der weitere effiziente Kühlbetrieb durchgeführt werden.
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Die Steuerung steuert in dem Fall, in dem während des Stopps die Temperatur der Außenluft niedriger als die Temperatur der Luft in dem Fahrzeugraum ist, die erste Klappe 3 in den geöffneten Zustand und steuert die Gebläsevorrichtung 61, um zu stoppen. Dementsprechend kann die effiziente Kühlung realisiert werden, indem die Außenluft aktiv eingeleitet wird, ohne die Luft in dem Fahrzeugraum, die die höhere Temperatur als die Außenluft hat, in den Motorraum 4 einzuleiten.
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Außerdem können in dem Fall, in dem die Außenlufteinleitungsöffnung 30 in der höheren Position als der Verbrennungsmotor 2 angeordnet ist, in dem Fall, in dem der Außenlufteinleitungsdurchgang 31 die Außenluft von rechts oberhalb des hinteren Abgasabschnitts ansaugt, oder in dem Fall, in dem die Außenlufteinleitungsöffnung 30 in der Verkleidung angeordnet ist, die folgenden Ergebnisse erhalten werden. Das heißt, die Außenluft mit der niedrigen Temperatur strömt durch den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 von oberhalb nach unterhalb. Somit kann der hintere Abgasabschnitt im Vergleich zu dem Fall, in dem die Luft in dem Fahrzeugraum eingeleitet wird, effizient gekühlt werden. Überdies ist Leistung zum Blasen der Luft oder ähnlichem unnötig. Aufgrund dieser Punkte kann eine Energieeinsparung realisiert werden.
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(Andere Ausführungsform)
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann mit verschiedenen Modifikationen in dem Bereich implementiert werden, der nicht von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abweicht. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf den Bereich beschränkt, der mit der Struktur der Ausführungsform beispielhaft dargestellt wird. Der Bereich der vorliegenden Offenbarung wird durch die beigefügten Patentansprüche gezeigt und umfasst auch die äquivalenten Änderungen.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hat der Verbrennungsmotor 2 den Abgaskrümmer 20 und das Abgas strömt aus seinem hinteren Abschnitt. Jedoch kann der Verbrennungsmotor 2 derart aufgebaut werden, dass er einen Abgaskrümmer hat und das Abgas aus seinem vorderen Abschnitt ausströmen kann. Das heißt, der Verbrennungsmotor, dessen hinterer Abschnitt durch die Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung gekühlt wird, kann einen Aufbau haben, in dem das Abgas nicht nur von dem hinteren Abschnitt, sondern auch von dem vorderen Abschnitt abgegeben wird.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind derart aufgebaut, dass das Kühl-ESG 100, das den Betrieb der ersten Klappe 3 steuert, und das Klimatisierungs-ESG 200, das den Betrieb der Klimaanlage 1 steuert, miteinander zusammenwirken, um die Betätigung der Kühlvorrichtung zu steuern. Jedoch ist die Steuerung der Kühlvorrichtung nicht auf eine derartige Betriebsart beschränkt, die aufgebaut ist, indem die mehreren ESGs miteinander kommunizieren. Zum Beispiel kann ein derartiger Aufbau verwendet werden, dass die Betätigung der Kühlvorrichtung durch die einzelne Steuerung zum Steuern sowohl der ersten Klappe 3 als auch der Klimaanlage 1, das heißt, durch eine Systemsteuerung, gesteuert wird. Die einzelne Steuerung kann das Klimatisierungs-ESG 200 sein.
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Die erste Klappe 3 in der vorstehenden Ausführungsform ist die Durchgangsöffnungs-/Schließvorrichtung, deren Klappenkörper drehend angetrieben wird und die der Schaltsteuerung zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand unterzogen wird. Jedoch ist die erste Klappe 3 nicht auf eine derartige Antriebsbetriebsart beschränkt. Zum Beispiel kann die erste Klappe 3 eine Vorrichtung sein, die in einer Betriebsart aufgebaut ist, in der der Klappenkörper verschoben wird, um den Außenlufteinleitungsdurchgang 31 zu öffnen/schließen.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Kühlmitteltemperatur Tw über das Fahrzeug-ESG 300 in das Klimatisierungs-ESG 200 eingegeben. Jedoch kann sie derart aufgebaut werden, dass die Kühlmitteltemperatur Tw direkt in das Klimatisierungs-ESG 200 eingegeben wird, ohne das Fahrzeug-ESG 300 dazwischen zu schalten.
