JP2004211643A

JP2004211643A - エンジンの冷却構造

Info

Publication number: JP2004211643A
Application number: JP2003001800A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Koike; 泰弘小池
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2003-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【目的】この発明の目的は、ヒータコアを利用してエンジン冷却水の熱交換を促し、ヒータコアをサブラジエータとして機能させ、ラジエータの軽量・小型化を図ることにある。
【構成】このため、この発明は、エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコアと、該ヒータコアへの通風量を調整するファンとを備え、ヒータコアをヒータ通路に配置し、ヒータ通路にヒータコアで加熱された空気を車室内に導く室内ダクトと車室外に導く室外ダクトとを設けるとともに室内ダクトと室外ダクトとのいずれか一方を選択する切換弁を設け、ファンのスイッチがオンの場合には切換弁で室内ダクトを選択してヒータ通路と室内ダクトとを連通させ、ファンのスイッチがオフ且つエンジン冷却水が設定水温より高い場合には切換弁で室外ダクトを選択してヒータ通路と室外ダクトとを連通させるとともにファンを駆動させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの冷却構造に係り、特に、ヒータコアを利用してエンジン冷却水の熱交換を促し、ヒータコアをサブラジエータとして機能させ、ラジエータの軽量・小型化を図ることができるエンジンの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載されるエンジンには、エンジン温度を適正に維持するために、エンジン冷却水を循環させる冷却構造を採用しているものがある。エンジンの冷却構造においては、エンジンとラジエータとの間にエンジン冷却水を循環させ、走行風及びラジエータファンによるラジエータへの通風によりエンジン冷却水の冷却を行っている。
【０００３】
また、車両には、車室内の環境を快適にし、且つ窓の曇りや霜付きを防止するために、空調装置を設けているものがある。空調装置には、少なくとも、エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコアと、ヒータコアへの通風量を調整するファンとを備え、ヒータコアをヒータ通路に配置し、ヒータ通路に車室内の空気や車室外の空気を導いてヒータコアに通過させ、温めた空気を車室内に導くものがある。
【０００４】
従来の空調装置には、送風ファンとエバポレータとヒータコアとを内蔵した空調装置を車室前部に設け、インストルメントパネルにベンチレータとデフロスタとヒータ吹出口とを設けたものにおいて、デフロスタとベンチレータのセレクトレバーを吹出しモードセレクトレバーと別個に設け、冷風の吹出しをベンチレータとデフロスタに選択でき、直接乗員に向けて吹き出さないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−３７０１８号（第２頁、第１図、第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両に搭載されるエンジンの冷却構造においては、エンジン冷却水を充分に冷却するために、エンジンの発熱量に見合った熱交換が可能な容量のラジエータを必要とする。
【０００７】
ところが、ラジエータが配置される車両のエンジンルームには、エンジンや補機類、また、空調装置等の車両関連機器等が配置されているため、レイアウト上においてエンジンの発熱量に見合った充分な容量のラジエータを配置することが困難な問題がある。
【０００８】
また、充分な容量のラジエータを配置可能な場合であっても、大排気量エンジンや高出力エンジンでは、重量増加やコストアップとなる不都合がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコアと、該ヒータコアへの通風量を調整するファンとを備え、前記ヒータコアをヒータ通路に配置し、該ヒータ通路に前記ヒータコアで加熱された空気を車室内に導く室内ダクトと車室外に導く室外ダクトとを設けるとともに前記室内ダクトと室外ダクトとのいずれか一方を選択する切換弁を設け、前記ファンのスイッチがオンの場合には前記切換弁で室内ダクトを選択してヒータ通路と前記室内ダクトとを連通させ、前記ファンのスイッチがオフ且つ前記エンジン冷却水が設定水温より高い場合には前記切換弁で室外ダクトを選択してヒータ通路と前記室外ダクトとを連通させるとともに前記ファンを駆動させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明のエンジンの冷却構造は、ファンのスイッチがオフで、車室内でヒータを使用していない状況でも、エンジン冷却水が設定水温より高い場合には、ヒータ通路と室外ダクトとを連通させるとともにヒータ通路に設けたファンを駆動させることにより、エンジン冷却水を循環させるヒータコアに内気又は外気を強制的に通過させて熱交換させ、車室外に放出することができる。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図２において、２は図示しない車両に搭載されたエンジン、４はウォータジャケット、６はラジエータ、８はラジエータファン、１０はラジエータインレット通路、１２はラジエータアウトレット通路、１４はウォータポンプ、１６はサーモスタットである。
【００１２】
このエンジン２の冷却構造は、図示しないクランク軸によりウォータポンプ１４を駆動してエンジン冷却水を圧送し、ラジエータインレット通路１０とラジエータアウトレット通路１２とによりウォータジャケット４とラジエータ６との間に循環させ、走行風及びラジエータファン８によるラジエータ６への通風によりエンジン冷却水の冷却を行う。エンジン冷却水の水温が低い場合は、サーモスタット１６によりラジエータ６へのエンジン冷却水をバイパスさせ、ウォータジャケット４内で循環させ、暖機を促進させる。
【００１３】
このエンジン２には、空調装置１８を設けている。空調装置１８は、少なくとも、エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコア２０と、このヒータコア２０への通風量を調整するファン２２とを備え、ヒータコア２０とファン２２とを空調ダクト２４により形成される空調通路であるヒータ通路２６に配置している。
【００１４】
空調装置１８は、図１に示す如く、ヒータ通路２６の途中を隔壁２８により長手方向に２分して第１・第２分流ヒータ通路２６−１・２６−２を形成し、並列した一方の第１分流ヒータ通路２６−１に前記ヒータコア２０を配置している。ヒータコア２０には、エンジン冷却水が循環されるヒータ用循環通路３０を貫流させて設けている。ヒータ用循環通路３０は、図２に示す如く、上流端と下流端とを冷却水通路である例えばウォータジャケット４の上流側と下流側とに夫々連通して設けている。
【００１５】
前記第１分流ヒータ通路２６−１に並列する第２分流ヒータ通路２６−２には、エアミックスダンパ３２を配置している。エアミックスダンパ３２は、エアミックスダンパアクチュエータ３４により駆動され、ヒータコア２０が設置された第１分流ヒータ通路２６−１の通風量を調整する。
【００１６】
空調装置１８は、ヒータコア２０よりも下流側のヒータ通路２６に前記ファン２２を配置している。ファン２２は、ファンモータ３６により駆動され、ヒータコア２０への通風量を調整する。
【００１７】
この空調装置１８は、空調ダクト２４の上流端に図示しない車室内の空気である内気を導入する内気ダクト３８と車室外の空気である外気を導入する外気ダクト４０とを設け、ヒータ通路２６の上流端に車室内に連通する内気通路４２と車室外に連通する外気通路４４とを連通して設けている。
【００１８】
空調ダクト２４の内気ダクト３８と外気ダクト４０とに分岐する部分には、内外気切換弁４６を設けている。内外気切換弁４６は、内外気切換弁アクチュエータ４８により駆動され、ヒータ通路２６に内気通路４２と外気通路４４とのいずれか一方を連通させるように、内気ダクト３８と外気ダクト４０とのいずれか一方を選択する。
【００１９】
また、空調装置１８は、空調ダクト２４の下流端にヒータコア２０で加熱された空気を車室内に導く室内ダクト５０と車室外に導く室外ダクト５２とを設け、ヒータ通路２６の下流端に車室内に連通する室内通路５４と車室外に連通する室外通路５６とを連通して設けている。
【００２０】
空調ダクト２４の室内ダクト５０と室外ダクト５２とに分岐する部分には、室内外切換弁５８を設けている。室内外切換弁５８は、室内外切換弁アクチュエータ６０により駆動され、ヒータ通路２６に室内通路５４と室外通路５６のいずれか一方を連通させるように、室内ダクト５０と室外ダクト５２とのいずれか一方を選択する。
【００２１】
なお、この空調装置１８は、ヒータコア２０の上流側のヒータ通路２６にクーラ用のエバポレータ６２を配置している。エバポレータ６２には、冷媒が循環されるエバポレータ用循環通路６４を貫流させて設けている。エバポレータ６２は、図示しないポンプの圧送する冷媒をエバポレータ用循環通路６４により循環され、通過する空気を冷却して車室に供給する。
【００２２】
この空調装置１８のエアミックスダンパアクチュエータ３４とファンモータ３６と内外気切換弁アクチュエータ４８と室内外切換弁アクチュエータ６０とは、制御手段６６に接続して設けている。制御手段６６には、ファン２２を駆動するファンモータ３６をオン・オフするスイッチ６８と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ７０とを接続して設け、エアミックスダンパアクチュエータ３４とファンモータ３６と内外気切換弁アクチュエータ４８と室内外切換弁アクチュエータ６０との動作を制御する。
【００２３】
制御手段６６は、ファン２２のスイッチ６８と水温センサ７０とから信号を入力し、ファン２２のスイッチ６８がオンの場合には室内外切換弁５８で室内ダクト５０を選択してヒータ通路２６と室内ダクト５０とを連通させ、ファン２２のスイッチ６８がオフ且つエンジン冷却水の水温Ｔが設定水温Ｔａより高い場合には室内外切換弁５８で室外ダクト５２を選択してヒータ通路２６と室外ダクト５２とを連通させるとともにファン２２を駆動させるように、室内外切換弁アクチュエータ６０とファンモータ３６との動作を制御する。
【００２４】
また、制御手段６６は、ヒータ通路２６の第２分流ヒータ通路２６−２にエアミックスダンパ３２を設け、ファン２２のスイッチ６８がオフの場合にはエアミックスダンパ３２を介してヒータコア２０の通風量を最大にさせるように、エアミックスダンパアクチュエータ３４の動作を制御する。
【００２５】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２６】
エンジン２は、ラジエータインレット通路１０とラジエータアウトレット通路１２とによりウォータジャケット４とラジエータ６との間にウォータポンプ１４の圧送するエンジン冷却水を循環させ、走行風及びラジエータファン８によるラジエータ６への通風によりエンジン冷却水の冷却を行う。
【００２７】
空調装置１８は、ヒータの使用時に、ファン２２によりヒータ通路２６に導入する内気又は外気をヒータコア２０を通過させて車室内に供給し、あるいは、ヒータ通路２６に流入する外気をヒータコア２０を通過させて車室内に供給する。また、この空調装置１８は、クーラの使用時に、クーラ用のエバポレータ６２にエバポレータ用循環通路６４により冷媒を循環され、通過する空気を冷却して車室に供給する。
【００２８】
空調装置１８によるヒータの使用時に、ヒータコア２０は、エンジン冷却水との熱交換によりヒータ通路２６の空気を暖めることにより、サブラジエータとして機能している。
【００２９】
このエンジン２の冷却構造は、ヒータコア２０とファン２２とを配置したヒータ通路２６にヒータコア２０で加熱された空気を車室内に導く室内ダクト５０と車室外に導く室外ダクト５２とを設け、室内ダクト５０と室外ダクト５２とのいずれか一方を選択する室内外切換弁５８を設けている。
【００３０】
エンジン２の冷却構造は、ファン２２のスイッチ６８のオン・オフとエンジン冷却水の水温Ｔとの条件で、内気ダクト３８と外気ダクト４０との選択と、室内ダクト５０と室外ダクト５２との選択と、エアミックスダンパ３２の動作とを、制御手段６６により制御する。
【００３１】
図３において、制御がスタート（１００）すると、ファン２２のスイッチ６８がオフか否かを判断（１０２）する。この判断（１０２）がＹＥＳの場合は、エンジン冷却水の水温Ｔが設定水温Ｔａより高いか否かを判断（１０４）する。
【００３２】
この判断（１０４）がＹＥＳの場合は、室内外切換弁５８によりヒータ通路２６に室外ダクト５２を連通させ、エアミックスダンパ３２により第２分流ヒータ通路２６−２を閉鎖（１０６）してヒータコア２０の通風量を最大にし、ファン２２のスイッチ６８をオン（１０８）してファンモータ３６によりファン２２を駆動し、リターン（１１０）する。
【００３３】
また、前記判断（１０２）がＮＯ、前記判断（１０４）がＮＯの場合は、室内外切換弁５８によりヒータ通路２６に室内ダクト４０を連通（１１２）させ、リターン（１１０）する。
【００３４】
なお、ヒータ通路２６に車室内の内気を導入する内気ダクト３８と車室外の外気を導入する外気ダクト４０とは、ファン２２のスイッチ６８がオフ且つエンジン冷却水の水温Ｔが設定水温Ｔａより高い場合において、どちらをヒータ通路２６に連通させても良い。外気ダクト４０をヒータ通路２６に連通した場合には、内気よりも温度の低い外気の導入により、ヒータコア２０の熱交換の効率を高めることができる。
【００３５】
このように、このエンジン２の冷却構造は、ファン２２のスイッチ６８がオフで、車室内でヒータを使用していない状況でも、エンジン冷却水が設定水温Ｔａより高い場合には、ヒータ通路２６と室外ダクト５２とを連通させるとともにヒータ通路２６に設けたファン２２を駆動させることにより、エンジン冷却水を循環させるヒータコア２０に内気又は外気を強制的に通過させて熱交換させ、車室外に放出することができる。
【００３６】
このため、このエンジン２の冷却構造は、空調装置１８のヒータコア２０を利用してエンジン冷却水の熱交換を促すことができ、ヒータコア２０をサブラジエータとして機能させることができ、ラジエータ６の軽量・小型化を図ることができる。
【００３７】
また、このエンジン２の冷却構造は、ヒータ通路２６の第２分流ヒータ通路２６−２にエアミックスダンパ３２を設け、ファン２２のスイッチ６８がオフの場合にはエアミックスダンパ３２を介してヒータコア２０の通風量を最大にさせることにより、内気又は外気にかかわらず、ヒータ通路２６に導入された空気が必ずヒータコアを通過することになるため、ヒータコア２０によるエンジン冷却水の熱交換を効果的に行うことができ、ヒータコア２０をサブラジエータとして効率良く機能させることができる。
【００３８】
なお、この発明は、上述実施例に限定されるものでなく、種々応用改変が可能である。例えば、上述実施例においては、ファン２２のスイッチ６８がオフで、エンジン冷却水が設定水温Ｔａより高い場合に、ファンモータ３６によりファン２２を駆動させたが、エンジン冷却水の水温Ｔの高さに応じてファンモータ３６の回転数を増減変化させることにより、熱交換の効率を高めることができる。
【００３９】
また、上述実施例おいては、空調装置１８のヒータコア２０をサブラジエータとして機能させてエンジン冷却水の熱交換を促したが、ヒータコア２０の上流側のヒータ通路２６に配置したクーラ用のエバポレータ６２にエバポレータ用循環通路６４により冷媒を循環させて通過する空気を冷却し、この冷却した空気をヒータコア２０に通過させることにより、エンジン２のオーバヒート等の緊急時に、エンジン冷却水を迅速に熱交換して冷却することができる。
【００４０】
さらに、上述実施例においては、ヒータコア２０にエンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱したが、ヒータコア２０にエンジン冷却水の熱を溜める蓄熱手段を付設し、エンジン２の冷機始動時にヒータ用循環通路３０により循環されるエンジン冷却水を蓄熱手段により温めてエンジン２に送り込むことにより、エンジン２の暖機時間を短縮することができる。
【００４１】
【発明の効果】
このように、この発明のエンジンの冷却構造は、エンジン冷却水を循環させるヒータコアに内気又は外気を強制的に通過させて熱交換させ、車室外に放出することができる。
このため、このエンジンの冷却構造は、空調装置のヒータコアを利用してエンジン冷却水の熱交換を促すことができ、ヒータコアをサブラジエータとして機能させることができ、ラジエータの軽量・小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を示すエンジンの冷却構造の要部構成図である。
【図２】エンジンの冷却構造の概略構成図である。
【図３】動作を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
２エンジン
６ラジエータ
１８空調装置
２０ヒータコア
２２ファン
２４空調ダクト
２６ヒータ通路
３２エアミックスダンパ
３４エアミックスダンパアクチュエータ
３６ファンモータ
３８内気ダクト
４０外気ダクト
４６内外気切換弁
４８内外気切換弁アクチュエータ
５０室内ダクト
５２室外ダクト
５８室内外切換弁
６０室内外切換弁アクチュエータ
６６制御手段
６８スイッチ
７０水温センサ

Claims

エンジン冷却水を循環させて通過する空気を加熱するヒータコアと、該ヒータコアへの通風量を調整するファンとを備え、前記ヒータコアをヒータ通路に配置し、該ヒータ通路に前記ヒータコアで加熱された空気を車室内に導く室内ダクトと車室外に導く室外ダクトとを設けるとともに前記室内ダクトと室外ダクトとのいずれか一方を選択する切換弁を設け、前記ファンのスイッチがオンの場合には前記切換弁で室内ダクトを選択してヒータ通路と前記室内ダクトとを連通させ、前記ファンのスイッチがオフ且つ前記エンジン冷却水が設定水温より高い場合には前記切換弁で室外ダクトを選択してヒータ通路と前記室外ダクトとを連通させるとともに前記ファンを駆動させることを特徴とするエンジンの冷却構造。
前記ヒータ通路にエアミックスダンパを設け、前記ファンのスイッチがオフの場合には前記エアミックスダンパを介してヒータコアの通風量を最大にさせることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却構造。
前記ヒータ通路に内気ダクトと外気ダクトとを設けるとともに前記内気ダクトと外気ダクトとのいずれか一方を選択する内外気切換弁を設け、前記ファンのスイッチがオフの場合には前記外気ダクトを選択することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却構造。