JP2008208754A - 車両及び車両の制御方法 - Google Patents

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敬子 田中
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Abstract

【課題】エンジン冷却水を車両室内用ヒータの熱源として使用している車両おいて、外気条件等に応じてラジエータシャッターの制御を行うことができる車両及びその車両の制御方法を提供する。
【解決手段】エンジン11と、エンジンを冷却する冷媒の熱を放熱するラジエータ12と、ラジエータ12を冷却する冷却ファン14と、冷却ファン14によって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッター15と、シャッター15の開閉動作を制御するための制御部16と、エンジンを冷却する冷媒を熱源とするヒータ30と、を備え、外気温度が第1の基準温度以下の場合は、シャッター15を閉状態にすることを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両及び車両の制御方法に関する。
従来、ラジエータへ取り入れる冷却空気の量を調整するためのラジエータシャッターを備えた車両が知られている。そのような車両において、ラジエータシャッターの開口角度を、エンジンの冷却水温に応じて変化させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−77838号公報
例えば、気温の低い冬場において、ラジエータシャッターが開状態にされると、冷たい外気がエンジンルームに入り込んでエンジンが冷却され、その結果、エンジン冷却水も冷却されることになる。
そうすると、エンジン冷却水を車両室内用ヒータの熱源として使用している車両にあっては、熱源であるエンジン冷却水が冷却されるために車両室内用ヒータが十分な暖房性能を発揮することができない。
ラジエータシャッターの開閉動作を、エンジンの冷却水温のみによって制御すると、上記不具合が発生する恐れがあるという課題があった。
本発明は、エンジンと、エンジンを冷却する冷媒の熱を放熱するラジエータと、車両用エアコンのガス冷媒を凝縮するコンデンサと、ラジエータとコンデンサとを冷却する冷却ファンと、冷却ファンによって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッターと、シャッターの開閉動作を制御するための制御手段と、エンジンを冷却する冷媒を熱源とする車両室内用ヒータと、を備え、制御手段は、前記冷却ファンの作動状態に応じて前記シャッターの開閉を制御することを特徴とする。
かかる構成によれば、例えば気温の低い冬場において、冷却ファンの運転によって冷たい外気がエンジンルームに入り込んでエンジンが冷却され、エンジン冷却水が冷却されることを防止することができる。そうすると、エンジン冷却水を車両室内用ヒータの熱源として使用している車両にあっては、ヒータの暖房性能を十分に確保することができる。
本発明の車両であって、冷却ファンは、エンジンを冷却する冷媒の温度が、エンジンの暖気が完了したと判断される暖気完了温度よりも高い冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであり、制御手段は、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファンが自動起動していない場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
かかる構成によれば、エンジン冷却水の温度が高く、冷却ファンが自動起動しているときは、シャッターを閉状態にしないので、ヒータの暖房性能を確保しつつエンジンのオーバーヒートを防止することができる。
本発明の車両であって、制御手段は、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファンが自動起動しておらず、かつ車両室内の温度が第2の基準温度以下の場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
かかる構成によれば、車両室内の温度が低くて暖房が必要とされるときに、ヒータの暖房性能を十分に確保することができる。そうすると、車両室内の温度が低く、暖房が必要な状況にも関わらず暖房の効きが悪いために乗員に不快感を与えてしまうことを防止できる。
本発明の車両であって、冷却ファンは、車両用エアコンがオンにされる又はエンジンを冷却する冷媒の温度が冷却ファンが自動的に起動する冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであって、制御手段は、外気温度が第1の基準温度より高く、第2の基準温度以下であって、かつ車両室内の温度が第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であって、かつエンジンを冷却する冷媒の温度が、冷却ファン自動起動温度よりも低い状態で、車両用エアコンがオンにされて冷却ファンが運転状態である場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
かかる構成によれば、例えば、春や秋において、車両室内の温度が低くて暖房が必要とされるときに、暖房の効きが悪くなってしまうことを防止できる。
本発明は、エンジンと、エンジンを冷却する冷媒の熱を放熱するラジエータと、エアコンのガス冷媒を凝縮するコンデンサと、ラジエータとコンデンサとを冷却する冷却ファンと、冷却ファンによって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッターと、シャッターの開閉動作を制御するための制御手段と、エンジンを冷却する冷媒を熱源とする車両室内用ヒータと、を備える車両の制御方法であって、冷却ファンの作動状態に応じてシャッターの開閉を制御することを特徴とする。
本発明の車両の制御方法であって、冷却ファンは、エンジンを冷却する冷媒の温度が、エンジンの暖気が完了したと判断される暖気完了温度よりも高い冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであり、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファンが自動起動していない場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
本発明の車両の制御方法であって、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファンが自動起動しておらず、かつ車両室内の温度が第2の基準温度以下の場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
本発明の車両の制御方法であって、冷却ファンは、車両用エアコンがオンにされる又はエンジンを冷却する冷媒の温度が冷却ファンが自動的に起動する冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであって、外気温度が第1の基準温度より高く、第2の基準温度以下であって、かつ車両室内の温度が第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であって、かつエンジンを冷却する冷媒の温度が、冷却ファン自動起動温度よりも低い状態で、車両用エアコンがオンにされて冷却ファンが運転状態である場合は、シャッターを閉状態にすることを特徴とする。
本発明によれば、例えば気温の低い冬場において、冷却ファンの運転によって冷たい外気がエンジンルームに入り込んでエンジンが冷却され、その結果、エンジン冷却水も冷却されることはない。そうすると、エンジン冷却水を車両室内用ヒータの熱源として使用している車両にあっては、ヒータの暖房性能を十分に確保することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を図面に従って説明する。
「第1実施形態」
図1は、本実施形態に係る車両10のエンジンルームを示している。エンジンルームには、エンジン11と、エンジン冷却水の熱を放熱するラジエータ12と、車両用エアコンのガス冷媒を凝縮するコンデンサ13と、ラジエータ12とコンデンサ13を冷却する冷却ファン14と、冷却ファン14によって吸い込まれる外気の量を調整するラジエータシャッター15と、制御部16とを備える。
車両10の進行方向前方には、外気を取り入れるための開口部17が設けられている。開口部17の後方にはラジエータシャッター15が配置される。ラジエータシャッター15の後方にはコンデンサ13が配置され、コンデンサ13の後方にはラジエータ12が配置される。ラジエータ12の後方にはエンジン11が配置される。ラジエータ12とエンジン11との間には、冷却ファン14が配置される。
ラジエータシャッター15は、図示しない複数の締切部材を有し、その締切部材を開閉させるためのシャッター開閉用モータ18を有する。シャッター開閉用モータ18は、制御部16と接続される。シャッター開閉用モータ18は、制御部16からの制御信号によって動作し、締切部材を開閉させる。ラジエータシャッター15の開閉制御については、後述する。
冷却ファン14は、ファン駆動用モータ19とファン本体20とからなり、ファン駆動用モータ19は制御部16に接続されている。ファン駆動用モータ19は、制御部16からの制御信号を受けてファン本体20を駆動させることによって、開口部17及びラジエータシャッター15を通じて外気を吸いこみ、その吸い込んだ外気によってラジエータ12とコンデンサ13を冷却する。
エンジン11は、図示しないシリンダー周囲のウォータージャケット内にエンジン冷却水を循環させることで冷却される。エンジン冷却水は、図示しないウォーターポンプによってエンジン11とラジエータ12との間を循環する。エンジン11の熱で暖められた冷却水は、ラジエータ12に導かれ、冷却ファン14の風で冷却されて再びエンジン11に戻る。
また、制御部16には、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ21が接続されており、水温センサ21からの検出信号は、制御部16に送られる。水温センサ21によって検出されたエンジン冷却水の水温が、エンジン11の暖気が完了したと判断される暖気完了温度の約1.5倍である冷却ファン自動起動温度よりも高いときは、制御部16からの制御信号が冷却ファン14に送られ、冷却ファン14は自動的に起動する。エンジン11のオーバーヒートを防止するためである。なお、本実施形態においては、冷却ファン自動起動温度は、暖気完了温度の約1.5倍の温度に設定されているが、エンジンの仕様等に応じて種々の変更が可能である。
また、制御部16には、外気温度を検出する外気温センサ22と、車両室内の温度を検出する室温センサ23とが接続されている。
図2は、車両用エアコンの概略構成を示す平面図である。車両用エアコンは、コンプレッサ24と、コンデンサ13と、受液器25と、膨張弁26と、蒸発器27と、ブロワ28と、を含む。
コンプレッサ24は、電磁式継手である周知のマグネットクラッチ29を介してエンジン11と接続されている。また、マグネットクラッチ29は、制御部16と接続されている。図示しないエアコン用スイッチがオンにされると、制御部16からの制御信号によってマグネットクラッチ29が動作して、エンジン11の駆動軸からのトルクをコンプレッサ24の駆動軸に伝達する。そうすると、コンプレッサ24が駆動され、車両用エアコンのガス冷媒は、コンプレッサ24によって高温高圧に圧縮される。高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、コンデンサ13に送られる。
図示しないエアコン用スイッチがオンにされると、制御部16からの制御信号を受けて冷却ファン14が起動する。コンプレッサ24からコンデンサ13に送られてきた高温高圧のガス冷媒は、冷却ファン14が取り込む外気によって冷却されて液化する。液化した冷媒は受液器25を介して膨張弁26に送られる。液化した冷媒は、膨張弁26によって減圧されて膨張し、低温低圧の霧状の冷媒となって蒸発器27に送られる。
ブロワ28は、制御部16に接続されている。図示しないエアコン用スイッチがオンにされると、制御部16からの制御信号を受けて、ブロワ28は起動し、エンジンルーム内の空気を蒸発器27に送る。ブロワ28によって蒸発器27に送られた空気は、蒸発器27の低温低圧の冷媒によって熱を奪われ、冷たい空気となって、車両室内に送られる。一方、空気の熱を奪った冷媒は気化してガス状になる。そのガス冷媒は、再びコンプレッサ24に送られ、上記サイクルを繰り返す。
図3は、車両室内に送られる空気の流れを示す側面図である。蒸発器27の後方には、蒸発器27を通過してきた冷空気の一部を加熱するヒータ30と、ヒータ30を通過する冷空気の量を調整するミックスドア31が設けられている。
ヒータ30には、エンジン冷却水が循環しており、このエンジン冷却水がヒータ30の熱源になっている。ミックスドア31は、ここでは図示されていない制御部16と接続される。ミックスドア31は、制御部16からの制御信号を受け、図3に示す矢印の方向に回動して、ヒータ30を通過する冷空気の量を調整する。ヒータ30で温められた温空気と、蒸発器27のみを通過した冷空気と、が混合して、車両室内に送られる。上記のようにミックスドア31を回動させ、温空気と冷空気の量を調整することによって、車両室内の温度を希望に応じた温度に制御することができる。
次に、本実施形態に係るシャッター開閉制御動作について説明する。図4は、制御部16により実行されるラジエータシャッター15の開閉制御の一例を示すフローチャートである。
ステップS101において、外気温度が第1の基準温度以下であるか否かが判断される。外気温度が第1の基準温度以下であると判断されたときは、ステップS102に進む。一方、外気温度が第1の基準温度以下ではないと判断されたときは、ステップS105に進む。本実施形態においては、第1の基準温度は10℃に設定されている。
ステップS102において、冷却ファン14が自動起動しているか否かが判断される。冷却ファン14が自動起動していないと判断されたときは、ステップS103に進み、ラジエータシャッター15は閉状態にされる。一方、冷却ファン14が自動起動していると判断されたときは、ステップS104に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。
本実施形態においては、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファン14が自動起動していない場合は 、ラジエータシャッター15を閉状態にする。
外気温度が低い状況であっても、エンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度よりも高いときにシャッター15を閉状態にすることは、エンジン11のオーバーヒート防止の観点からも好ましくない。本実施形態の構成によれば、エンジン冷却水の温度が高く、冷却ファン14が自動起動しているときは、ラジエータシャッター15を閉状態にしないので、ヒータの暖房性能を確保しつつエンジン11のオーバーヒートを防止することができる。
ステップS105において、外気温度が上記第1の基準温度よりも高い第2の基準温度以下であるか否かが判断される。外気温度が第2の基準温度以下であると判断されたときは、ステップS106に進む。一方、外気温度が第2の基準温度以下ではないと判断されたときは、ステップS110に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。本実施形態においては、第2の基準温度は25℃に設定されている。ここで、外気温度が10℃より高く、25℃より低いときとは、例えば冬場ほど外気温が低くはない春や秋などの外気環境が想定される。
ステップS106において、車両室内の温度が上記第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であるか否かが判断される。車両室内の温度が第3の基準温度以下であると判断されたときは、ステップS107に進む。一方、車両室内の温度が第3の基準温度以下ではないと判断されたときは、ステップS110に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。本実施形態においては、第3の基準温度は16℃に設定されている。
ステップS107において、エンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度よりも低いか否かが判断される。エンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度よりも低いと判断されたときは、ステップS108に進む。一方、エンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度よりも低くない、すなわちエンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度以上であって、冷却ファン14が起動している場合は、ステップS110に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。
ステップS108において、車両用エアコンがオンにされているか否かが判断される。車両用エアコンがオンにされていると判断されたときは、ステップS109に進み、ラジエータシャッター15は閉状態にされる。一方、車両用エアコンがオンにされていないと判断されたときは、ステップS110に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。
本実施形態においては、冷却ファンの作動状態に応じて、ラジエータシャッター15の開閉状態を制御する。かかる構成によれば、気温の低い冬場において、冷却ファン14の運転によって冷たい外気がエンジンルームに入り込んでエンジン11が冷却され、エンジン冷却水が冷却されることを防止することができる。そうすると、ヒータ30の暖房性能を十分に確保することができる。
また、本実施形態においては、外気温センサ22によって検出された外気温度が第1の基準温度より高い場合は、更に外気温度が第2の基準温度以下であって、かつ室温センサ23によって検出された車両室内の温度が上記第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であって、かつエンジン冷却水の水温が冷却ファン自動起動温度よりも低い状態で、車両用エアコンがオンにされて冷却ファン14が運転状態である場合は、ラジエータシャッター15を閉状態にする。
例えば春や秋において、車両室内の温度が低いときに、除湿などのためにエアコンをオンにして冷却ファン14を起動すると、冷却ファン14によってヒータ30の熱源であるエンジン冷却水が冷却されることになる。そうすると、その後にエアコンの設定温度を上げて車両室内を暖めようとしても、ヒータ30が十分に暖房性能を発揮できず、暖房の効きが悪くなってしまう。
本実施形態の構成によれば、例えば春や秋の車両室内の温度が低いときに、エアコンがオンにされて冷却ファン14が起動し、エンジン冷却水が冷却されることを防止できる。そうすると、春や秋において、車両室内の温度が低くて暖房が必要とされるときに、暖房の効きが悪くなってしまうことを防止できる。
「第2実施形態」
本実施形態における車両の装置構成は、第1実施形態の車両の装置構成と同一であり、重複する部分については説明を省略する。
制御部16によって実行されるシャッター開閉制御について説明する。図5は、制御部16により実行されるラジエータシャッター15の開閉制御の一例を示すフローチャートである。
ステップS201において、外気温度が第1の基準温度以下であるか否かが判断される。外気温度が第1の基準温度以下であると判断されたときは、次のステップS202に進む。一方、外気温度が第1の基準温度以下ではないと判断されたときは、第1実施形態で説明した図4のステップS105以降のフローに進む。本実施形態においては、第1の基準温度は10℃に設定されている。なお、本実施形態においては、図4のステップS105の「第2の基準温度」は、「第3の基準温度」と読み替え、同様に図4のステップS106の「第3の基準温度」は、「第4の基準温度」と読み替える。他の詳細な説明は省略する。
ステップS202において、冷却ファン14が自動起動しているか否かが判断される。冷却ファン14が自動起動していないと判断されたときは、ステップS203に進む。一方、冷却ファン14が自動起動していると判断されたときは、ステップS205に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。
ステップS203において、車両室内の温度が第2の基準温度以下であるか否かが判断される。車両室内の温度が第2の基準温度以下であると判断されたときは、ステップS204に進み、ラジエータシャッター15は閉状態にされる。一方、車両室内の温度が第2の基準温度以下ではないと判断されたときは、ステップS205に進み、ラジエータシャッター15は開状態にされる。本実施形態においては、第2の基準温度は20℃に設定されている。
本実施形態においては、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ冷却ファン14が自動起動しておらず、かつ車両室内の温度が第2の基準温度よりも低い場合は、ラジエータシャッター15を閉状態にする。
車両室内の温度が低くて暖房が必要な状況にも関わらず暖房の効きが悪いと乗員に不快感を与えてしまう恐れがある。本実施形態の構成によれば、冬場などの車両室内の温度が低いために暖房が必要とされるときに、ヒータ30の暖房性能を十分に確保することができる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において実施することができる。
本発明の第1〜第3実施形態に係る車両のエンジンルームを示す図である。 車両用エアコンの概略構成平面図である。 車両室内に送られる空気の流れを示す側面図である。 本発明の第1実施形態に係る制御部より実行されるラジエータシャッター開閉制御を説明するフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る制御部より実行されるラジエータシャッター開閉制御を説明するフローチャートである。
符号の説明
10 車両、11 エンジン、12 ラジエータ、13 コンデンサ、14 冷却ファン、15 ラジエータシャッター、16 制御部、17 開口部、18 シャッター開閉用モータ、19 ファン駆動用モータ、20 ファン本体、21 水温センサ、22 外気温センサ、23 室温センサ、24 コンプレッサ、25 受液器、26 膨張弁、27 蒸発器、28 ブロワ、29 マグネットクラッチ、30 ヒータ、31 ミックスドア。

Claims (8)

  1. エンジンと、
    前記エンジンを冷却する冷媒の熱を放熱するラジエータと、
    車両用エアコンのガス冷媒を凝縮するコンデンサと、
    前記ラジエータと前記コンデンサとを冷却する冷却ファンと、
    前記冷却ファンによって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッターと、
    前記シャッターの開閉動作を制御するための制御手段と、
    前記エンジンを冷却する冷媒を熱源とする車両室内用ヒータと、を備え、
    前記制御手段は、前記冷却ファンの作動状態に応じて前記シャッターの開閉を制御することを特徴とする車両。
  2. 請求項1に記載の車両であって、
    前記冷却ファンは、前記エンジンを冷却する冷媒の温度が、前記エンジンの暖気が完了したと判断される暖気完了温度よりも高い冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであり、
    前記制御手段は、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ前記冷却ファンが自動起動していない場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両。
  3. 請求項2に記載の車両であって、
    前記制御手段は、外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ前記冷却ファンが自動起動しておらず、かつ車両室内の温度が第2の基準温度以下の場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両。
  4. 請求項1に記載の車両であって、
    前記冷却ファンは、車両用エアコンがオンにされる又は前記エンジンを冷却する冷媒の温度が前記冷却ファンが自動的に起動する冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであって、
    前記制御手段は、外気温度が第1の基準温度より高く、第2の基準温度以下であって、かつ車両室内の温度が前記第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であって、かつ前記エンジンを冷却する冷媒の温度が、前記冷却ファン自動起動温度よりも低い状態で、車両用エアコンがオンにされて前記冷却ファンが運転状態である場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両。
  5. エンジンと、
    前記エンジンを冷却する冷媒の熱を放熱するラジエータと、
    前記エアコンのガス冷媒を凝縮するコンデンサと、
    前記ラジエータとコンデンサとを冷却する冷却ファンと、
    前記冷却ファンによって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッターと、
    前記シャッターの開閉動作を制御するための制御手段と、
    前記エンジンを冷却する冷媒を熱源とする車両室内用ヒータと、を備える車両の制御方法であって、
    前記冷却ファンの作動状態に応じて前記シャッターの開閉を制御することを特徴とする車両の制御方法。
  6. 請求項5に記載の車両の制御方法であって、
    前記冷却ファンは、前記エンジンを冷却する冷媒の温度が、前記エンジンの暖気が完了したと判断される暖気完了温度よりも高い冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであり、
    外気温度が第1の基準温度以下であって、かつ前記冷却ファンが自動起動していない場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両の制御方法。
  7. 請求項6に記載の車両の制御方法であって、
    車両室内の温度が第2の基準温度以下の場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両の制御方法。
  8. 請求項5に記載の車両の制御方法であって、
    前記冷却ファンは、車両用エアコンがオンにされる又は前記エンジンを冷却する冷媒の温度が前記冷却ファンが自動的に起動する冷却ファン自動起動温度よりも高いときは運転を開始するものであって、
    前記冷却ファンによって吸い込まれる外気の量を調整するためのシャッターと、
    前記シャッターの開閉動作を制御するための制御手段と、
    前記エンジンを冷却する冷媒を熱源とする車両室内用ヒータと、を備える車両の制御方法であって、
    外気温度が第1の基準温度より高く、第2の基準温度以下であって、かつ車両室内の温度が前記第2の基準温度よりも低い第3の基準温度以下であって、かつ前記エンジンを冷却する冷媒の温度が、前記冷却ファン自動起動温度よりも低い状態で、車両用エアコンがオンにされて前記冷却ファンが運転状態である場合は、前記シャッターを閉状態にすることを特徴とする車両の制御方法。
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