JP2008238855A - 自動車の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータやインタークーラ自体のサイズや機能を変更せずにこれらの冷却効果を向上させる自動車の冷却装置を提供する。
【解決手段】ラジエータ（１）の下方に導風板（５）を設け、該導風板（５）は、ラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加する作動位置（ｂ）と、ラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加しない格納位置（ａ）とを移動可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のラジエータ及びインタークーラにおける冷却性能を改善する技術に関し、より詳しくはラジエータ及びインタークーラへの誘導空気を増加して、その冷却効果を向上させる自動車の冷却装置に関する。

自動車のエンジンを冷却するためにラジエータが搭載されている。
ここで、現状のトラックの多くはターボチャージャが搭載されており、過給気を冷却するインタークーラがラジエータの前方に配置されている。

近年の排ガス規制やエンジンの高出力化により、エンジン発熱量は益々増加の傾向にある。
その冷却のため、一義的には、ラジエータとインタークーラの大型化により対応している。しかし、車両レイアウト上、ラジエータとインタークーラの大型化にも限界があり、ラジエータの冷却容量を越えてしまうと、エンジンのオーバーヒートを招くことになる。

エンジンのオーバーヒートに対処するため、いわゆる「ｑカット」と称される燃料噴射量を減少する技術が存在する。この「ｑカット」は、冷却水温が所定温度以上となった場合に、エンジンへの燃料噴射量を絞り（燃料噴射量を減少し）、以って、エンジンのオーバーヒートを防止する技術である。
しかし、ｑカット制御により燃料噴射量を減少した際には、エンジン出力やトルクも減少するため、速度低下や登坂性低下等の動力性能の低下を招く、という問題が存在する。

近年、エンジン回りの導風制御を改善して、冷却効果を向上する技術が提案されている。
例えば、車載エンジンの後方に配置されたトランスミッションを、走行風により効果的に冷却するために、ラジエータの下方で、車両前方に開放する導風ダクトを設けた冷却装置が提案されている（特許文献１）。

また、キャブフロアパネルの下部で、エンジンルームの後方のキャブ支持装置より車両前方に設けられた導風板によって、ラジエータ、エンジンを冷却した冷却空気を、エンジンルームへ効果的に導入しようとする車体構造が提案されている（特許文献２）。

さらに、グリル本体の剛性を向上し、車両内部の構造を見え難くして見栄えを良好にするために、ラジエータの前方のグリル本体の裏面側の上部に導風板を設け、導風板の下端に延在部を設けた車両用フロントグリルが提案されている（特許文献３）

しかし、これらの従来技術（特許文献１〜特許文献３）は、ラジエータに当る冷却空気の量そのものを、通常の走行状態よりも増加して冷却効果を高める機能はない。そのため、エンジンのオーバーヒートに対する根本的な解決策とはなり得なかった。
特開２００４−９７７４号公報 特開２００２−３５６１８５号公報 特開２００５−２９１２３号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、エンジンがオーバーヒートを起す可能性が大きい走行条件の際、すなわち高冷却水温時や高速度の負荷が高いときに、ラジエータの冷却性能を向上させて、しかも、いわゆるｑカットによる燃料噴射量を減少した場合の様な動力性能の低下を起さないような自動車の冷却装置を提供することを目的とする。

本発明の自動車の冷却装置は、ラジエータ（１）の下方に導風板（５）を設け、該導風板（５）は、ラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加する作動位置（ｂ）と、ラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加しない格納位置（ａ）とを移動可能に構成されている。（請求項１）

また、本発明によれば、ラジエータ（１）内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサ（８）と、車速を計測する車速センサ（１０）と、制御装置（１３）とを備え、制御装置（１３）は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値以上であり、且つ、車速が第２のしきい値以上である場合に、前記導風板（５）をラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加する作動位置（ｂ）へ移動する制御を行う様に構成されている。（請求項２）

また、本発明によれば、ラジエータ（１）内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサ（８）と、車速を計測する車速センサ（１０）と、制御装置（１３）とを備え、制御装置（１３）は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値よりも低温であるか、車速が第２のしきい値よりも低速であるかの何れかに該当する場合には、前記導風板（５）をラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加しない格納位置（ａ）へ移動する制御を行う様に構成されている。（請求項３）

本発明によれば、ラジエータ（１）内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサ（８）と、車速を計測する車速センサ（１０）と、制御装置（１３）とを備え、制御装置（１３）は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値以上であり、且つ、車速が第２のしきい値以上である場合に、前記導風板（５）をラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加する作動位置（ｂ）へ移動し、エンジン冷却水温度が第１のしきい値よりも低温であるか、車速が第２のしきい値よりも低速であるかの何れかに該当する場合には、前記導風板（５）をラジエータ（１）に衝突する空気流量を増加しない格納位置（ａ）へ移動する制御を行う様に構成されている。（請求項４）

前記導風板（５）を作動位置（ｂ）と格納位置（ａ）とを移動せしめる導風板（５）作動機構を有することが好ましい。（請求項５）

ラジエータ（１）の前方にインタークーラ（４）が配置されており、導風板（５）が作動位置（ｂ）にある場合にはラジエータ（１）又はインタークーラ（４）に衝突する空気流量が増加する様に構成されていることが好ましい。（請求項６）

上述する構成を具備する本発明によれば、導風板が作動位置に移動されると、ラジエータ（及びインタークーラ）に衝突する空気の流量が増加し、ラジエータ（及びインタークーラ）の冷却性能が向上し、ｑカットによるエンジンの発生トルク減を抑制することができる。

導風板は車速が第２のしきい値以上のときに作動位置に移動するように制御されており、第２のしきい値よりも高速で悪路を走行するドライバーは殆ど存在しないので、悪路走行中は車速が第２のしきい値よりも高速となることは有り得ない。従って、悪路走行中に導風板が作動位置に移動したため導風板が破損する事態は発生しない。

コストやレイアウトの上で、ラジエータ等の冷却部品の性能向上が困難な場合に、ラジエータ等自体のサイズや機能を変更せず、使い勝手を犠牲にすることなく、ラジエータやインタークーラの冷却性能を向上することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１及び図２において、ラジエータ１は、自動車用エンジン２（図２）の前方に配置されており、ラジエータ１と自動車用エンジン２との間で冷却水を循環させる配管３が接続されている。
そして、ラジエータ１の前方には、ターボチャージャ冷却用のインタークーラ４が設けられている。

ラジエータ１の下方には導風板５が設けられており、導風板５は回動自在に構成されている。すなわち導風板５は、支軸６の回りに回動して、格納位置ａと作動位置ｂとの間を移動自在に構成されている。

導風板５の作動機構は、公知の機構を採用することができる。図示の実施形態では、モータ７の回転軸を導風板５の支軸６に対し直交方向に配置し、モータ７の回転軸と支軸６とで動力伝達が可能な様に、ベベルギア又はウォームホイール（図示せず）を設けている。

但し、その他の機構も採用可能である。
例えば、モータ７の回転軸を導風板５の支軸６と同軸に連結してもよい。
また、支軸６にアーム（図示せず）を設け、該アームをエアシリンダやアクチュエータにより作動して、支軸６、導風板５を回動するようにしてもよい。
さらに、モータ、エアシリンダ、アクチュエータを、公知のリンク機構により駆動可能に連結して、導風板５を回動することもできる。

導風板５の格納位置ａ（図１、図２では点線で示す位置）では、導風板５の先端部は路面ＲＳからクリアランスｃが取られ、悪路等を走行しても、導風板５が路面ＲＳの凹凸や障害部により破損されることがない。

格納位置ａから回転下降（図１、図２では時計方向に回動）された作動位置ｂ（図１、図２では実線で示す位置）においては、導風板５は、図１において点線で示す垂線から、走行方向前方（図１では左方）へ、３０°〜４５°の前傾角θだけ傾いている。
このような前傾角θを取ることにより、車両の走行時にラジエータ１の下方を後方へ通り抜けていた風が、導風板５によりラジエータ１に誘導され、ラジエータ１に衝突する空気流量を増加して、ラジエータ１からの発熱を除去しその冷却効果を向上する。

ラジエータ１には、冷却水温を検出する水温センサ８が設けられ、エンジン２後部のトランスミッション９部には、車速を検出する車速センサ１０が設けられている。これらの水温センサ８及び車速センサ１０は、信号線１１、１２により制御装置１３に接続されている。

制御装置１３は、後述するように、メモリーに記憶された第１のしきい値（ｔｈ１）及び第２のしきい値（ｔｈ２）と水温センサ８及び車速センサ１０からの信号値とを比較し、その比較結果に基いてモータ７を制御して、導風板５を、格納位置ａと作動位置ｂの間を移動させる。

第１のしきい値（ｔｈ１）としては、例えば前記ｑカット制御に至るようなラジエータの高い水温（α度）が設定される。
また、第２のしきい値（ｔｈ２）としては、通常の路面走行の最低速度（βｋｍ／ｈ）が設定されており、この速度（βｋｍ／ｈ）より低い速度で走行している際には、悪路走行とみなされる。

図１において、符号１４はフレーム、符号１５はフロントバンパ、符号１６はアプローチアングルライン、符号１７はタイヤを示す。

次に図３を参照して、制御装置１３による自動車の冷却装置の制御について説明する。

図３において、水温センサ８及び車速センサ１０により冷却水温度及び車両の車速が計測され、制御装置１３に入力される（ステップＳ１）。

次に、検出されたエンジン冷却水温度と第１のしきい値が比較され（ステップＳ２）、冷却水温が第１のしきい値以上である場合（ステップＳ２がＹｅｓ）、ステップＳ３に進み、冷却水温が第１のしきい値よりも低温であれば（ステップＳ２がＮｏ）、ステップＳ５に進む。

ステップＳ３では、検出された車速と第２のしきい値が比較される。車速が第２のしきい値以上である場合（ステップＳ３がＹｅｓ）に、導風板５は格納位置ａから作動位置ｂに移動する（ステップＳ４）。車速が第２のしきい値未満である場合（ステップＳ３がＮｏ）には、ステップＳ５に進む。

前記しきい値との比較（Ｓ２、Ｓ３）により、冷却水温が第１のしきい値より低温であり（ステップＳ２がＮｏ）、或いは、車速が第２のしきい値より低速である（ステップＳ３がＮｏ）場合は、ステップＳ５において、導風板５は上方の格納位置ａに位置する（Ｓ５）。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、導風板をスライド式に構成することが可能である。また、自動制御ではなく、運転者の判断及び操作により、導風板を作動することも可能である。

本発明の実施形態を示す側面図。 本発明の実施形態のブロック図。 本発明の実施形態における制御を説明するフローチャート。

符号の説明

１・・・ラジエータ
４・・・インタークーラ
５・・・導風板
７・・・モータ
８・・・水温センサ
１０・・・車速センサ
１３・・・制御装置

Claims (6)

1. ラジエータの下方に導風板を設け、該導風板は、ラジエータに衝突する空気流量を増加する作動位置と、ラジエータに衝突する空気流量を増加しない格納位置とを移動可能に構成されていることを特徴とする自動車の冷却装置。
2. ラジエータ内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサと、車速を計測する車速センサと、制御装置とを備え、制御装置は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値以上であり、且つ、車速が第２のしきい値以上である場合に、前記導風板をラジエータに衝突する空気流量を増加する作動位置へ移動する制御を行う様に構成されている請求項１の自動車の冷却装置。
3. ラジエータ内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサと、車速を計測する車速センサと、制御装置とを備え、制御装置は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値よりも低温であるか、車速が第２のしきい値よりも低速であるかの何れかに該当する場合には、前記導風板をラジエータに衝突する空気流量を増加しない格納位置へ移動する制御を行う様に構成されている請求項１の自動車の冷却装置。
4. ラジエータ内のエンジン冷却水温度を計測する温度センサと、車速を計測する車速センサと、制御装置とを備え、制御装置は、エンジン冷却水温度が第１のしきい値以上であり、且つ、車速が第２のしきい値以上である場合に、前記導風板をラジエータに衝突する空気流量を増加する作動位置へ移動し、エンジン冷却水温度が第１のしきい値よりも低温であるか、車速が第２のしきい値よりも低速であるかの何れかに該当する場合には、前記導風板をラジエータに衝突する空気流量を増加しない格納位置へ移動する制御を行う様に構成されている請求項１の自動車の冷却装置。
5. 前記導風板を作動位置と格納位置とを移動せしめる導風板作動機構を有する請求項１〜４の何れか１項の自動車の冷却装置。
6. ラジエータの前方にインタークーラが配置されており、導風板が作動位置にある場合にはラジエータ又はインタークーラに衝突する空気流量が増加する様に構成されている請求項１〜５の何れか１項の自動車の冷却装置。

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