JP2016078746A - クーリングモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、コンデンサとラジエータとをこれらの冷却の必要度に応じて冷却することができるクーリングモジュールを提供する。
【解決手段】車輌３に設置されるダクト５と、ダクト５に設けられダクト５内を流れる空気のうちの一部の空気が流れる第１の通路１１と、ダクト５で第１の通路１１に並列して設けられダクト５内を流れる空気のうちの他の空気が流れる第２の通路１３と、車輌３の状態に応じて第２の通路１３へ流れる空気の量を制御する空気量制御部９とを有するクーリングモジュール１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、クーリングモジュールに係り、たとえば、自動車に設置されてラジエータやコンデンサを冷却するものに関する。

従来、シュラウド（ダクト）とラジエータと空調用冷媒放熱器（コンデンサ）と送風ファンとを備えたクーリングモジュールが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

このクーリングモジュールでは、ラジエータがダクト内に形成されている空気通路の総てを塞ぐようにしてダクト内に配置されている。

コンデンサは、ダクト内でラジエータの前方に設けられており、ダクト内に形成されている空気通路の一部を塞いでいる。これにより、ラジエータの前方には、空気のバイパス通路が形成されている。また、送風ファンは、ラジエータの後方に設けられている。

送風ファンを駆動することで、ダクト前端の開口部からダクト内に入った一部の空気がコンデンサとラジエータとを直列的に通過して、コンデンサとラジエータとを冷却するようになっている。

また、送風ファンを駆動することで、ダクト前端の開口部からダクト内に入った残りの空気がラジエータのみを通過して冷却するようになっている。

なお、クーリングモジュールが搭載された車輌が走行しているときには、送風ファンを駆動することなく、走行風によって、上述したラジエータとコンデンサの冷却がされるようになっている。

特開２００５−２１９５３１号公報

従来のクーリングモジュールでは、コンデンサとラジエータとを直列的に通過する空気の流量に対する、バイパス通路を通ってラジエータのみを通過する空気の流量の割合が、送風ファンの駆動によって発生する空気流の強さや車輌の走行によって発生する走行風の強さにかかわらず、ほぼ一定になっている。

したがって、コンデンサとラジエータとをこれらの冷却の必要度に応じて冷却することができない可能性があるいう問題がある。

たとえば、夏の炎天下で車輌がアイドリング状態にあるときには、コンデンサから放熱すべき熱量が多くなり、車輌が坂道を登っている等のエンジンに高い負荷がかかっているときには、ラジエータから放熱すべき熱量が多くなる。

しかし、上述したように、コンデンサとラジエータとを直列的に通過する空気の流量とラジエータのみを通過する空気の流量との割合が一定になっていると、コンデンサやラジエータに冷却不足が発生したり、コンデンサやラジエータを必要以上に冷却してしまう場合がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、コンデンサとラジエータとをこれらの冷却の必要度に応じて冷却することができるクーリングモジュールを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、前記車輌に設置されるダクトと、前記ダクトに設けられ、前記ダクト内を流れる空気のうちの一部の空気が流れる第１の通路と、前記ダクトで前記第１の通路に並列して設けられ、前記ダクト内を流れる空気のうちの他の空気が流れる第２の通路と、前記車輌の状態に応じて前記第２の通路へ流れる空気の量を制御する空気量制御部とを有するクーリングモジュールである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第２の通路を流れる空気の量を変える空気量変更部を備え、前記空気量制御部は、前記空気量変更部を制御することで、前記第２の通路へ流れる空気の量を制御するクーリングモジュールである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第１の通路には第１の熱交換器が設けられており、前記第１の通路と前記第２の通路との後方には、第２の熱交換器が設けられているクーリングモジュールである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載のクーリングモジュールにおいて、前記ダクト内で空気の流れを強制的につくる送風部を有し、前記送風部は、前記空気量制御部の制御状態に応じて、前記ダクト内を流れる空気の量を調整するように構成されているクーリングモジュールである。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第２の熱交換器で交換すべき熱量が所定の値よりも大きく、かつ、前記第１の熱交換器で交換すべき熱量が所定の値よりも大きいときには、前記空気量制御部が、前記各熱交換器のうちのいずれの熱交換器での熱交換を優先するのかを決定し、この決定に基づいて、前記第１の通路と前記第２の通路とに流す空気の量を変えるように構成されているクーリングモジュールである。

請求項６に記載の発明は、請求項３または請求項５に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第２の熱交換器はラジエータであり、前記第２の熱交換器で交換すべき熱量の所定の値が、前記車輌の車速、前記車輌のエンジンの負荷の少なくともいずれかに応じて変更されるように構成されているクーリングモジュールである。

請求項７に記載の発明は、請求項３または請求項５または請求項６に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第１の熱交換器はコンデンサであり、前記第１の熱交換器で交換すべき熱量の所定の値が、外気温度、前記車輌の車室内の温度、前記車輌のエアコンのコンプレッサーの作動頻度、前記車輌のエアコンの要求度の少なくともいずれかに応じて変更されるように構成されているクーリングモジュールである。

請求項８に記載の発明は、請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載のクーリングモジュールにおいて、前記第２の通路には、第３の熱交換器が設けられているクーリングモジュールである。

請求項９に記載の発明は、車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、前記車輌に設置されるダクトと、前記ダクト内に設けられたラジエータと、前記ダクト内で前記ラジエータの前方に設けられたコンデンサと、前記ラジエータへ流れる空気の量を変える空気量変更部と、前記ダクト内で空気の流れを強制的につくる送風部と、前記車輌の状態に応じて、前記ラジエータへ流れる空気の量を調節するために、前記空気量変更部を制御する空気量制御部とを有するクーリングモジュールである。

本発明によれば、車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、コンデンサとラジエータとをこれらの冷却の必要度に応じて冷却することができるクーリングモジュールを提供することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの概略構成を示す図であって、第２の通路が閉じて全閉になっている状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの概略構成を示す図であって、第２の通路が開いて全開になっている状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールにおける熱交換器の温度・圧力領域を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュールの動作を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るクーリングモジュールの概略構成を示す図であって、第２の通路が閉じて全閉になっている状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るクーリングモジュールにおける熱交換器の温度・圧力領域を示す図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュール１は、車輌３に搭載されて使用されるものであり、図１、図２で示すように、ダクト５と、空気量変更部７と、空気量制御部（空気量制御手段）９とを備えて構成されている。

ダクト５には、第１の通路（第１の流路）１１と第２の通路（第１の流路）１３とが設けられている。第１の通路１１は、ダクト５内に設けられており、ダクト５内を流れる空気のうちの一部の空気が第１の通路１１内を流れるようになっている。

第２の通路１３は、ダクト５内で第１の通路１１に並列して設けられており、ダクト５内を流れる空気のうちの他の空気（たとえば、ダクト５内を流れる空気のうちで、第１の通路１１を流れる空気を除いた残りの空気の総て）が、第２の通路１３内を流れるようになっている。

空気量制御部９は、車輌３の状態（たとえば走行状態や後述する熱交換器１５，１７で交換すべき熱量）に応じて、第２の通路１３へ流れる空気の量を制御（調整）するようになっている。なお、空気量制御部９は、第２の通路１３内を流れる空気の量を変える空気量変更部７を用いることで、第２の通路１３内を流れる空気の量を変えるようになっている。すなわち、車輌３の状態に応じて第２の通路１３へ流れる空気の量を調節するために、空気量制御部９が空気量変更部７を制御するようになっている。

第１の通路１１内（第１の通路１１の途中）には、熱交換器１５，１７のうちの第１の熱交換器（たとえば、コンデンサ）１５が設けられており、第１の通路１１と第２の通路１３との後方には、第２の熱交換器（たとえば、ラジエータ）１７が設けられている。

ダクト５は、たとえば、矩形な筒状に形成されている。空気は、筒状のダクト５前端の開口部からダクト５内に入り、ダクト５内を前側から後側に向かって流れ、ダクト５後端の開口部からダクト５の後方に出ていくようになっている。

第１の通路１１と第２の通路１３とは、板状の仕切り材１９で、ダクト５内の空間の一部を仕切ることで形成されている。さらに説明すると、仕切り材１９は、板状に形成されており、厚さ方向が上下方向になるようにして、ダクト５内でダクト５の前側に設けられている。仕切り材１９によって、ダクト５内の前側が、上側に位置している第１の通路１１と、下側に位置している第２の通路１３とに分かれている。

コンデンサ１５は、第１の通路１１内に設けられており、第１の通路１１を流れる空気のたとえば総てが、コンデンサ１５を通過することでコンデンサ１５での熱交換（コンデンサ内を流れる冷媒の冷却）がなされるようになっている。

ラジエータ１７は、エンジン２３を冷却するものであり、たとえば、ダクト５内でダクト５の後方に設置されている。ダクト５内を流れてきた空気の総てが、ラジエータ１７を通過するようになっている。これにより、ラジエータ１７での熱交換（ラジエータ内を流れる冷却水の冷却）がなされるようになっている。

さらに説明すると、ダクト５内に入った空気のうちで第１の通路１１を流れる空気は、コンデンサ１５を通過した後にラジエータ１７を通過するようになっており、ダクト５内に入った空気のうち第２の通路１３を流れる空気は、コンデンサ１５を通過することなく直接ラジエータ１７に到達しラジエータ１７を通過するようになっている。

空気量変更部７は、第２の通路１３内で第２の通路１３の途中に設けられている複数枚のシャッタ２１を図示しないアクチュエータで適宜の角度回動させることで、第２の通路１３内を流れる空気の量を変えるようになっている。

そして、図１で示すように、各シャッタ２１の厚さ方向が前後方向になったときに第２の通路１３が閉じられ、図２で示すように、各シャッタ２１の厚さ方向が上下方向になったときに第２の通路１３が全開するようになっている。各シャッタ２１の厚さ方向が斜めの方向であるときには、第２の通路１３が、全開ではない所定の開度で開いている。

なお、ダクト５内を流れダクト５の後方に排出された空気は、エンジン２３が設置されているエンジンルーム２５内を流れるようになっている。なお、図１、図２、図９に参照符号２７で示すものはバンパーであり、参照符号２９で示すものはボンネットであり、参照符号３１で示すものはアンダーカバーである。

また、クーリングモジュール１には、送風部（たとえば冷却ファン）３７が設けられている。冷却ファン３７は、たとえば、ラジエータ１７よりも後方でダクト５の後端部に設けられており、ダクト５内での空気の流れを強制的につくり、空気量制御部９の制御状態（たとえば、コンデンサ１５やラジエータ１７で交換すべき熱量に応じたシャッタ２１の開度）に応じて、ダクト５内を流れる空気の量を調整するように構成されているようになっている。

空気量変更部７は、上述したように、シャッタ２１を駆動することで、第２の通路１３を閉じ、第２の通路１３の開き、また、第２の通路１３の開度を変更（全閉と全開との間で任意の開度に変更）することができるように構成されている。

空気量制御部９は、ＣＰＵ３３とメモリ３５とを備えて構成されている。そして、予めメモリ３５に格納されている動作プログラムに基づいて、空気量制御部９が空気量変更部７を制御するように構成されている。たとえば、第２の熱交換器（たとえば、ラジエータ）１７で交換すべき熱量（たとえば放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも小さいときには（たとえば、ラジエータ１７内を流れる冷却水の温度が所定の値よりも低い場合には）、空気量変更部７で第２の通路１３を流れる空気量を少なくしている。

ここで、クーリングモジュール１の動作についてさらに詳しく説明する。

図３で示すように、制御の条件となる領域をＡ領域（Ａゾーン）、Ｂ領域（Ｂゾーン）、Ｃ領域（Ｃゾーン）、Ｄ領域（Ｄゾーン）の４つの領域に分ける。

Ａ領域では、第２の熱交換器（ラジエータ）１７で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも小さく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも小さくなっている。

Ｂ領域では、第２の熱交換器（ラジエータ）１７で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも小さく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも大きくなっている。

Ｃ領域では、第２の熱交換器（ラジエータ）１７で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも大きく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも小さくなっている。

Ｄ領域では、第２の熱交換器（ラジエータ）１７で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも大きく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも大きくなっている。

ラジエータ１７での上記判断は、たとえば、ラジエータ１７の冷却水の水温を測定できる温度センサ（図示せず）によって測定された温度に基づいて空気量制御部９が行うようになっている。また、コンデンサ１５での上記判断は、コンデンサ１５内の冷媒の圧力を測定できる圧力センサ（図示せず）によって測定された圧力に基づいて空気量制御部９が行うようになっている。

さらに説明すると、Ａ領域では、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、所定の値Ｔｗ１よりも小さくなっている。所定の値Ｔｗ１は、式「Ｔｗ１＝Ｔｗｃ−α」で表される。ここで、「Ｔｗｃ」は、冷却水温の目標限界値（たとえば、許容最大値）であり、「α」は、マージンである。

また、Ａ領域では、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも小さくなっている。所定の値Ｐｄ１は、式「Ｐｄ１＝Ｐｄｃ−β」で表される。ここで、「Ｐｄｃ」は、冷媒の圧力の目標限界値（たとえば、許容最大値）であり、「β」は、マージンである。

Ｂ領域では、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、所定の値Ｔｗ１よりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも大きく目標限界値Ｐｄｃよりも小さくなっている。

Ｃ領域では、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、所定の値Ｔｗ１よりも大きく目標限界値Ｔｗｃよりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも小さくなっている。

Ｄ領域では、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、所定の値Ｔｗ１よりも大きく目標限界値Ｔｗｃよりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも大きく目標限界値Ｐｄｃよりも小さくなっている。

クーリングモジュール１では、まず、図４で示すように、制御領域を決める。

すなわち、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、「Ｐｄ＞Ｐｄｃ−β；Ｐｄ＞Ｐｄ１」であるか否かを判断する（Ｓ１）。

コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、「Ｐｄ＞Ｐｄｃ−β」でないとき、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α；Ｔｗ＞Ｔｗ１」であるか否かを判断する（Ｓ３）。

ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α」でないとき、Ａ領域における制御を行う（Ａゾーン制御を行う；Ｓ５）。

ステップＳ３において、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α」であるとき、Ｃ領域における制御を行う（Ｃゾーン制御を行う；Ｓ７）。

ステップＳ１において、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、「Ｐｄ＞Ｐｄｃ−β」であるとき、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α；Ｔｗ＞Ｔｗ１」であるか否かを判断する（Ｓ９）。

ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α」でないとき、Ｂ領域における制御を行う（Ｂゾーン制御を行う；Ｓ１１）。

ステップＳ９において、ラジエータ１７の冷却水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ＞Ｔｗｃ−α」であるとき、Ｄ領域における制御を行う（Ｄゾーン制御を行う；Ｓ１３）。

なお、上記制御領域の判断や決定は、所定時間毎に行われる。

次に、ステップＳ５のＡゾーン制御について詳しく説明する。

図５で示すように、まず、空気量変更部７によって第２の通路１３が全閉になっているか否かを判断する（Ｓ１５）。

空気量変更部により第２の通路１３が開いているときには、第２の通路１３を閉じる方向にシャッタ２１を駆動する（Ｓ１７）とともに送風部３７での送風量を低下する（Ｓ１９）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

ステップＳ１５において、空気量変更部７によって第２の通路１３が閉じているとき（全閉になっているとき）には、第２の通路１３を閉じたまま、送風部３７での送風量を低下する（Ｓ１９）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する
このようなＡゾーンでの制御することで、ラジエータ１７を通過する空気量は減少し、コンデンサ１５を通過する空気量は、たとえば維持されるようになっている。そして、エンジンルーム２５内の空気抵抗係数ΔＣｄｅが低減され、コンデンサ１５を備えた空調機（カーエアコン）における成績係数ＣＯＰが向上する。

次に、ステップＳ１１のＢゾーン制御について詳しく説明する。

図６で示すように、まず、空気量変更部７によって第２の通路１３が全閉になっているか否かを判断する（Ｓ２１）。

空気量変更部により第２の通路１３が開いているときには、第２の通路１３を閉じる方向にシャッタ２１を駆動する（Ｓ２３）とともに送風部３７での送風量を低下する（Ｓ２５）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

ステップＳ２１において、空気量変更部７によって第２の通路１３が閉じているとき（全閉になっているとき）には、第２の通路１３を閉じたまま、送風部３７での送風量を増加する（Ｓ２７）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

このようなＢゾーンでの制御することで、コンデンサ１５を通過する空気量は増加し、ラジエータ１７を通過する空気量は、減少するようになっている。そして、エンジンルーム２５内の空気抵抗係数ΔＣｄｅを低減し、コンデンサ１５を備えた空調機（カーエアコン）における空調性能を確保することができる。

次に、ステップＳ７のＣゾーン制御について詳しく説明する。

図７で示すように、まず、空気量変更部７によって第２の通路１３が全開になっているか否かを判断する（Ｓ２９）。

空気量変更部７によって第２の通路１３が全開になっておらずさらに開く余地があるときには、第２の通路１３をさらに開ける方向にシャッタ２１を駆動する（Ｓ３１）とともに送風部３７での送風量を低下する（Ｓ３）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

ステップＳ２９において、空気量変更部７によって第２の通路１３が全開になっているときには、第２の通路１３を最大に開いたまま、送風部３７での送風量を増加するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

このようなＣゾーンでの制御することで、ラジエータ１７を通過する空気量は増加し、コンデンサ１５を通過する空気量は、減少するようになっている。そして、ラジエータ１７の冷媒の温度を低下させることができる。

次に、ステップＳ１３のＤゾーン制御について詳しく説明する。

Ｄ領域では、前述したように、第２の熱交換器（たとえば、ラジエータ）１７で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも大きく、かつ、第１の熱交換器（たとえば、コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも大きくなっている。

Ｄゾーン制御では、空気量制御部９が、各熱交換器１５，１７のうちのいずれの熱交換器での熱交換量（放熱量）を優先するのかを決定し、この決定に基づいて、第１の通路１１と第２の通路１３とに流す空気の量を変えるように、空気量変更部７と送風部３７を制御する。

さらに詳しく説明する。ラジエータ１７での冷却水の温度Ｔｗの目標限界値Ｔｗｃは、上述したように所定の値Ｔｗ１よりも高い値である。また、コンデンサ１５での冷媒の圧力の目標限界値Ｐｄｃは、上述したように所定の値Ｐｄ１よりも高い値である。

ラジエータ１７で交換すべき熱量が所定の値よりも大きく、かつ、コンデンサ１５で交換すべき熱量が所定の値よりも大きいときとは、すでに理解されるように、ラジエータ１７での水の温度Ｔｗが、「Ｔｗ１＜Ｔｗ＜Ｔｗｃ」になっているときであり、コンデンサ１５での冷媒の圧力Ｐｄが、「Ｐｄ１＜Ｐｄ＜Ｐｄｃ」になっているときである。

上記決定は、たとえば、（Ｔｗ−Ｔｗ１）／（Ｔｗｃ−Ｔｗ１）と、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）の値を比較してなされる。

さらに説明すると、Ｄ領域では、図８で示すように、まず、コンデンサ１５の冷却を優先すべきか、ラジエータ１７での冷却を優先すべきかを判断する（Ｓ３７）。すなわち、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）＞（Ｔｗ−Ｔｗ１）／（Ｔｗｃ−Ｔｗ１）であるか否かを判断する。

コンデンサ１５の冷却を優先する場合（たとえば、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）＞（Ｔｗ−Ｔｗ１）／（Ｔｗｃ−Ｔｗ１）である場合）には、シャッタ２１を閉じる方向に駆動し（Ｓ４３）送風部３７での送風量を増加する（Ｓ４１）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

ステップＳ３７において、コンデンサ１５の冷却を優先しない場合（たとえば、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）＜（Ｔｗ−Ｔｗ１）／（Ｔｗｃ−Ｔｗ１）である場合）には、シャッタ２１を開く方向に駆動し（Ｓ３９）送風部３７での送風量を増加する（Ｓ４１）ように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

このようなＤゾーンでの制御することで、ラジエータ１７を通過する空気量が増加し、コンデンサ１５を通過する空気量も増加するようになっている。そして、空調と水温それぞれの厳しさに応じて、風量を配分することができる。

ところで、クーリングモジュール１では、ラジエータ１７における所定の値（マージンαの値）が、車輌３の車速、車輌３のエンジン２３の負荷の少なくともいずれかに応じて、空気量制御部９で自動的に変更されるように構成されている。

また、コンデンサ１５における所定の値（マージンβの値）が、外気温度、車輌３の車室内の温度、車輌３のエアコンのコンプレッサーの作動頻度、車輌３のエアコンの要求度（たとえば搭乗者の車室内の温度の設定）の少なくともいずれかに応じて、空気量制御部９で自動的に変更されるように構成されている。

たとえば、車輌３の車速が高いときには空気抵抗係数ΔＣｄｅの燃費への影響が大きいので、マージンαの値、マージンβの値をいずれも小さくし、ダクト５内を流れる全体の風量の低減を優先させるようになっている。

また、外気温、車室内温度、コンプレサーの作動頻度から、エアコンの要求度が高いと判断された場合には、マージンβの値を大きくし、コンデンサ１５を流れる風量を優先する。

また、エンジン２３の負荷が高いと判断された場合には、エンジン２３の出力確保のために、マージンαの値を大きくし、ラジエータ１７を流れる風量を優先する。なお、マージンα，βの値がスイッチ等を介して、手動で変更されるように構成されていてもよい。

クーリングモジュール１によれば、空気量制御部９が、車輌３の状態に応じて空気量変更部７を制御し、第２の通路１３へ流れる空気の量を調節するので、第１の通路１１に設けられているコンデンサ１５と、第１の通路１１と第２の通路１３との後方に設けられているラジエータ１７とをこれらの冷却の必要度に応じて効率良く的確に冷却することができる。

また、クーリングモジュール１によれば、空気量制御部９によって、ラジエータ１７とコンデンサ１５との放熱の要求度に応じ、空気量変更部７と送風部３７とが、上述したように、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に制御されるので、クーリングモジュール１の冷却機能をほぼ最大限に発揮することができる。また、複数の目標温度に対し、目標限界に近いほうへ風量を配分するようにシャッタ２１を制御することで、冷却ファン（送風ファン）３７の動力（消費電力）を少なくしたり、空力への影響を少なくすることができる。

また、クーリングモジュール１によれば、ラジエータ１７で交換すべき熱量が所定の値よりも小さいときには、第２の通路１３を流れる空気量を少なくするように、空気量制御部９が空気量変更部７を制御するので、ラジエータ１７の冷却要求を満足させつつ空気抵抗係数を低減させることができる。

また、クーリングモジュール１によれば、ラジエータ１７における所定の値（マージンαの値）が車輌３の車速やエンジン２３の負荷に応じて変更されるように構成されており、また、コンデンサ１５における所定の値（マージンβの値）が、外気温度や車輌３の車室内の温度や車輌３のエアコンのコンプレッサーの作動頻度や車輌３のエアコンの要求度に応じて変更されるように構成されているので、クーリングモジュール１の冷却機能をより的確に発揮することができる。

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るクーリングモジュール１ａは、図９で示すように、第３の熱交換器（たとえば、サブラジエータ）３９が、第２の通路１３に設けられている点が、本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュール１と異なり、その他の点は、本発明の第１の実施形態に係るクーリングモジュール１と同様に構成されており、ほぼ同様に動作する。

なお、サブラジエータ３９は、第２の通路１３内で空気量変更部７（シャッタ２１）の後方に設けられており、第２の通路１３内を流れる空気の総てが、サブラジエータ３９を通過するようになっている。

クーリングモジュール１ａでは、マージンαやマージンβの値と同様にして、サブラジエータ３９における所定の値（マージンγの値）を、サブラジエータ３９の冷却対象の出力に応じて変更されるように構成されている。

サブラジエータ３９での冷却対象が、強電用モータ（走行用のモータ）であり、モータ負荷が高いと判断された場合には、モータの出力を確保するために、マージンγの値を大きくし、サブラジエータ３９を通過する空気の風量を優先するようになっている。

サブラジエータ３９での冷却対象が、たとえば、過給器のＣＡＣ（Ｃｈａｒｇｅ Ａｉｒ Ｃｏｏｌｅｒ）であり、エンジン２３の負荷が高いと判断された場合には、エンジン２３の出力を確保するために、マージンγの値を大きくし、サブラジエータ３９を通過する空気の風量を優先するようになっている。

ここで、クーリングモジュール１ａの動作について詳しく説明する。

図１０で示すように、制御の条件となる領域をＥ領域（Ｅゾーン）、Ｆ領域（Ｆゾーン）、Ｇ領域（Ｇゾーン）、Ｈ領域（Ｈゾーン）の４つの領域に分ける。

Ｅ領域では、第３の熱交換器（サブラジエータ）３９で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第３の熱交換器での所定の値）よりも小さく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも小さくなっている。

Ｆ領域では、第３の熱交換器（サブラジエータ）３９で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第３の熱交換器での所定の値）よりも小さく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも大きくなっている。

Ｇ領域では、第３の熱交換器（サブラジエータ）３９で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第３の熱交換器での所定の値）よりも大きく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも小さくなっている。

Ｈ領域では、第３の熱交換器（サブラジエータ）３９で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第２の熱交換器での所定の値）よりも大きく、第１の熱交換器（コンデンサ）１５で交換すべき熱量（放熱すべき熱量）が所定の値（第１の熱交換器での所定の値）よりも大きくなっている。

さらに説明すると、Ｅ領域では、サブラジエータ３９の冷却水の温度Ｔｓが、所定の値Ｔｓ１よりも小さくなっている。所定の値Ｔｓ１は、式「Ｔｓ１＝Ｔｓｃ−γ」で表される。ここで、「Ｔｓｃ」は、冷却水温の目標限界値（たとえば、許容最大値）であり、「γ」は、上述したマージンである。また、Ｅ領域では、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも小さくなっている。所定の値Ｐｄ１は、式「Ｐｄ１＝Ｐｄｃ−β」で表される。

Ｆ領域では、サブラジエータ３９の冷却水の温度Ｔｓが、所定の値Ｔｓ１よりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも大きく目標限界値Ｐｄｃよりも小さくなっている。

Ｇ領域では、サブラジエータ３９の冷却水の温度Ｔｓが、所定の値Ｔｓ１よりも大きく目標限界値Ｔｓｃよりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも小さくなっている。

Ｈ領域では、サブラジエータ３９の冷却水の温度Ｔｓが、所定の値Ｔｓ１よりも大きく目標限界値Ｔｓｃよりも小さくなっており、コンデンサ１５の冷媒の圧力Ｐｄが、所定の値Ｐｄ１よりも大きく目標限界値Ｐｄｃよりも小さくなっている。

なお、サブラジエータ３９での上記判断は、たとえば、サブラジエータ３９の冷却水の水温を測定できる温度センサ（図示せず）によって測定された温度に基づいて空気量制御部９が行うようになっている。

さらに説明すると、Ｅ領域もしくは上述したＡ領域になっていて、かつ、空気量変更部７により第２の通路１３が開いているときには、第２の通路１３を閉じる方向にシャッタ２１を駆動するとともに送風部３７での送風量を低下するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

また、Ｅ領域もしくは上述したＡ領域になっていて、かつ、空気量変更部７により第２の通路１３が全閉になっているときには、第２の通路１３を閉じたまま、送風部３７での送風量を低下するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

Ｆ領域もしくは上述したＢ領域になっていて、かつ、空気量変更部７により第２の通路１３が開いているときには、第２の通路１３を閉じる方向にシャッタ２１を駆動するとともに送風部３７での送風量を低下するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

また、Ｆ領域もしくは上述したＢ領域になっていて、空気量変更部７により第２の通路１３が全閉になっているときには、第２の通路１３を閉じたまま、送風部３７での送風量を増加するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

Ｇ領域もしくは上述したＣ領域になっていて、かつ、空気量変更部７により第２の通路１３が全開になっておらずさらに開く余地があるときには、第２の通路１３をあける方向にシャッタ２１を駆動するとともに送風部３７での送風量を低下するように、空気量制御部９が空気量変更部７と前記送風部とを制御する。

また、Ｇ領域もしくは上述したＣ領域になっていて、かつ、空気量変更部７により第２の通路１３が全開になっているときには、第２の通路１３を最大に開いたまま、送風部３７での送風量を増加するように、空気量制御部９が空気量変更部７と送風部３７とを制御する。

Ｈ領域もしくは上述した前述したＤ領域になっているときには、空気量制御部９が、各熱交換器１５，３９のうちのいずれの熱交換器での熱交換量（放熱量）を優先するのかを決定し、この決定に基づいて、第１の通路１１と第２の通路１３とに流す空気の量を変えるように、空気量変更部７と送風部３７を制御する。

さらに説明する。上述したように、サブラジエータ３９での冷却水の温度の目標限界値（限界温度）を「Ｔｓｃ」とする。目標限界値Ｔｓｃは、上述したように、所定の値（所定の温度）Ｔｓ１よりも高い値である。

サブラジエータ３９で交換すべき熱量が所定の値よりも大きいときとは、サブラジエータ３９での冷却水の温度Ｔｓが、「Ｔｓ１＜Ｔｓ＜Ｔｓｃ」になっているときである。

上記決定は、たとえば、（Ｔｓ−Ｔｓ１）／（Ｔｓｃ−Ｔｓ１）と、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）の値を比較してなされる。

さらに説明すると、Ｈ領域になっている状態において、（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）＞（Ｔｓ−Ｔｓ１）／（Ｔｓｃ−Ｔｓ１）の場合には、シャッタ２１を閉じて送風部３７での送風量を増加するようになっている。一方、（Ｔｓ−Ｔｓ１）／（Ｔｓｃ−Ｔｓ１）＞（Ｐｄ−Ｐｄ１）／（Ｐｄｃ−Ｐｄ１）の場合には、シャッタ２１を開いて送風部での送風量を増加するようになっている。

なお、クーリングモジュール１ａでは、Ｂ領域またはＦ領域、Ｃ領域またはＧ領域よりも、Ｄ領域またはＨ領域での制御を優先するものとする。

また、上述したクーリングモジュール１，１ａは、車輌に搭載されるクーリングモジュールであって、前記車輌に設置されるダクトと、前記ダクト内に設けられたラジエータと、前記ダクト内で前記ラジエータの前方に設けられたコンデンサと、前記ラジエータへ流れる空気の量を変える空気量変更部と、前記ダクト内で空気の流れを強制的につくる送風部と、前記車輌の状態（たとえば走行状態）に応じて、前記ラジエータへ流れる空気の量を調節するために、前記空気量変更部を制御する空気量制御部とを有するクーリングモジュールの例である。

１、１ａ クーリングモジュール
３ 車輌
５ ダクト
７ 空気量変更部
９ 空気量制御部
１１ 第１の通路
１３ 第２の通路
１５ 第１の熱交換器
１７ 第２の熱交換器
３７ 送風部
３９ 第３の熱交換器

Claims (9)

1. 車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、
   前記車輌に設置されるダクトと、
   前記ダクトに設けられ、前記ダクト内を流れる空気のうちの一部の空気が流れる第１の通路と、
   前記ダクトで前記第１の通路に並列して設けられ、前記ダクト内を流れる空気のうちの他の空気が流れる第２の通路と、
   前記車輌の状態に応じて前記第２の通路へ流れる空気の量を制御する空気量制御部と、
   を有することを特徴とするクーリングモジュール。
2. 請求項１に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第２の通路を流れる空気の量を変える空気量変更部を備え、前記空気量制御部は、前記空気量変更部を制御することで、前記第２の通路へ流れる空気の量を制御することを特徴とするクーリングモジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第１の通路には第１の熱交換器が設けられており、
   前記第１の通路と前記第２の通路との後方には、第２の熱交換器が設けられていることを特徴とするクーリングモジュール。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記ダクト内で空気の流れを強制的につくる送風部を有し、
   前記送風部は、前記空気量制御部の制御状態に応じて、前記ダクト内を流れる空気の量を調整するように構成されていることを特徴とするクーリングモジュール。
5. 請求項３に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第２の熱交換器で交換すべき熱量が所定の値よりも大きく、かつ、前記第１の熱交換器で交換すべき熱量が所定の値よりも大きいときには、前記空気量制御部が、前記各熱交換器のうちのいずれの熱交換器での熱交換を優先するのかを決定し、この決定に基づいて、前記第１の通路と前記第２の通路とに流す空気の量を変えるように構成されていることを特徴とするクーリングモジュール。
6. 請求項３または請求項５に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第２の熱交換器はラジエータであり、
   前記第２の熱交換器で交換すべき熱量の所定の値が、前記車輌の車速、前記車輌のエンジンの負荷の少なくともいずれかに応じて変更されるように構成されていることを特徴とするクーリングモジュール。
7. 請求項３または請求項５または請求項６に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第１の熱交換器はコンデンサであり、
   前記第１の熱交換器で交換すべき熱量の所定の値が、外気温度、前記車輌の車室内の温度、前記車輌のエアコンのコンプレッサーの作動頻度、前記車輌のエアコンの要求度の少なくともいずれかに応じて変更されるように構成されていることを特徴とするクーリングモジュール。
8. 請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載のクーリングモジュールにおいて、
   前記第２の通路には、第３の熱交換器が設けられていることを特徴とするクーリングモジュール。
9. 車輌に搭載されるクーリングモジュールにおいて、
   前記車輌に設置されるダクトと、
   前記ダクト内に設けられたラジエータと、
   前記ダクト内で前記ラジエータの前方に設けられたコンデンサと、
   前記ラジエータへ流れる空気の量を変える空気量変更部と、
   前記ダクト内で空気の流れを強制的につくる送風部と、
   前記車輌の状態に応じて、前記ラジエータへ流れる空気の量を調節するために、前記空気量変更部を制御する空気量制御部と、
   を有することを特徴とするクーリングモジュール。
   

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