JP2017072092A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン、インタークーラ、及び空調用冷媒を冷却するコンデンサのそれぞれを効率良く冷却して、燃費を向上することができる車両用冷却装置を提供する。【解決手段】冷却水Ｗ３の流れに関して副冷却回路５０のサブラジエータ５２の下流に水冷式インタークーラ１３と水冷式コンデンサ２３とを並列に配置し、水冷式インタークーラ１３に供給される冷却水Ｗ３の出口となる第一出口５３と水冷式コンデンサ２３に供給される冷却水Ｗ４の出口となる第二出口５４とをサブラジエータ５２に形成し、第一出口５３よりもサブラジエータ５２の内部流路５５の下流に第二出口５４を配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用冷却装置に関し、より詳細には、エンジン、インタークーラ、及び空調用冷媒のためのコンデンサのそれぞれを効率良く冷却する車両用冷却装置に関する。

トラックなどの大型車両の冷却装置では、エンジンの冷却水を冷却するラジエータとは別体のサブラジエータを備えて、そのサブラジエータで冷却された冷却水を水冷式インタークーラに供給して、過給機の仕事を増加することなく吸気量を増加して排気ガス性能や燃費を向上する装置が注目されている。

また、大型車両では、乗用車と比べて積載量が多く車両の重量が大きくなることからエンジン負荷が高くなり、それに伴ってインタークーラやラジエータなどのエンジン用熱交換器による放熱量が多くなる。そのために、車室内空調装置に用いられている空調用冷媒を冷却する空冷式コンデンサをそれらのエンジン用熱交換器に重ねて配置することができない。

また、大型車両では、高負荷走行が多用されるため、エンジン用熱交換器に送風するための冷却ファンに送風量の多いエンジン軸力ファンを使用している。そのため、空冷式コンデンサの冷却が必要となる状況で空冷式コンデンサを冷却する冷却風をコントロールすることができない。

そこで、空調用冷媒を冷却水と熱交換させて冷却する水冷式コンデンサが注目されている。

これに関連して、サブラジエータによりラジエータで冷却された冷却水よりも低水温の冷却水を水冷式インタークーラや水冷式コンデンサに供給する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この装置は、一つのサブラジエータで冷却された冷却水を水冷式インタークーラや水冷式コンデンサに供給する構成である。その結果、先に温度帯の低い水冷式コンデンサに冷却水を供給し、この水冷式コンデンサで温められた冷却水をその次の水冷式インタークーラに供給することになっているので、水冷式インタークーラを効率良く冷却することができないという問題がある。

特開２００５−１８６８７９号公報

本発明の目的は、エンジン、インタークーラ、及び空調用冷媒のためのコンデンサのそれぞれを効率良く冷却して、燃費を向上することができる車両用冷却装置を提供することである。

上記の目的を達成する本発明の車両用冷却装置は、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、過給機で過給された吸気を冷却する水冷式インタークーラ及び空調用冷媒の両方を冷却する水冷式コンデンサの冷却水を冷却するサブラジエータと、を備えた車両用冷却装置において、冷却水の流れに関して前記サブラジエータの下流に前記水冷式インタークーラと前記水冷式コンデンサとが並列に配置され、前記水冷式インタークーラに供給される冷却水の出口となる第一出口と前記水冷式コンデンサに供給される冷却水の出口となる第二出口とが前記サブラジエータに形成され、前記第一出口よりも前記サブラジエータの内部流路の下流に前記第二出口が配置されたことを特徴とする。

本発明の車両用冷却装置によれば、サブラジエータの下流に水冷式インタークーラと水冷式コンデンサとを並列に配置したことで、同時に水冷式インタークーラと水冷式コンデンサとの両方にサブラジエータで冷却された冷却水を供給することができる。さらに、サブラジエータに、第一出口とその第一出口よりも内部流の下流に配置された第二出口とを形成したことで、水冷式コンデンサには、水冷式インタークーラに供給される冷却水よりも低水温の冷却水を供給することができる。これにより、温度帯の異なるエンジン、水冷式インタークーラ、及び水冷式コンデンサのそれぞれをより効率良く冷却することができる。

特に、サブラジエータで冷却された冷却水を直に水冷式インタークーラに供給することで、過給機で過給された吸気を効果的に冷却することができるので、過給機の仕事を増加することなく、吸気の量を増加して、排気ガス性能の悪化を抑制しながら、燃費を向上することができる。

また、サブラジエータでより冷却された冷却水を直に水冷式コンデンサに供給することで、空調用冷媒を効果的に冷却することができるので、車室内空調装置の効率悪化を防止して燃費を向上することができる。

本発明の第一実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。 図１のラジエータとサブラジエータとの構成を例示する斜視図である。 本発明の第一実施形態の車両用冷却装置の変形例を例示する構成図である。 本発明の第二実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。 本発明の第二実施形態の車両用冷却装置の変形例を例示する構成図である。 本発明の第三実施形態の車両用冷却装置を例示する構成図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この車両用冷却装置３０は、車両に搭載されたエンジン１０、水冷式インタークーラ１３、水冷式コンデンサ２３のそれぞれを冷却するものである。

エンジン１０は車両の走行時などにおいて吸気通路１１へ吸入された吸気Ａが、ターボチャージャ１２のコンプレッサ（過給機）１２ａにより圧縮されて高温になり、水冷式インタークーラ１３で冷却された後に、インテークマニホールド１４を経てエンジン本体１５に供給される。エンジン本体１５に供給された吸気Ａは、気筒内で燃料と混合されて燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、排気ガスＧ１となってエキゾーストマニホールド１６から排気通路１７へ排気されて、ターボチャージャ１２のタービン１２ｂを駆動した後に図示しない排気ガス浄化装置で浄化されてから大気中へ放出される。

車室内空調装置２０は使用時に電磁クラッチ２１により空調用コンプレッサ２２がエンジン１０のクランクシャフト１８から動力伝達機構１９を経由して伝達された駆動力で駆
動する。その空調用コンプレッサ２２によって圧縮された空調用冷媒Ｒが、高温高圧の半液体の状態で水冷式コンデンサ２３により冷却されて、さらに液化が進行した後に、レシーバ２４で気液分離、不純物除去、及び水分除去される。この液化された空調用冷媒Ｒはエキスパンションバルブ２５の微小なノズル穴からエバポレータ２６の内部へ噴射されて気化し、そのときの気化熱でエバポレータ２６から熱を奪うことで、エバポレータ２６を冷却する。そして電力が供給された電動ファン２７によりこの熱が奪われて冷却されたエバポレータ２６を通過する風が冷却風となって車室内に送られる。

車両用冷却装置３０は、クランクシャフト１８に連結されて駆動する冷却ファン３１と、主冷却回路４０と、副冷却回路５０とを備えて構成されている。この主冷却回路４０と副冷却回路５０とは互いに独立した回路であり、以下では、それぞれに流れる冷却水をＷ１、Ｗ２と区別することにする。

主冷却回路４０では、冷却水Ｗ１が、機械式ウォータポンプ４１、エンジン本体１５、サーモスタット４２、ラジエータ４３が介設された冷却通路４４及びその冷却通路４４をバイパスするバイパス通路４５のどちらか一方、並びに機械式ウォータポンプ４１の順に循環している。従って、この主冷却回路４０はエンジン本体１５を冷却する冷却水Ｗ１が循環している回路である。

副冷却回路５０では、冷却水Ｗ２が、主冷却回路４０から独立した回路であり、電動ウォータポンプ５１、サブラジエータ５２、水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３、並びに電動ウォータポンプ５１の順に循環している。従って、この副冷却回路５０は水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３を冷却する冷却水Ｗ２が循環している回路である。

機械式ウォータポンプ４１は機械式であって、エンジン本体１５の回転動力がクランクシャフト１８から無端状のベルトやギア機構などの動力伝達機構１９を介して伝達され、この回転動力により駆動されている。

サーモスタット４２は主冷却回路４０のエンジン本体１５の出口側に配置されている。このサーモスタット４２は温度上昇に伴って膨張し温度低下に伴って収縮する性質を有する熱膨張体により伸縮動作するリフタ（図示しない）を有しており、エンジン本体１５で加熱された冷却水Ｗ１の温度に応じてそのリフタが伸縮することで、冷却通路４４及びバイパス通路４５に流れる冷却水Ｗ１の流量を調節している。なお、このサーモスタット４２にリフトを電熱により強制的に伸縮動作させる電熱式サーモスタットを用いてもよい。

この実施形態のように、主冷却回路４０のエンジン本体１５の出口側にサーモスタット４２が配置されて出口側で冷却水Ｗ１の水温が制御される、すなわち出口制御の車両用冷却装置３０は、エア抜き性を向上でき、かつキャビテーションの発生を抑制できるので耐久性の向上に有利になり、特に、トラックなどの大型車両には好適である。

なお、出口制御に代えて、主冷却回路４０のエンジン本体１５の入口側にサーモスタット４２を配置した入口制御も適用することができる。入口制御の場合は出口制御と比較して冷却水Ｗ１の温度調整の面で有利になる。

ラジエータ４３はエンジン１０及び車両用冷却装置３０が搭載された車両の前方側に配置されて、このラジエータ４３の後方には冷却ファン３１が配置されている。このラジエータ４３は車速風と後続の冷却ファン３１による冷却風とを利用して内部を通過する冷却水Ｗ１を冷却している。

電動ウォータポンプ５１は図示しないオルタネータで発電された電力により駆動するポンプである。サブラジエータ５２はラジエータ４３よりも車両の前方側に配置されており、ラジエータ４３よりも前方側に配置されることで車速風による冷却効果を高めている。

このような車両用冷却装置３０において、副冷却回路５０は、サブラジエータ５２の下流に水冷式インタークーラ１３と水冷式コンデンサ２３とが並列に配置される。そして、サブラジエータ５２に水冷式インタークーラ１３に供給される冷却水Ｗ３の出口となる第一出口５３と水冷式コンデンサ２３に供給される冷却水Ｗ４の出口となる第二出口５４とが形成され、その第二出口５４が第一出口５３よりもサブラジエータ５２を流れる冷却水Ｗ２の流路である内部流路５５の下流に配置される。

つまり、この車両用冷却装置３０はサブラジエータ５２に第一出口５３と第二出口５４との二つを形成することで、水冷式インタークーラ１３に冷却水Ｗ３を供給し、水冷式コンデンサ２３に冷却水Ｗ３とは温度帯の異なる冷却水Ｗ４を同時に供給する構成である。また、第二出口５４から吐出される冷却水Ｗ４が、第一出口５３から吐出される冷却水Ｗ３よりも長くサブラジエータ５２で冷却されるため、この冷却水Ｗ４の温度Ｔ４が冷却水Ｗ３の温度Ｔ３よりも低くなる。

冷却水Ｗ１はエンジン本体１５と熱交換しており、熱交換後の温度によってサーモスタット４２が冷却通路４４を経由させるか、バイパス通路４５を経由させるかを選択することで、機械式ウォータポンプ４１からエンジン本体１５に供給される冷却水Ｗ１の温度Ｔ１が調節されている。冷却水Ｗ２はサブラジエータ５２から出るときに冷却水Ｗ３と冷却水Ｗ４の二つに分岐され、冷却水Ｗ３が水冷式インタークーラ１３を通過する吸気Ａと熱交換し、冷却水Ｗ４が水冷式コンデンサ２３を通過する空調用冷媒Ｒと熱交換した後に合流している。従って、機械式ウォータポンプ４１から吐出される冷却水Ｗ１の温度Ｔ１、冷却水Ｗ２の温度Ｔ２、サブラジエータ５２を通過後の冷却水Ｗ３の温度Ｔ３、及びサブラジエータ５２を通過後の冷却水Ｗ４の温度Ｔ４の順に低くなっており、例えば、温度Ｔ１が６０度以上、９０度以下、温度Ｔ２が７０度以上、９０度以下、温度Ｔ３が４０度以上、６０度以下、温度Ｔ４が５０度以下である。

この車両用冷却装置３０の動作について説明する。車両用冷却装置３０の主冷却回路４０では、エンジン１０が始動すると機械式ウォータポンプ４１が駆動して冷却水Ｗ１の循環が開始される。主冷却回路４０はエンジン１０の始動直後でエンジン１０の出口側の冷却水Ｗ１の温度が、例えば、６０度以上、８０度以下に設定された暖機温度Ｔａ未満の場合には、サーモスタット４２が閉じて冷却水Ｗ１にバイパス通路４５を経由させて暖機を行う。一方、エンジン１０の出口側の冷却水Ｗ１の温度が暖機温度Ｔａ以上の場合には、サーモスタット４２が開いて冷却水Ｗ１に冷却通路４４を経由させ、冷却水Ｗ１をラジエータ４３で冷却する。

副冷却回路５０ではエンジン１０が始動すると電動ウォータポンプ５１が駆動して冷却水Ｗ２の循環が開始される。この副冷却回路５０はサブラジエータ５２の内部流路５５の中途の位置である第一出口５３からそれまでの間で冷却された冷却水Ｗ３が水冷式インタークーラ１３に供給され、この水冷式インタークーラ１３で、その冷却水Ｗ３とコンプレッサ１２ａで過給されて吸気Ａとが熱交換を行うことで、吸気Ａが冷却される。

また、副冷却回路５０ではサブラジエータ５２の内部流路５５の終端の位置である第二出口５４からそれまでの間で冷却された冷却水Ｗ４が水冷式コンデンサ２３に供給され、この水冷式コンデンサ２３で、その冷却水Ｗ４と空調用コンプレッサ２２で液化が進行した空調用冷媒Ｒとが熱交換を行うことで、空調用冷媒Ｒが冷却される。

このように、副冷却回路５０のサブラジエータ５２の下流に水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３を並列に配置して、水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３のそれぞれに、同時に冷却水を供給するようにしたので、サブラジエータ５２で冷却された冷却水Ｗ３、Ｗ４により吸気Ａと空調用冷媒Ｒとを同時に冷却することができる。さらに、サブラジエータ５２には第一出口５３とその第一出口５３よりも内部流路５５の下流に配置された第二出口５４とを形成したので、水冷式コンデンサ２３には、水冷式インタークーラ１３に供給される冷却水Ｗ３よりも低水温の冷却水Ｗ４を供給することができる。これにより、温度帯の異なる水冷式インタークーラ１３、及び水冷式コンデンサ２３のそれぞれに適した水温の冷却水を供給でき、より効率良く冷却することができる。

特に、サブラジエータ５２で冷却された冷却水Ｗ３を直に水冷式インタークーラ１３に供給することで、ターボチャージャ１２のコンプレッサ１２ａで過給された吸気Ａを効果的に冷却することができるので、コンプレッサ１２ａの仕事を増加することなく、吸気Ａの量を増加して、排気ガス性能の悪化を抑制しながら、燃費を向上することができる。

また、サブラジエータ５２でより冷却された冷却水Ｗ４を直に水冷式コンデンサ２３に供給することで、空調用冷媒Ｒを効果的に冷却することができるので、車室内空調装置２０の効率悪化を防止して燃費をより向上することができる。

さらに、車室内空調装置２０に空調用冷媒Ｒを冷却水Ｗ４で冷却する水冷式コンデンサ２３を用いることで、空冷式では必須であった電動ファンを廃止することができるので、車室内空調装置２０の使用時の電力消費を抑制することができ、図示しないオルタネータの負荷を低減して燃費をさらに向上することができる。

加えて、車両用冷却装置３０を、互いに独立した主冷却回路４０と副冷却回路５０とから構成することで、副冷却回路５０が主冷却回路４０を循環する冷却水Ｗ１の影響を受けない、つまり主冷却回路４０と副冷却回路５０とをそれぞれ異なる温度帯とすることができるので、複雑な制御を行うことなく副冷却回路５０で主冷却回路４０よりも低水温の冷却水Ｗ２を循環させることができる。これにより、温度帯の異なるエンジンと、水冷式インタークーラ１３、及び水冷式コンデンサ２３に対してそれぞれに適した水温の冷却水を供給でき、効率良く冷却することができる。

次に、サブラジエータ５２の詳細な構成について図２を参照しながら説明する。図２はラジエータ４３とサブラジエータ５２とを例示する斜視図である。なお、図２では白抜き矢印が各冷却水Ｗ１〜Ｗ４を示している。

ラジエータ４３は冷却水Ｗ１が流れる多数の扁平チューブと放熱用のフィンとで構成されたラジエータコア４６の上下にアッパータンク４７及びロアータンク４８が配置されたダウンフロー式のラジエータである。また、このラジエータ４３はアッパータンク４７に冷却水Ｗ１の入口４７ａが配置される一方、ロアータンク４８に冷却水の出口４８ｂが配置されて、流路の折り返し数が無いラジエータである。

サブラジエータ５２は冷却水Ｗ２が流れる多数の扁平チューブと放熱用のフィンとで構成されたラジエータコア５６の左右にアッパータンク５７及びロアータンク５８が配置されたサイドフロー式のラジエータである。また、このサブラジエータ５２はアッパータンク５７とロアータンク５８とのそれぞれの内部に仕切り板５９ａ〜５９ｃで仕切って、内部流路５５の折り返し数を複数回にしたラジエータであり、具体的には折り返し数が最大４パスのラジエータである。そして、アッパータンク５７に冷却水Ｗ２の入口５７ａが配置されて、アッパータンク５７及びロアータンク５８のどちらか一方に第一出口５３が配
置され、他方に第二出口５４が配置される、具体的にはロアータンク５８に冷却水Ｗ３の第一出口５３が配置され、アッパータンク５７に冷却水Ｗ４の第二出口５４が配置される。

つまり、このサブラジエータ５２は内部流路５５の折り返し数が３パスのところに第一出口５３が配置されて、内部流路５５の折り返し数が４パスのところに第二出口５４が配置される。

仕切り板５９ａ〜５９ｃは、内部流路５５の３パス目までは流路の幅を均等にして、４パス目を３パス目までの流路の幅よりも狭くするように、アッパータンク５７及びロアータンク５８に配置される。仕切り板５９ａ〜５９ｃをこのように配置することで、冷却水Ｗ３の流量を冷却水Ｗ４よりも大きくすることができるので、温度帯が高く流量がより多く必要な水冷式インタークーラ１３により多くの流量を供給することができる。

なお、この実施形態では、アッパータンク５７に仕切り板５９ａ、５９ｃを配置し、ロアータンク５８に仕切り板５９ｂを配置して、内部流路５５の折り返し数を最大４パスとしたが、内部流路５５の折り返し数は２パス以上であればよい。また、４パス目の流路の幅を狭くしたが、各流路の幅を均等にしてもよい。

このようにサブラジエータ５２をアッパータンク５７及びロアータンク５８のそれぞれの内部を仕切り板５９ａ〜５９ｃで仕切って内部流路５５の折り返し数を複数にして、アッパータンク５７及びロアータンク５８のどちらか一方に第一出口５３を、他方に第二出口５４を配置するようにしたことで、第一出口５３よりも内部流路５５の下流に第二出口５４を配置することができる。これにより、第二出口５４から吐出される冷却水Ｗ４は４回の折り返しによって３回の折り返しの冷却水Ｗ３よりも低水温となり、水冷式コンデンサ２３にその低水温の冷却水Ｗ４を供給することができる。

また、流量が多く必要な水冷式インタークーラ１３には流量の多い冷却水Ｗ３を供給するとともに、比較的に流量が少なくて済む水冷式コンデンサ２３には少ない流量の冷却水Ｗ４を供給することで、水冷式インタークーラ１３が冷却不足に陥ることを回避することができる。

さらに、ラジエータ４３を１パスのダウンフロー式のラジエータで構成し、そのラジエータ４３の前方側に配置されるサブラジエータ５２を最大４パスのサイドフロー式のラジエータで構成するとともに、サブラジエータ５２の上方から下方に向かって温度が低くなるように構成したので、ラジエータ４３の下方側の温度がサブラジエータ５２の影響により上昇することを回避できる。

図３は本発明の第一実施形態の車両用冷却装置３０の変形例を示している。この第一実施形態の変形例では、副冷却回路５０のサブラジエータ５２と水冷式コンデンサ２３との間に、水冷式コンデンサ２３に流れる冷却水Ｗ４の流量を調節する補助電動ウォータポンプ６０が介設される。

このように補助電動ウォータポンプ６０を介設することで、空調用冷媒Ｒを冷却する必要がある場合に、補助電動ウォータポンプ６０を駆動することで、必要分の冷却水Ｗ４を供給することができる。一方、空調用冷媒Ｒを冷却する必要が無い、つまり車室内空調装置２０が起動していない場合に、補助電動ウォータポンプ６０を停止することで、冷却水Ｗ４を水冷式コンデンサ２３に供給せずに、その分を水冷式インタークーラ１３に回すことができる。これにより、サブラジエータ５２で冷却された冷却水を無駄にすることなく効率よく冷却することができる。

図４は本発明の第二実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この第二実施形態の車両用冷却装置３０は、第一実施形態の構成に加えて、ＥＧＲ通路７０に介設された水冷式ＥＧＲクーラ７１がサブラジエータ５２の下流に水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３とともに並列に配置されて、第一出口５３から吐出する冷却水Ｗ３が分岐されてその水冷式ＥＧＲクーラ７１に供給されるように構成される。

このエンジン１０は排気通路１７から吸気通路１１にＥＧＲガスＧ２を還流するＥＧＲ通路７０を備え、そのＥＧＲ通路７０に水冷式ＥＧＲクーラ７１とＥＧＲバルブ７２とが介設されており、ＥＧＲバルブ７２を開くとＥＧＲガスＧ２が還流するように構成されている。

この水冷式ＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗ３を分岐して供給するようにしたことで、水冷式インタークーラ１３と水冷式コンデンサ２３とに加えて、水冷式ＥＧＲクーラ７１に主冷却回路４０を循環する冷却水Ｗ１よりも低水温の冷却水Ｗ３を供給して、水冷式ＥＧＲクーラ７１を通過するＥＧＲガスＧ２を効果的に冷却することができるので、排気ガスＧ１に含有されるＮＯｘをより低減できる。

なお、大型車両でエンジン１０の気筒数が多い場合には、互いに別々の気筒にＥＧＲガスＧ２を還流する複数のＥＧＲ通路７０を備えて、その複数のＥＧＲ通路７０のそれぞれに水冷式ＥＧＲクーラ７１を介設するように構成してもよい。このようにエンジン１０の気筒数が多い場合には複数のＥＧＲ通路７０のそれぞれに介設された複数の水冷式ＥＧＲクーラ７１で、各水冷式ＥＧＲクーラ７１が一度に冷却するＥＧＲガスＧ２の量を少なくすると、ＥＧＲガスＧ２を効率よく冷却することができる。また、ＥＧＲ通路７０はターボチャージャ１２の上流の排気通路１７から分岐する高圧型の他に、ターボチャージャ１２の下流の排気通路１７から分岐する低圧型でもよい。

図５は第二実施形態の車両用冷却装置３０の変形例である。このエンジン１０はＥＧＲ通路７０に複数の水冷式ＥＧＲクーラ７１、７３を配置している。各水冷式ＥＧＲクーラ７１、７３はＥＧＲ通路７０に直列に配置されており、ＥＧＲガスＧ２は、最初にＥＧＲ通路７０の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７１を通過して冷却された後に、下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７３を通過してさらに冷却されている。このように各水冷式ＥＧＲクーラ７１、７３を直列に配置する場合には、各水冷式ＥＧＲクーラ７１、７３のそれぞれの冷却水の温度帯を異ならせ、前段の水冷式ＥＧＲクーラ７１よりも後段の水冷式ＥＧＲクーラ７３の温度帯を低くすることが望ましい。

そこで、この車両用冷却装置３０は主冷却回路４０の冷却水Ｗ１がＥＧＲ通路７０の上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７１に供給される一方、副冷却回路５０のサブラジエータ５２で冷却された冷却水Ｗ３がＥＧＲ通路７０の下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７３に供給されるように構成される。

この車両用冷却装置３０は、上流側の水冷式ＥＧＲクーラ７１には比較的に温度が高い冷却水Ｗ１が供給され、下流側の水冷式ＥＧＲクーラ７３により低水温の冷却水Ｗ３が供給される。従って、高水温の冷却水Ｗ１が供給される上流側の水冷式ＥＧＲクーラ７１で高温のＥＧＲガスＧ２の粗熱を取り、次いで、より低水温の冷却水Ｗ３が供給される下流側の水冷式ＥＧＲクーラ７３でより低い温度まで冷却する。つまり、温度帯の異なる水冷式ＥＧＲクーラ７１と水冷式ＥＧＲクーラ７３とで段階的に冷却することで、ＥＧＲガスＧ２をより低温まで冷却する。

このように、ＥＧＲガスＧ２を段階的に、詳しくは最初にＥＧＲ通路７０の上流側に配
置された水冷式ＥＧＲクーラ７１で冷却した後に、下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７３で冷却するようにしたことで、ＥＧＲガスＧ２をより低温まで確実に冷却することができる。また、上流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７１と下流側に配置された水冷式ＥＧＲクーラ７３とをそれぞれ独立した回路として、その冷却水Ｗ１、Ｗ３の温度帯を異ならせることで、主冷却回路４０と副冷却回路５０とのそれぞれの冷却回路における冷却効率をより向上することができる。これにより、エンジン本体１５、吸気Ａ、空調用冷媒Ｒ、及びＥＧＲガスＧ２と全てを効率良く冷却することができる。

また、上流側の水冷式ＥＧＲクーラ７１で熱交換した後のＥＧＲガスＧ２を下流側の水冷式ＥＧＲクーラ７３で副冷却回路５０を循環する冷却水Ｗ３により冷却する構成としたことで、下流側の水冷式ＥＧＲクーラ７３で熱交換した後の冷却水Ｗ３の温度を低くすることができるので、副冷却回路５０を循環する冷却水Ｗ２の温度を低くできる。これにより、副冷却回路５０で水冷式ＥＧＲクーラ７３を冷却するように構成しても、水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３のそれぞれに適した低水温の冷却水Ｗ３及び冷却水Ｗ４を供給して、それぞれの冷却効果を向上することができる。

なお、この実施形態では、ＥＧＲ通路７０の上流側の水冷式ＥＧＲクーラ７１に主冷却回路４０を循環する冷却水Ｗ１を供給する構成を例に説明したが、主冷却回路４０から独立したＥＧＲ用冷却回路を循環する冷却水を供給する構成にしてもよい。

図６は本発明の第三実施形態からなる車両用冷却装置３０を例示している。この第三実施形態の車両用冷却装置３０は主冷却回路４０と副冷却回路５０とが互いに独立した構成ではなく、副冷却回路５０が主冷却回路４０から分岐するように構成される。

この実施形態では機械式ウォータポンプ４１の出口が二つに形成される。そして、副冷却回路５０では、冷却水Ｗ２が、機械式ウォータポンプ４１、サブラジエータ５２、水冷式インタークーラ１３及び水冷式コンデンサ２３、並びに、機械式ウォータポンプ４１の順に循環するように構成される。

副冷却回路５０は、機械式ウォータポンプ４１の一方の出口から分岐して、サーモスタット４２の下流で合流することが好ましく、冷却通路４４のラジエータ４３の下流、あるいはバイパス通路４５の下流で合流することがより好ましい。副冷却回路５０の冷却水Ｗ２がサーモスタット４２の上流で冷却水Ｗ１に合流すると、冷却水Ｗ２の温度Ｔ２が暖機温度Ｔａよりも高い場合に、冷却水Ｗ１の温度Ｔ１が暖機温度Ｔａに達していないときでもサーモスタット４２が開いて冷却水Ｗ１がラジエータ４３で冷却されることがある。また、温度Ｔ２が暖機温度Ｔａよりも低い場合に、冷却水Ｗ１の温度Ｔ１が暖機温度Ｔａ以上でもサーモスタット４２が閉じて冷却水Ｗ１がラジエータ４３で冷却されないことがある。そこで、副冷却回路５０をサーモスタット４２よりも下流で主冷却回路４０に合流させるようにすることで、主冷却回路４０の温度の調節への影響を抑制することができる。

この実施形態からも分かるように、本発明は主冷却回路４０から分岐して主冷却回路４０に合流する副冷却回路５０にも適用することができる。なお、この第三実施形態も第二実施形態のように水冷式ＥＧＲクーラに冷却水Ｗ３を供給するように構成することもできる。

１０ エンジン
１２ ターボチャージャ
１２ａ コンプレッサ
１３ 水冷式インタークーラ
２０ 車室内空調装置
２３ 水冷式コンデンサ
３０ 車両用冷却装置
４０ 主冷却回路
４１ 機械式ウォータポンプ
４３ ラジエータ
５０ 副冷却回路
５１ 電動ウォータポンプ
５２ サブラジエータ
５３ 第一出口
５４ 第二出口
５５ 内部流路
Ａ 吸気
Ｒ 空調用冷媒
Ｗ１〜Ｗ４ 冷却水

Claims (7)

1. エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、過給機で過給された吸気を冷却する水冷式インタークーラ及び空調用冷媒の両方を冷却する水冷式コンデンサの冷却水を冷却するサブラジエータと、を備えた車両用冷却装置において、
   冷却水の流れに関して前記サブラジエータの下流に前記水冷式インタークーラと前記水冷式コンデンサとが並列に配置され、
   前記水冷式インタークーラに供給される冷却水の出口となる第一出口と前記水冷式コンデンサに供給される冷却水の出口となる第二出口とが前記サブラジエータに形成され、
   前記第一出口よりも前記サブラジエータの内部流路の下流に前記第二出口が配置されたことを特徴とする車両用冷却装置。
2. 前記サブラジエータのアッパータンク及びロアータンクのそれぞれの内部に仕切り板が配置されて、前記内部流路の折り返し数が複数になり、前記アッパータンク及びロアータンクのどちらか一方に前記第一出口が配置され、他方に前記第二出口が配置された請求項１に記載の車両用冷却装置。
3. 前記ラジエータを有した主冷却回路と、前記サブラジエータを有して該主冷却回路から独立した副冷却回路とを備え、
   前記主冷却回路は、冷却水が、機械式ウォータポンプ、前記エンジン、前記ラジエータを経由する冷却通路及び前記ラジエータをバイパスするバイパス通路のどちらか一方、並びに、該機械式ウォータポンプの順に循環するように構成され、
   前記副冷却回路は、冷却水が、電動ウォータポンプ、前記サブラジエータ、前記水冷式インタークーラ及び前記水冷式コンデンサ、並びに、該電動ウォータポンプの順に循環するように構成された請求項１又は２に記載の車両用冷却装置。
4. 前記サブラジエータと前記水冷式コンデンサとの間に、前記水冷式コンデンサに流れる冷却水の流量を調節する補助電動ウォータポンプが介在された請求項３に記載の車両用冷却装置。
5. 前記ラジエータを有した主冷却回路と、前記サブラジエータを有して該主冷却回路から分岐した副冷却回路とを備え、
   前記主冷却回路は、冷却水が、機械式ウォータポンプ、前記エンジン、前記ラジエータを経由する冷却通路及び該冷却通路をバイパスするバイパス通路のどちらか一方、並びに、該機械式ウォータポンプの順に循環するように構成され、
   前記副冷却回路は、冷却水が、前記機械式ウォータポンプ、前記サブラジエータ、前記水冷式インタークーラ及び前記水冷式コンデンサ、並びに、前記機械式ウォータポンプの順に循環するように構成された請求項１又は２に記載の車両用冷却装置。
6. ＥＧＲガスを冷却する水冷式ＥＧＲクーラを備え、
   冷却水の流れに関して前記サブラジエータの下流に前記水冷式インタークーラ、前記水冷式ＥＧＲクーラ、及び前記水冷式コンデンサが並列に配置され、
   前記第一出口から吐出する冷却水が前記水冷式ＥＧＲクーラに供給される構成にした請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用冷却装置。
7. 前記エンジンのＥＧＲ通路に介在する複数の前記水冷式ＥＧＲクーラのうちの下流側に配置された前記水冷式ＥＧＲクーラに前記第一出口から吐出する冷却水が供給される構成にした請求項６に記載の車両用冷却装置。