JP3937624B2 - 車両用冷却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）の冷却装置に関するもので、車両用冷却装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用冷却装置は、例えば特開平４−２５７７３５号公報に記載のごとく、エンジンルーム前方側からエンジンルーム内に流入する空気流れに対して、ラジエータをエンジンの上流側に配設している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の車両用冷却装置では、ラジエータを通過した空気は直接にエンジンに衝突するので、例えば冬期やエンジン始動直後等のコールドスタート時には、ラジエータを通過した空気によりエンジンが冷却されるため、暖機運転に長時間を要するという問題がある。
【０００４】
ところで、ラジエータを通過した空気は、前述のごとく、エンジンに衝突してエンジンを冷却するので、例えば、夏季エンジン暖気後では、この衝突した空気の温度はラジエータを通過した直後より高くなるとともに、衝突した空気の一部は、エンジンルームの内壁側部とラジエータとの隙間を通過してラジエータの上流側まで回り込む。
【０００５】
このため、エンジンに衝突してラジエータの上流側まで回り込んだ空気が、再びラジエータを通過するので、ラジエータの放熱能力が低下してしまうという問題が発生する。
本発明は、上記点に鑑み、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータの放熱能力が低下することを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ラジエータ（４）を通過した空気が直接に水冷エンジン（１）に衝突することを防止できる。したがって、例えば冬季やコールドスタート時において、ラジエータ（４）を通過した空気により水冷エンジン（１）が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
また、夏季でエンジン暖気後では、ラジエータ（４）を通過した空気が直接にエンジン（１）に衝突することを防止できるので、水冷エンジン（１）に衝突した空気がエンジンルーム（３）の内壁側部とラジエータ（４）との隙間を通過してラジエータ（４）の上流側まで回り込むことを防止でき、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを防止できる。
【０００８】
以上に述べたように、本発明によれば、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを防止することができる。
更に、本発明では、開閉手段（７１ｂ）にてバイパス通路（３１ａ）を開閉することで、ラジエータ（４）を通過する風量を調節することができる。
このため、バイパス通路（３１ａ）を開いたときの方がバイパス通路（３１ａ）を閉じたときよりも流入空気の通風抵抗を減少できる。
それ故、夏季のごとく冷房を必要とするときで、かつ、エンジン負荷が小さくてラジエータ（４）の放熱能力が小さくても良い場合は、バイパス通路（３１ａ）を開くことで流入空気の通風抵抗を減少できる。それにより、空調用放熱装置（５）の通過風量を増加して空調用放熱装置（５）の放熱能力を向上できる。
一方、エンジン負荷が大きくてエンジン発熱量が大きい場合は、バイパス通路（３１ａ）を閉じることで、ラジエータ（４）の通過風量を増加してラジエータ（４）の冷却能力を向上できる。
また、本発明では、開閉手段（７１ｂ）にてバイパス通路（３１ａ）を開いたときには、ラジエータ（４）を迂回した空気流れを第２吹出口（６１ｂ）から第２空間（３２）内の、エンジン以外の発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出すことができる。ここで、バイパス通路（３１ａ）の空気流れは、ラジエータ（４）で吸熱していない比較的低温の空気流れであるから、エンジン以外の発熱機器（１１、１２）を効果的に冷却することができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用冷却装置において、前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記エンジンルーム（３）外に導く別の空気通路（６２、６３）を有することを特徴とする。
【００１０】
これによると、空調用放熱装置（５）及びラジエータ（４）通過後の空気を、空気通路（６１、６３）により第１空間（３１）から第２空間（３２）側へ導くとともに、別の空気通路（６２、６３）によってエンジンルーム（３）外に導くことができる。
請求項３に記載の発明では、空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記空気口（２）から前記第１空間（３１）内に流入した流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く一方の空気通路（６１、６３）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記エンジンルーム（３）外に導く他方の空気通路（６２、６３）と、
前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、請求項３に記載の発明においても、請求項１及び請求項２と同様の作用効果を発揮できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記水冷エンジン（１）が搭載されるエンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明においても、請求項１と同様の作用効果を発揮できる。
【００１４】
ところで、発明者等の試験経験等によれば、車両走行時、流入空気の風量が増大すると、区画壁（６）が通風抵抗となって、区画壁（６）を有していない場合に比べて、却って、流入空気が減少してしまうことを発見した。
そこで、請求項５に記載の発明では、第１空間（３１）に流入する流入空気の風量を検出する風量検出手段（１８）の検出風量が所定風量以下のときには、両空間（３１、３２）を連通させる連通口（１３）を閉じ、一方、検出風量が所定風量より大きいときには、連通口（１３）を開くことを特徴とする。
【００１５】
これにより、通風抵抗が小さくなるので、流入空気が減少してしまうことを防止できる。
請求項６に記載の発明では、第１空間（３１）に流入する流入空気の温度を検出する温度検出手段（１７）を設け、さらに、温度検出手段（１７）の検出温度が所定温度未満のときには、流入空気を第２空間（３２）に流入させることなく、エンジンルーム（３）外に放出させることを特徴とする。
【００１６】
これにより、冬季やコールドスタート時において、水冷エンジン（１）の表面からの放熱することを抑制できる。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用冷却装置において、前記流入空気を強制的に前記第１空間（３１）外に放出する送風機（７１、７２）を有することを特徴とする。
ところで、ラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間を完全に密閉することは一般的に困難であるため、単純に第１、２空気通路（６１、６２）を形成したのみでは、ラジエータ（４）を通過した空気がラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間からラジエータ（４）の上流側に逆流するおそれがある。
これに対して、請求項７に記載の発明では、流入空気を強制的に第１空間（３１）外に放出する送風機（７１、７２）を有しているので、ラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間の密閉性が不完全であっても、ラジエータ（４）を通過した空気がラジエータ（４）の上流側に逆流することを防止できる。したがって、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを確実に防止することができる。
請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載の車両用冷却装置において、前記送風機は、具体的には空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン（７１ａ）で構成すればよい。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用冷却装置の模式図である。
図１中、１は車両走行用の水冷エンジン（水冷式内燃機関）であり、この水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）は、車両前方側に向けて開口して空気を内部に取り込む空気口（フロントグリル）２が形成されたエンジンルーム（機械室）３内に搭載されている。なお、エンジン１は、エンジンルーム３内のうち空気口２からみて空気流れ下流側に位置している。
【００１８】
そして、エンジンルーム３内のうち空気口２とエンジン１との間には、エンジン１内を循環してエンジン１を冷却する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ４が配設され、このラジエータ４より空気流れ上流側には、車両用空調装置の放熱装置をなすコンデンサ５が配設されている。
また、ラジエータ４とエンジン１との間には、エンジンルーム３内をラジエータ３側の第１空間３１とエンジン１側の第２空間３２とに区画する区画壁をなす樹脂製のシュラウド６が配設されている。そして、シュラウド６のうち上方側には、空気口２から第１空間３１内に流入した空気（以下、この空気を流入空気と呼ぶ。）を第２空間３２に導く第１空気通路６１が形成され、一方、下方側には流入空気をエンジンルーム３外に導く第２空気通路６２が形成されている。なお、６３はラジエータ４とシュラウド６とによって形成されて、ラジエータ４を通過した空気を両空気通路６１、６２に導く第３空気通路である。
【００１９】
そして、第１空気通路６１には、エンジン１の上方側（車両後方）に向けて空気を吹き出す第１吹出口６１ａと、パワステアリング用油圧ポンプ１１、車両空調装置用の圧縮機１２及びジェネレータ（オルタネータ）等のエンジン１と連動して稼働する補機（第２空間３２の下方側）に向けて空気を吹き出す第２吹出口６１ｂとが形成されている。
【００２０】
ところで、第１空間３１のうちラジエータ４の上方側には、流入空気をラジエータ４を迂回させて第１空気通路６１に導くバイパス通路３１ａが形成されており、このバイパス通路３１ａは、第１空気通路６１に加えて、第３空気通路６３にも連通している。
そして、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３との連結部位には、バイパス通路３１ａ、第３空気通路６３及び第１空気通路６１の連通状態を調節するとともに、流入空気を強制的に第１空間３１外に放出する第１送風機７１が配設されている。一方、第２空気通路６２には、第３空気通路６３を経由して第２空気通路６２に流入した空気を強制的にエンジンルーム３外に放出する第２送風機７２が配設されている。
【００２１】
なお、両送風機７１、７２共に空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン（クロスフローファン）である。そして、第１送風機７１は、クロスフローファン（多翼形羽根車）７１ａ周りに回転可能に配設された、断面円弧状のロータリドア７１ｂを回転させることにより、各通路３１ａ、６１、６３の連通状態を調節する。
【００２２】
因みに、図１からも明らかなように、空気口２から見たコンデンサ５の面積（車両上下左右方向に平行な面への投影面積）は、空気口２から見たラジエータ４の面積（流入空気流れに直交する面への投影面積）より大きくなっており、このラジエータ４及びコンデンサ５との面積差は、パイパス通路３１ａの通路断面積にほぼ相当するものである。
【００２３】
次に、本実施形態の作動を述べる。
１．第１モード（図１参照）
この第１モードは、夏季等の外気温度が高いときのエンジン１の始動直後、またはエンジン１の負荷が小さいときのごとく、エンジン１の発熱量が小さく、ラジエータ４で多くの放熱能力を必要としないときに実行されるモードである。
【００２４】
具体的には、ロータリドア７１ｂによりバイパス通路３１ａ及び第３空気通路６３と第１空気通路６１とを連通させるとともに、両送風機７１、７２を稼働させて流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
２．第２モード（図２参照）
この第２モードは、エンジン１の負荷が増大したときに実行されるモードである。
【００２５】
具体的には、ロータリドア７１ｂによりバイパス通路３１ａを閉じてラジエータ４を迂回していた流入空気をラジエータ４を通過させるとともに、両送風機７１、７２を稼働させてラジエータ４を通過して第３空気通路６３に流入した空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００２６】
３．第３モード（図３参照）
この第３モードは、冬季等の外気温度が低いときに実行されるモードである。具体的には、ロータリドア７１ｂにより第１空気通路６１（両吹出口６１ａ、６１ｂ）を閉じるとともに、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３とを連通させて流入空気全量を第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００２７】
なお、本実施形態では、各モードの切替えは、エンジン１に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ（図示せず）の検出温度、及び空気口２に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ（図示せず）の検出温度に基づいて行っている。
具体的には、外気温センサの検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0以上であって、水温センサの検出温度ＴW が所定温度Ｔw0未満であるときには、外気温度が高く、エンジン１の負荷が小さい状態であるとみなして第１モードを実行し、検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0以上であって、検出温度ＴW が所定温度Ｔw0以上であるときには、外気温度が高く、エンジン１の負荷が増大したものとみなして第２モードを実行し、さらに、検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0未満であるときには外気温度が低下したものとみなして第３モードを実行する。
【００２８】
また、第２送風機７２は、車両用空調装置が停止し、かつ、検出温度ＴW が所定温度Ｔw0未満のとき以外は常に稼働する。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、ラジエータ４とエンジン１の間に第１空間３１と第２空間３２とに区画するシュラウド６が配設されているので、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できる。したがって、例えば冬季やコールドスタート時において、ラジエータ４を通過した空気によりエンジン１が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
【００２９】
また、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できるので、エンジン１に衝突した空気がエンジンルーム３の内壁側部とラジエータ４との隙間を通過してラジエータ４の上流側まで回り込むことを防止でき、ラジエータ４の放熱能力が低下することを防止できる。
以上に述べたように、本実施形態に係る車両用冷却装置によれば、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータ４の放熱能力が低下することを防止することができる。
【００３０】
ところで、仮に、第１、２空気通路６１、６２が形成されていない場合には、ラジエータ４及びコンデンサ５を通過した空気の行き場所がなくなるため、空気口２から新しい外気が第１空間３１（エンジンルーム３）内に流入しなくなるのみならず、ラジエータ４を通過した空気がシュラウド６に衝突して空気口２側に向かって逆流するといった問題が発生するおそれがある。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、流入空気を第１空間３１外（エンジンルーム３外及び第２空間３２側に導く第１、２空気通路６１、６２が形成されているので、上記問題が発生することを未然に防止することができる。したがって、ラジエータ４及びコンデンサ５の放熱能力が低下することを防止できる。
また、第１、２モードでは、流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出されているので、シュラウド６によりエンジンルーム３が区画された場合であっても、油圧ポンプ１１等の空冷の補機を冷却することができる。
【００３２】
また、第１吹出口６１ａからエンジン１の上方側に向けて空気が吹き出されるので、エンジン１に吸入される空気の温度を比較的低く保つことができ、エンジン１の出力を向上させることができる。
ところで、ラジエータ４の外形状は略矩形であるのに対して、エンジンルーム３の形状は、必ずしもラジエータ４の外形状と相似形状でないので、ラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間を完全に密閉することが困難である。このため、単純に第１、２空気通路６１、６２を形成したのみでは、ラジエータ４を通過した空気がラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間からラジエータ４の上流側に逆流するおそれがある。
【００３３】
これに対して、本実施形態では、流入空気を強制的に第１空間３１外に放出する第１、２送風機７１、７２を有しているので、ラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間の密閉性が不完全であっても、ラジエータ４を通過した空気がラジエータ４の上流側に逆流することを防止できる。したがって、ラジエータ４の放熱能力が低下することを確実に防止することができる。
【００３４】
ところで、空気口２と第１、２空気通路６１、６２との間の通風抵抗（圧力損失）を考えた場合、本実施形態では、上述のごとく、バイパス通路３１ａを開閉することによりラジエータ４を通過する風量を調節しているので、バイパス通路３１ａを開いたときの方がバイパス通路３１ａを閉じたときに比べて、通風抵抗が小さくなる。
【００３５】
したがって、バイパス通路３１ａを開く第１モード時には、コンデンサ５を通過する風量を他のモードに比べて大きくすることができるので、第１モードでは、他のモードに比べてコンデンサ５の放熱能力を増大させることができる。
一方、第１モードではエンジン１の負荷が小さいので、通常はエンジン回転数も余り高くないので、車両用空調装置（冷凍サイクル）内を循環する冷媒量も少なくなり、冷房能力（冷凍能力）が低下するおそれがある。しかし、第１モードでは、前述のごとく、コンデンサ５の放熱能力が増大しているので、冷房能力が過度に低下することを抑制することができる。
【００３６】
また、バイパス通路３１ａを閉じる第２モードでは、第１モードに比べて通風抵抗が増大するので、コンデンサ５を通過する風量が小さくなるものの、バイパス通路３１ａを通過していた空気がラジエータ４を通過するので、ラジエータ４を通過する風量が増大し、ラジエータ４の冷却能力が増大する。したがって、エンジン１の負荷が増大し、冷却水温度が上昇したときに、ラジエータ４の冷却能力を増大させることができるので、エンジン１の出力が低下することを防止しつつ、エンジン１の燃費が悪化することを防止できる。
【００３７】
なお、第２モードでは、コンデンサ５を通過する風量が小さくなるので、冷房能力が低下するおそれがあるが、エンジン１の負荷が大きいときには、一般的にエンジン１の回転数が高く、車両用空調装置（冷凍サイクル）内を循環する冷媒量も増大するので、冷房能力が大きく低下することを防止できる。
（第２実施形態）
上述の実施形態では、第１、２空気通路６１、６２、第１送風機７１（ロータリドア７１ｂを含む。）及び第２送風機７２により、流入空気を第１空間３１外に放出する空気放出手段を構成したが、本実施形態は、両送風機７１、７２を廃止して図４〜６に示すように、１つの軸流ファン８と、バイパス通路３１ａを開閉する第１開閉ドア８１及び第１空気通路６１（第１、２吹出口６１ａ、６１ｂ）を開閉する第２開閉ドア８２とから構成したものである。
【００３８】
なお、図４は第１モードを示しており、両開閉ドア８１、８２を開いて流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
また、図５は第２モードを示しており、バイパス通路３１ａを閉じてラジエータ４を迂回していた流入空気をラジエータ４を通過させるとともに、ラジエータ４を通過して第３空気通路６３に流入した空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００３９】
さらに、図６は第３モードを示しており、第１空気通路６１（両吹出口６１ａ、６１ｂ）を閉じるとともに、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３とを連通させて流入空気全量を第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
（第３実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、第１空間３１と第２区間３２とを区画するシュラウド６に両空間３１、３２を連通させる連通口１３を形成するとともに、連通口１３を開閉する第３開閉ドア（開閉手段）１４を設けたものである。なお、第３開閉ドア１４は、通路を開閉するドア部１４ａ、１４ｂを２枚有するように断面形状が略くの字に形成されている。
【００４０】
因みに、第１開閉ドア８１及び第３開閉ドア１４、並びに両送風機７１、７２の作動制御は、図８に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）１５により制御されており、このＥＣＵ１５には、エンジン１に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ１６の検出温度ＴW 、空気口３に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ（温度検出手段）１７の検出温度Ｔa 、及び車両速度を検出する車速センサ（風量検出手段）１８の検出速度Ｖが入力されている。
【００４１】
１．第４モード（図７参照）
このモードは、春、夏、秋等の外気温度（検出温度Ｔa ）が所定温度（本実施形態では約２０℃）以上であって、車両速度（検出速度Ｖ）が所定速度（本実施形態では２０ｋｍ／ｈ）以下のときに実行されるモードであり、この第４モードでは、連通口１３を閉じるとともに、バイパス通路３１ａを連通させる。
【００４２】
これにより、空気口３から流入した流入空気の一部は、第１空気通路６１を経由して第１吹出口６１ａから第２空間３２（エンジン１）の上方側に吹き出され、その他は、第２空気通路６２を経由してエンジンルーム３外に吹き出される。なお、第１開閉ドア８１は、上記第１、２モードと同様に、エンジン負荷の増減に応じて開閉制御されるものであり、エンジン負荷が大きくなるほどバイパス通路３１ａの開度を小さくしてラジエータ４を通過する風量を増大させ、一方、エンジン負荷が小さくなるほどバイパス通路３１ａの開度を増大させてラジエータ４を通過する風量を減少させる。
【００４３】
２．第５モード（図９参照）
このモードは、外気温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度未満のときに実行されるモードであり、この第５モードでは、連通口１３を開くとともに、第１開閉ドア８１を第４モードと同様にエンジン負荷に応じて作動させてバイパス通路３１ａ連通させる。
【００４４】
これにより、バイパス通路３１ａを通過した多くの流入空気は、第１空気通路６１を経由して第１吹出口６１ａから第２空間３２（エンジン１）の上方側に吹き出され、ラジエータ４を通過した流入空気の一部は、第２空気通路６２を経由してエンジンルーム３外に吹き出され、その他の多くは、連通口１３から第２空間３２内に吹き出される。
【００４５】
３．第６モード（図１０参照）
このモードは、上記第３モードと同様に外気温度が低いときに実行されるモードであり、この第６モードでは、バイパス通路３１ａ及び連通口１３が閉じられるとともに、第３開閉ドア１４を利用してラジエータ４を通過した流入空気が第１空気通路６１側に向かって流通することを防止する。
【００４６】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
発明者等の試験経験等によれば、第１、２実施形態では、車両速度が上昇して走行風圧により流入空気の風量が増大すると、シュラウド６が通風抵抗となって、シュラウド６を有していない場合に比べて、却って、流入空気が（時速４０ｋｍ／ｈでは約１５％）減少してしまうことを発見した。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、車両速度が所定速度以上となったときには、連通口１３が開かれるので、通風抵抗が小さくなり、流入空気が減少してしまうことを防止できる。
なお、車両速度が所定速度以上となったときには、流入空気の一部は、連通口１３を通過してエンジン１に衝突するが、車両速度が所定速度以上であるため、エンジン１に衝突してラジエータ４の上流側まで回り込んだ空気が、再びラジエータ４を通過するといった問題は殆ど発生しない。
【００４８】
また、外気温度が低いときには、バイパス通路３１ａ及び連通口１３が閉じられて流入空気は第２空間３２に流入することなく、エンジンルーム３外に放出されるので、エンジン１の表面からの放熱が抑制される。
延いては、エンジン冷却水が低下してしまうことを防止できるので、エンジン冷却水を熱源として車室内の暖房を図るヒータコア（図示せず）において、暖房能力が不足することを防止できる。
【００４９】
因みに、一般的に、クロスフローファンは軸流ファンに比べて、流入空気に対する通風抵抗が大きいので、流入空気の減少量は、クロスフローファンを採用した方が軸流ファンを採用した場合に比べて大きい。したがって、本実施形態は、クロスフローファンを採用したものに対して特に有効的である。
なお、本実施形態では、車両速度を検出することにより、間接的に流入空気の風量を検出したが、車速センサ１８に代えて流入空気の風量を直接に検出する風量計を設けてもよい。
【００５０】
（第４実施形態）
第３実施形態では、車両速度に基づいてサーボモータ等の駆動手段を用いて第３開閉ドア１４を開閉作動させたが、本実施形態は、図１１〜１３に示すように、第３開閉ドア１４をゴム等の弾性部材に構成し、第３開閉ドア１４に作用する流入空気の動圧（風圧）が所定圧力以上となったときは自動的に開き、一方、動圧が所定圧力未満となったときには自動的に閉じるようにしたものである。
【００５１】
なお、１４ｃは第６モード時にラジエータ４を通過した空気が第１空気通路６１側に向けて流通することを抑制する第４ドアであり、図１１は第４モードを示し、図１２は第５モードを示し、図１３は第６モードを示すものである。
因みに、本実施形態では、第３開閉ドア１４全体を弾性部材にて形成したが、板バネ又はねじりコイルバネにより連通口１３を開閉するドア部を開閉するようにしてもよい。
【００５２】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１４〜１６に示すように、第３開閉ドア１４のドア部１４ａを第４実施形態と同様に、弾性部材にて形成し、ドア部１４ｂを樹脂や金属等の剛体にて形成したものである。
なお、図１４は第４モードを示し、図１５は第５モードを示し、図１６は第６モードを示すものである。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１、２空気通路６１、６２は、エンジンルム３の上下にそれぞれ形成されていたが、両空気通路６１、６２それぞれをエンジンルム３の左右などその他の場所に形成してもよい。
また、第１空気通路６１をエンジンルーム３の下方側とし、第２空気通路６２をエンジンルーム３の上方側に形成してもよい。
【００５４】
また、本発明に係る車両用冷却装置は、内燃機関を走行用エンジンとする車両に限定されるものではなく、電気モータを走行用エンジンとする電気式車両（鉄道車両を含む。）に対しても適用することができる。この場合、走行用電動モータは冷却水にて冷却される水冷式であることが必要である。なお、電気式車両の場合の補機とは、前述のごとく、車両用空調装置の圧縮機１２は勿論、インバータ等の電気モータを制御する半導体素子等の発熱機器も含まれる意味である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る第１モードを示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る第２モードを示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る第３モードを示す模式図である。
【図４】第２実施形態に係る第１モードを示す模式図である。
【図５】第２実施形態に係る第２モードを示す模式図である。
【図６】第２実施形態に係る第３モードを示す模式図である。
【図７】第３実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係る車両用冷却装置第の制御系のブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【図１１】第４実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図１２】第４実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１３】第４実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【図１４】 第５実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図１５】 第５実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１６】 第５実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【符号の説明】
１…水冷エンジン、２…空気口、３…エンジンルーム、４…ラジエータ、
５…コンデンサ、６…シュラウド（区画壁）、３１ａ…バイパス通路、
６１…第１空気通路、６２…第２空気通路、７１…第１送風機、
７２…第２送風機。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）の冷却装置に関するもので、車両用冷却装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用冷却装置は、例えば特開平４−２５７７３５号公報に記載のごとく、エンジンルーム前方側からエンジンルーム内に流入する空気流れに対して、ラジエータをエンジンの上流側に配設している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の車両用冷却装置では、ラジエータを通過した空気は直接にエンジンに衝突するので、例えば冬期やエンジン始動直後等のコールドスタート時には、ラジエータを通過した空気によりエンジンが冷却されるため、暖機運転に長時間を要するという問題がある。
【０００４】
ところで、ラジエータを通過した空気は、前述のごとく、エンジンに衝突してエンジンを冷却するので、例えば、夏季エンジン暖気後では、この衝突した空気の温度はラジエータを通過した直後より高くなるとともに、衝突した空気の一部は、エンジンルームの内壁側部とラジエータとの隙間を通過してラジエータの上流側まで回り込む。
【０００５】
このため、エンジンに衝突してラジエータの上流側まで回り込んだ空気が、再びラジエータを通過するので、ラジエータの放熱能力が低下してしまうという問題が発生する。
本発明は、上記点に鑑み、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータの放熱能力が低下することを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ラジエータ（４）を通過した空気が直接に水冷エンジン（１）に衝突することを防止できる。したがって、例えば冬季やコールドスタート時において、ラジエータ（４）を通過した空気により水冷エンジン（１）が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
また、夏季でエンジン暖気後では、ラジエータ（４）を通過した空気が直接にエンジン（１）に衝突することを防止できるので、水冷エンジン（１）に衝突した空気がエンジンルーム（３）の内壁側部とラジエータ（４）との隙間を通過してラジエータ（４）の上流側まで回り込むことを防止でき、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを防止できる。
【０００８】
以上に述べたように、本発明によれば、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを防止することができる。
更に、本発明では、開閉手段（７１ｂ）にてバイパス通路（３１ａ）を開閉することで、ラジエータ（４）を通過する風量を調節することができる。
このため、バイパス通路（３１ａ）を開いたときの方がバイパス通路（３１ａ）を閉じたときよりも流入空気の通風抵抗を減少できる。
それ故、夏季のごとく冷房を必要とするときで、かつ、エンジン負荷が小さくてラジエータ（４）の放熱能力が小さくても良い場合は、バイパス通路（３１ａ）を開くことで流入空気の通風抵抗を減少できる。それにより、空調用放熱装置（５）の通過風量を増加して空調用放熱装置（５）の放熱能力を向上できる。
一方、エンジン負荷が大きくてエンジン発熱量が大きい場合は、バイパス通路（３１ａ）を閉じることで、ラジエータ（４）の通過風量を増加してラジエータ（４）の冷却能力を向上できる。
また、本発明では、開閉手段（７１ｂ）にてバイパス通路（３１ａ）を開いたときには、ラジエータ（４）を迂回した空気流れを第２吹出口（６１ｂ）から第２空間（３２）内の、エンジン以外の発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出すことができる。ここで、バイパス通路（３１ａ）の空気流れは、ラジエータ（４）で吸熱していない比較的低温の空気流れであるから、エンジン以外の発熱機器（１１、１２）を効果的に冷却することができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用冷却装置において、前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記エンジンルーム（３）外に導く別の空気通路（６２、６３）を有することを特徴とする。
【００１０】
これによると、空調用放熱装置（５）及びラジエータ（４）通過後の空気を、空気通路（６１、６３）により第１空間（３１）から第２空間（３２）側へ導くとともに、別の空気通路（６２、６３）によってエンジンルーム（３）外に導くことができる。
請求項３に記載の発明では、空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記空気口（２）から前記第１空間（３１）内に流入した流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く一方の空気通路（６１、６３）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記エンジンルーム（３）外に導く他方の空気通路（６２、６３）と、
前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、請求項３に記載の発明においても、請求項１及び請求項２と同様の作用効果を発揮できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記水冷エンジン（１）が搭載されるエンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明においても、請求項１と同様の作用効果を発揮できる。
【００１４】
ところで、発明者等の試験経験等によれば、車両走行時、流入空気の風量が増大すると、区画壁（６）が通風抵抗となって、区画壁（６）を有していない場合に比べて、却って、流入空気が減少してしまうことを発見した。
そこで、請求項５に記載の発明では、第１空間（３１）に流入する流入空気の風量を検出する風量検出手段（１８）の検出風量が所定風量以下のときには、両空間（３１、３２）を連通させる連通口（１３）を閉じ、一方、検出風量が所定風量より大きいときには、連通口（１３）を開くことを特徴とする。
【００１５】
これにより、通風抵抗が小さくなるので、流入空気が減少してしまうことを防止できる。
請求項６に記載の発明では、第１空間（３１）に流入する流入空気の温度を検出する温度検出手段（１７）を設け、さらに、温度検出手段（１７）の検出温度が所定温度未満のときには、流入空気を第２空間（３２）に流入させることなく、エンジンルーム（３）外に放出させることを特徴とする。
【００１６】
これにより、冬季やコールドスタート時において、水冷エンジン（１）の表面からの放熱することを抑制できる。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用冷却装置において、前記流入空気を強制的に前記第１空間（３１）外に放出する送風機（７１、７２）を有することを特徴とする。
ところで、ラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間を完全に密閉することは一般的に困難であるため、単純に第１、２空気通路（６１、６２）を形成したのみでは、ラジエータ（４）を通過した空気がラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間からラジエータ（４）の上流側に逆流するおそれがある。
これに対して、請求項７に記載の発明では、流入空気を強制的に第１空間（３１）外に放出する送風機（７１、７２）を有しているので、ラジエータ（４）とエンジンルーム（３）の内壁との隙間の密閉性が不完全であっても、ラジエータ（４）を通過した空気がラジエータ（４）の上流側に逆流することを防止できる。したがって、ラジエータ（４）の放熱能力が低下することを確実に防止することができる。
請求項８に記載の発明のように、請求項７に記載の車両用冷却装置において、前記送風機は、具体的には空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン（７１ａ）で構成すればよい。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用冷却装置の模式図である。
図１中、１は車両走行用の水冷エンジン（水冷式内燃機関）であり、この水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）は、車両前方側に向けて開口して空気を内部に取り込む空気口（フロントグリル）２が形成されたエンジンルーム（機械室）３内に搭載されている。なお、エンジン１は、エンジンルーム３内のうち空気口２からみて空気流れ下流側に位置している。
【００１８】
そして、エンジンルーム３内のうち空気口２とエンジン１との間には、エンジン１内を循環してエンジン１を冷却する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ４が配設され、このラジエータ４より空気流れ上流側には、車両用空調装置の放熱装置をなすコンデンサ５が配設されている。
また、ラジエータ４とエンジン１との間には、エンジンルーム３内をラジエータ３側の第１空間３１とエンジン１側の第２空間３２とに区画する区画壁をなす樹脂製のシュラウド６が配設されている。そして、シュラウド６のうち上方側には、空気口２から第１空間３１内に流入した空気（以下、この空気を流入空気と呼ぶ。）を第２空間３２に導く第１空気通路６１が形成され、一方、下方側には流入空気をエンジンルーム３外に導く第２空気通路６２が形成されている。なお、６３はラジエータ４とシュラウド６とによって形成されて、ラジエータ４を通過した空気を両空気通路６１、６２に導く第３空気通路である。
【００１９】
そして、第１空気通路６１には、エンジン１の上方側（車両後方）に向けて空気を吹き出す第１吹出口６１ａと、パワステアリング用油圧ポンプ１１、車両空調装置用の圧縮機１２及びジェネレータ（オルタネータ）等のエンジン１と連動して稼働する補機（第２空間３２の下方側）に向けて空気を吹き出す第２吹出口６１ｂとが形成されている。
【００２０】
ところで、第１空間３１のうちラジエータ４の上方側には、流入空気をラジエータ４を迂回させて第１空気通路６１に導くバイパス通路３１ａが形成されており、このバイパス通路３１ａは、第１空気通路６１に加えて、第３空気通路６３にも連通している。
そして、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３との連結部位には、バイパス通路３１ａ、第３空気通路６３及び第１空気通路６１の連通状態を調節するとともに、流入空気を強制的に第１空間３１外に放出する第１送風機７１が配設されている。一方、第２空気通路６２には、第３空気通路６３を経由して第２空気通路６２に流入した空気を強制的にエンジンルーム３外に放出する第２送風機７２が配設されている。
【００２１】
なお、両送風機７１、７２共に空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン（クロスフローファン）である。そして、第１送風機７１は、クロスフローファン（多翼形羽根車）７１ａ周りに回転可能に配設された、断面円弧状のロータリドア７１ｂを回転させることにより、各通路３１ａ、６１、６３の連通状態を調節する。
【００２２】
因みに、図１からも明らかなように、空気口２から見たコンデンサ５の面積（車両上下左右方向に平行な面への投影面積）は、空気口２から見たラジエータ４の面積（流入空気流れに直交する面への投影面積）より大きくなっており、このラジエータ４及びコンデンサ５との面積差は、パイパス通路３１ａの通路断面積にほぼ相当するものである。
【００２３】
次に、本実施形態の作動を述べる。
１．第１モード（図１参照）
この第１モードは、夏季等の外気温度が高いときのエンジン１の始動直後、またはエンジン１の負荷が小さいときのごとく、エンジン１の発熱量が小さく、ラジエータ４で多くの放熱能力を必要としないときに実行されるモードである。
【００２４】
具体的には、ロータリドア７１ｂによりバイパス通路３１ａ及び第３空気通路６３と第１空気通路６１とを連通させるとともに、両送風機７１、７２を稼働させて流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
２．第２モード（図２参照）
この第２モードは、エンジン１の負荷が増大したときに実行されるモードである。
【００２５】
具体的には、ロータリドア７１ｂによりバイパス通路３１ａを閉じてラジエータ４を迂回していた流入空気をラジエータ４を通過させるとともに、両送風機７１、７２を稼働させてラジエータ４を通過して第３空気通路６３に流入した空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００２６】
３．第３モード（図３参照）
この第３モードは、冬季等の外気温度が低いときに実行されるモードである。具体的には、ロータリドア７１ｂにより第１空気通路６１（両吹出口６１ａ、６１ｂ）を閉じるとともに、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３とを連通させて流入空気全量を第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００２７】
なお、本実施形態では、各モードの切替えは、エンジン１に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ（図示せず）の検出温度、及び空気口２に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ（図示せず）の検出温度に基づいて行っている。
具体的には、外気温センサの検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0以上であって、水温センサの検出温度ＴW が所定温度Ｔw0未満であるときには、外気温度が高く、エンジン１の負荷が小さい状態であるとみなして第１モードを実行し、検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0以上であって、検出温度ＴW が所定温度Ｔw0以上であるときには、外気温度が高く、エンジン１の負荷が増大したものとみなして第２モードを実行し、さらに、検出温度Ｔa が所定温度Ｔa0未満であるときには外気温度が低下したものとみなして第３モードを実行する。
【００２８】
また、第２送風機７２は、車両用空調装置が停止し、かつ、検出温度ＴW が所定温度Ｔw0未満のとき以外は常に稼働する。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、ラジエータ４とエンジン１の間に第１空間３１と第２空間３２とに区画するシュラウド６が配設されているので、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できる。したがって、例えば冬季やコールドスタート時において、ラジエータ４を通過した空気によりエンジン１が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
【００２９】
また、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できるので、エンジン１に衝突した空気がエンジンルーム３の内壁側部とラジエータ４との隙間を通過してラジエータ４の上流側まで回り込むことを防止でき、ラジエータ４の放熱能力が低下することを防止できる。
以上に述べたように、本実施形態に係る車両用冷却装置によれば、暖機運転時間の短縮化を図りつつ、ラジエータ４の放熱能力が低下することを防止することができる。
【００３０】
ところで、仮に、第１、２空気通路６１、６２が形成されていない場合には、ラジエータ４及びコンデンサ５を通過した空気の行き場所がなくなるため、空気口２から新しい外気が第１空間３１（エンジンルーム３）内に流入しなくなるのみならず、ラジエータ４を通過した空気がシュラウド６に衝突して空気口２側に向かって逆流するといった問題が発生するおそれがある。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、流入空気を第１空間３１外（エンジンルーム３外及び第２空間３２側に導く第１、２空気通路６１、６２が形成されているので、上記問題が発生することを未然に防止することができる。したがって、ラジエータ４及びコンデンサ５の放熱能力が低下することを防止できる。
また、第１、２モードでは、流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出されているので、シュラウド６によりエンジンルーム３が区画された場合であっても、油圧ポンプ１１等の空冷の補機を冷却することができる。
【００３２】
また、第１吹出口６１ａからエンジン１の上方側に向けて空気が吹き出されるので、エンジン１に吸入される空気の温度を比較的低く保つことができ、エンジン１の出力を向上させることができる。
ところで、ラジエータ４の外形状は略矩形であるのに対して、エンジンルーム３の形状は、必ずしもラジエータ４の外形状と相似形状でないので、ラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間を完全に密閉することが困難である。このため、単純に第１、２空気通路６１、６２を形成したのみでは、ラジエータ４を通過した空気がラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間からラジエータ４の上流側に逆流するおそれがある。
【００３３】
これに対して、本実施形態では、流入空気を強制的に第１空間３１外に放出する第１、２送風機７１、７２を有しているので、ラジエータ４とエンジンルーム３の内壁との隙間の密閉性が不完全であっても、ラジエータ４を通過した空気がラジエータ４の上流側に逆流することを防止できる。したがって、ラジエータ４の放熱能力が低下することを確実に防止することができる。
【００３４】
ところで、空気口２と第１、２空気通路６１、６２との間の通風抵抗（圧力損失）を考えた場合、本実施形態では、上述のごとく、バイパス通路３１ａを開閉することによりラジエータ４を通過する風量を調節しているので、バイパス通路３１ａを開いたときの方がバイパス通路３１ａを閉じたときに比べて、通風抵抗が小さくなる。
【００３５】
したがって、バイパス通路３１ａを開く第１モード時には、コンデンサ５を通過する風量を他のモードに比べて大きくすることができるので、第１モードでは、他のモードに比べてコンデンサ５の放熱能力を増大させることができる。
一方、第１モードではエンジン１の負荷が小さいので、通常はエンジン回転数も余り高くないので、車両用空調装置（冷凍サイクル）内を循環する冷媒量も少なくなり、冷房能力（冷凍能力）が低下するおそれがある。しかし、第１モードでは、前述のごとく、コンデンサ５の放熱能力が増大しているので、冷房能力が過度に低下することを抑制することができる。
【００３６】
また、バイパス通路３１ａを閉じる第２モードでは、第１モードに比べて通風抵抗が増大するので、コンデンサ５を通過する風量が小さくなるものの、バイパス通路３１ａを通過していた空気がラジエータ４を通過するので、ラジエータ４を通過する風量が増大し、ラジエータ４の冷却能力が増大する。したがって、エンジン１の負荷が増大し、冷却水温度が上昇したときに、ラジエータ４の冷却能力を増大させることができるので、エンジン１の出力が低下することを防止しつつ、エンジン１の燃費が悪化することを防止できる。
【００３７】
なお、第２モードでは、コンデンサ５を通過する風量が小さくなるので、冷房能力が低下するおそれがあるが、エンジン１の負荷が大きいときには、一般的にエンジン１の回転数が高く、車両用空調装置（冷凍サイクル）内を循環する冷媒量も増大するので、冷房能力が大きく低下することを防止できる。
（第２実施形態）
上述の実施形態では、第１、２空気通路６１、６２、第１送風機７１（ロータリドア７１ｂを含む。）及び第２送風機７２により、流入空気を第１空間３１外に放出する空気放出手段を構成したが、本実施形態は、両送風機７１、７２を廃止して図４〜６に示すように、１つの軸流ファン８と、バイパス通路３１ａを開閉する第１開閉ドア８１及び第１空気通路６１（第１、２吹出口６１ａ、６１ｂ）を開閉する第２開閉ドア８２とから構成したものである。
【００３８】
なお、図４は第１モードを示しており、両開閉ドア８１、８２を開いて流入空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
また、図５は第２モードを示しており、バイパス通路３１ａを閉じてラジエータ４を迂回していた流入空気をラジエータ４を通過させるとともに、ラジエータ４を通過して第３空気通路６３に流入した空気の一部を第１空気通路６１から第２空間３２内に吹き出し、その他は第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
【００３９】
さらに、図６は第３モードを示しており、第１空気通路６１（両吹出口６１ａ、６１ｂ）を閉じるとともに、バイパス通路３１ａと第３空気通路６３とを連通させて流入空気全量を第２空気通路６２（エンジンルーム３の下方側）からエンジンルーム３外に放出する。
（第３実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、第１空間３１と第２区間３２とを区画するシュラウド６に両空間３１、３２を連通させる連通口１３を形成するとともに、連通口１３を開閉する第３開閉ドア（開閉手段）１４を設けたものである。なお、第３開閉ドア１４は、通路を開閉するドア部１４ａ、１４ｂを２枚有するように断面形状が略くの字に形成されている。
【００４０】
因みに、第１開閉ドア８１及び第３開閉ドア１４、並びに両送風機７１、７２の作動制御は、図８に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）１５により制御されており、このＥＣＵ１５には、エンジン１に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ１６の検出温度ＴW 、空気口３に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ（温度検出手段）１７の検出温度Ｔa 、及び車両速度を検出する車速センサ（風量検出手段）１８の検出速度Ｖが入力されている。
【００４１】
１．第４モード（図７参照）
このモードは、春、夏、秋等の外気温度（検出温度Ｔa ）が所定温度（本実施形態では約２０℃）以上であって、車両速度（検出速度Ｖ）が所定速度（本実施形態では２０ｋｍ／ｈ）以下のときに実行されるモードであり、この第４モードでは、連通口１３を閉じるとともに、バイパス通路３１ａを連通させる。
【００４２】
これにより、空気口３から流入した流入空気の一部は、第１空気通路６１を経由して第１吹出口６１ａから第２空間３２（エンジン１）の上方側に吹き出され、その他は、第２空気通路６２を経由してエンジンルーム３外に吹き出される。なお、第１開閉ドア８１は、上記第１、２モードと同様に、エンジン負荷の増減に応じて開閉制御されるものであり、エンジン負荷が大きくなるほどバイパス通路３１ａの開度を小さくしてラジエータ４を通過する風量を増大させ、一方、エンジン負荷が小さくなるほどバイパス通路３１ａの開度を増大させてラジエータ４を通過する風量を減少させる。
【００４３】
２．第５モード（図９参照）
このモードは、外気温度が所定温度以上であって、車両速度が所定速度未満のときに実行されるモードであり、この第５モードでは、連通口１３を開くとともに、第１開閉ドア８１を第４モードと同様にエンジン負荷に応じて作動させてバイパス通路３１ａ連通させる。
【００４４】
これにより、バイパス通路３１ａを通過した多くの流入空気は、第１空気通路６１を経由して第１吹出口６１ａから第２空間３２（エンジン１）の上方側に吹き出され、ラジエータ４を通過した流入空気の一部は、第２空気通路６２を経由してエンジンルーム３外に吹き出され、その他の多くは、連通口１３から第２空間３２内に吹き出される。
【００４５】
３．第６モード（図１０参照）
このモードは、上記第３モードと同様に外気温度が低いときに実行されるモードであり、この第６モードでは、バイパス通路３１ａ及び連通口１３が閉じられるとともに、第３開閉ドア１４を利用してラジエータ４を通過した流入空気が第１空気通路６１側に向かって流通することを防止する。
【００４６】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
発明者等の試験経験等によれば、第１、２実施形態では、車両速度が上昇して走行風圧により流入空気の風量が増大すると、シュラウド６が通風抵抗となって、シュラウド６を有していない場合に比べて、却って、流入空気が（時速４０ｋｍ／ｈでは約１５％）減少してしまうことを発見した。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、車両速度が所定速度以上となったときには、連通口１３が開かれるので、通風抵抗が小さくなり、流入空気が減少してしまうことを防止できる。
なお、車両速度が所定速度以上となったときには、流入空気の一部は、連通口１３を通過してエンジン１に衝突するが、車両速度が所定速度以上であるため、エンジン１に衝突してラジエータ４の上流側まで回り込んだ空気が、再びラジエータ４を通過するといった問題は殆ど発生しない。
【００４８】
また、外気温度が低いときには、バイパス通路３１ａ及び連通口１３が閉じられて流入空気は第２空間３２に流入することなく、エンジンルーム３外に放出されるので、エンジン１の表面からの放熱が抑制される。
延いては、エンジン冷却水が低下してしまうことを防止できるので、エンジン冷却水を熱源として車室内の暖房を図るヒータコア（図示せず）において、暖房能力が不足することを防止できる。
【００４９】
因みに、一般的に、クロスフローファンは軸流ファンに比べて、流入空気に対する通風抵抗が大きいので、流入空気の減少量は、クロスフローファンを採用した方が軸流ファンを採用した場合に比べて大きい。したがって、本実施形態は、クロスフローファンを採用したものに対して特に有効的である。
なお、本実施形態では、車両速度を検出することにより、間接的に流入空気の風量を検出したが、車速センサ１８に代えて流入空気の風量を直接に検出する風量計を設けてもよい。
【００５０】
（第４実施形態）
第３実施形態では、車両速度に基づいてサーボモータ等の駆動手段を用いて第３開閉ドア１４を開閉作動させたが、本実施形態は、図１１〜１３に示すように、第３開閉ドア１４をゴム等の弾性部材に構成し、第３開閉ドア１４に作用する流入空気の動圧（風圧）が所定圧力以上となったときは自動的に開き、一方、動圧が所定圧力未満となったときには自動的に閉じるようにしたものである。
【００５１】
なお、１４ｃは第６モード時にラジエータ４を通過した空気が第１空気通路６１側に向けて流通することを抑制する第４ドアであり、図１１は第４モードを示し、図１２は第５モードを示し、図１３は第６モードを示すものである。
因みに、本実施形態では、第３開閉ドア１４全体を弾性部材にて形成したが、板バネ又はねじりコイルバネにより連通口１３を開閉するドア部を開閉するようにしてもよい。
【００５２】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１４〜１６に示すように、第３開閉ドア１４のドア部１４ａを第４実施形態と同様に、弾性部材にて形成し、ドア部１４ｂを樹脂や金属等の剛体にて形成したものである。
なお、図１４は第４モードを示し、図１５は第５モードを示し、図１６は第６モードを示すものである。
【００５３】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１、２空気通路６１、６２は、エンジンルム３の上下にそれぞれ形成されていたが、両空気通路６１、６２それぞれをエンジンルム３の左右などその他の場所に形成してもよい。
また、第１空気通路６１をエンジンルーム３の下方側とし、第２空気通路６２をエンジンルーム３の上方側に形成してもよい。
【００５４】
また、本発明に係る車両用冷却装置は、内燃機関を走行用エンジンとする車両に限定されるものではなく、電気モータを走行用エンジンとする電気式車両（鉄道車両を含む。）に対しても適用することができる。この場合、走行用電動モータは冷却水にて冷却される水冷式であることが必要である。なお、電気式車両の場合の補機とは、前述のごとく、車両用空調装置の圧縮機１２は勿論、インバータ等の電気モータを制御する半導体素子等の発熱機器も含まれる意味である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る第１モードを示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る第２モードを示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る第３モードを示す模式図である。
【図４】第２実施形態に係る第１モードを示す模式図である。
【図５】第２実施形態に係る第２モードを示す模式図である。
【図６】第２実施形態に係る第３モードを示す模式図である。
【図７】第３実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係る車両用冷却装置第の制御系のブロック図である。
【図９】第３実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【図１１】第４実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図１２】第４実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１３】第４実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【図１４】 第５実施形態に係る第４モードを示す模式図である。
【図１５】 第５実施形態に係る第５モードを示す模式図である。
【図１６】 第５実施形態に係る第６モードを示す模式図である。
【符号の説明】
１…水冷エンジン、２…空気口、３…エンジンルーム、４…ラジエータ、
５…コンデンサ、６…シュラウド（区画壁）、３１ａ…バイパス通路、
６１…第１空気通路、６２…第２空気通路、７１…第１送風機、
７２…第２送風機。
Claims (8)
- 空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする車両用冷却装置。 - 前記空気口（２）からの流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に、前記エンジンルーム（３）外に導く別の空気通路（６２、６３）を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
- 空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記空気口（２）から前記第１空間（３１）内に流入した流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く一方の空気通路（６１、６３）と、
前記区画壁（６）に形成され、前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記エンジンルーム（３）外に導く他方の空気通路（６２、６３）と、
前記流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする車両用冷却装置。 - 水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）よりも空気流れ上流側に配設され、車両用空調装置の冷媒の放熱を行う空調用放熱装置（５）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記水冷エンジン（１）が搭載されるエンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）及び前記ラジエータ（４）通過後に前記第２空間（３２）に導く空気通路（６１、６３）と、
前記第１空間（３１）に流入する流入空気を前記空調用放熱装置（５）通過後に、前記ラジエータ（４）を迂回して前記第２空間（３２）に導くバイパス通路（３１ａ）と、
前記バイパス通路（３１ａ）を開閉する開閉手段（７１ｂ）とを有し、
さらに、前記第２空間（３２）内には、前記水冷エンジン（１）と異なる発熱機器（１１、１２）が配設されており、
前記バイパス通路（３１ａ）の下流側には、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記第２空間（３２）に対して車両後方に向けて吹き出す第１吹出口（６１ａ）と、前記ラジエータ（４）を迂回した空気流れを前記発熱機器（１１、１２）に向けて吹き出す第２吹出口（６１ｂ）とが形成されていることを特徴とする車両用冷却装置。 - 前記第１空間（３１）に流入する流入空気の風量を検出する風量検出手段（１８）を設け、
前記区画壁（６）に、前記第１、第２空間（３１、３２）を連通させる連通口（１３）を形成し、
前記連通口（１３）を開閉する別の開閉手段（１４）を設け、
さらに、前記風量検出手段（１８）の検出風量が所定風量以下のときには、前記別の開閉手段（１４）により前記連通口（１３）を閉じ、一方、前記検出風量が所定風量より大きいときには、前記別の開閉手段（１４）により前記連通口（１３）を開くことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用冷却装置。 - 前記第１空間（３１）に流入する流入空気の温度を検出する温度検出手段（１７）を設け、
さらに、前記温度検出手段（１７）の検出温度が所定温度未満のときには、前記流入空気を前記第２空間（３２）に流入させることなく、前記エンジンルーム（３）外に放出させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用冷却装置。 - 前記流入空気を強制的に前記第１空間（３１）外に放出する送風機（７１、７２）を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用冷却装置。
- 前記送風機は、空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン（７１ａ）であることを特徴とする請求項７に記載の車両用冷却装置。
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