JP7345734B2 - 冷却システム及び冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンを冷却する冷却システム、及び車両のエンジンを冷却する方法に関する。

車両の走行に伴い、車両のグリルからエンジンルームに空気が流入する。この空気はラジエータにおける冷却水の冷却に利用できるものの、車両の走行にとっては抵抗となり、燃費の悪化を招く。例えば、特許文献１は、車両のグリルに設けられるグリルシャッタ装置を開示している。当該グリルシャッタは、所定条件が成立している場合にグリルを閉止して空気の流入を抑制し、車両が受ける空気抵抗を抑制する。

特開２０１５－２２３９０５号公報

特許文献１記載のグリルシャッタ装置は、異常が生じた場合に車両の走行に支障をきたすおそれがある。具体的には、グリルシャッタ装置に異常が生じてグリルを開放できなくなると、ラジエータにおける冷却水の冷却が困難となり、エンジンのオーバーヒートを招くおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、グリルシャッタの異常時におけるエンジンのオーバーヒートを抑制できる冷却システム及び冷却方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、車両のエンジンを冷却する冷却システムであって、冷却水をエンジン内に形成されたウォータージャケットに供給する冷却水通路であって、車両の底面を形成するアンダーカバーに設けられ冷却水とアンダーカバーの下方の空気とを熱交換させることにより該冷却水を冷却するアンダーカバー冷却水通路を有する、冷却水通路と、冷却水通路に設けられ、冷却水と、車両の前端に設けられた開口部であるグリルからエンジンルームに流入する空気と、を熱交換させることにより該冷却水を冷却するラジエータと、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量を調整する流量調整部と、車両のグリルに設けられ該グリルの有効開口面積を変更するグリルシャッタと、グリルの有効開口面積を大きくしようとする場合のグリルシャッタの異常の有無を判定し、流量調整部を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、グリルシャッタに異常があると判定した場合は、グリルシャッタに異常があると判定しなかった場合と比べて、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように流量調整部を制御する。

上記構成は、冷却水を冷却するための要素として、アンダーカバー冷却水通路及びラジエータを備えている。アンダーカバー冷却水通路は、車両のアンダーカバーに設けられており、冷却水とアンダーカバーの下方の空気とを熱交換させることにより、冷却水を冷却する。

また、コントローラは、グリルシャッタに異常があると判定した場合は、グリルシャッタに異常があると判定しなかった場合と比べて、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように流量調整部を制御する。これにより、グリルシャッタの異常によりグリルからエンジンルームに空気を流入させることが困難になりラジエータにおいて冷却水を十分に冷却できなくなった場合でも、アンダーカバー冷却水通路における冷却水の冷却を促進することができる。この結果、グリルシャッタの異常時におけるエンジンのオーバーヒートを抑制することが可能になる。

本発明において、好ましくは、冷却水通路は、ラジエータの上流側且つアンダーカバー冷却水通路の下流側の分岐部と、ラジエータの下流側且つエンジンの上流側の合流部と、を接続するバイパス通路を有し、流量調整部は、分岐部からバイパス通路に供給される冷却水の流量を調整するバルブを有し、コントローラは、グリルシャッタに異常があると判定した場合は、グリルシャッタに異常があると判定しなかった場合と比べて、分岐部からバイパス通路に供給される冷却水の流量が大きくなるようにバルブを制御する。
この構成によれば、グリルシャッタの異常によりグリルからエンジンルームに空気を流入させることが困難になりラジエータにおいて冷却水を十分に冷却できなくなった場合に、分岐部からバイパス通路に供給される冷却水の流量を大きくすることができる。これにより、ラジエータに冷却水を供給した場合と比べて冷却水が受ける抵抗を小さくし、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量を増加させることができる。この結果、アンダーカバー冷却水通路における冷却水の冷却が促進されるため、エンジンのオーバーヒートを確実に抑制することが可能になる。

本発明において、好ましくは、コントローラは、車両の走行速度を取得し、取得した走行速度が大きいほど、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように流量調整部を制御する。
この構成によれば、車両が比較的高速で走行している場合に、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなる。これにより、アンダーカバー冷却水通路において、当該冷却水と、アンダーカバーの下方を高速で流れる空気との熱交換を促進し、冷却水を効果的に冷却することが可能になる。

上述した目的を達成するための本発明の他の態様は、車両のエンジンを冷却する冷却方法であって、車両は、冷却水をエンジン内に形成されたウォータージャケットに供給する冷却水通路であって、車両の底面を形成するアンダーカバーに設けられ冷却水とアンダーカバーの下方の空気とを熱交換させることにより冷却水を冷却するアンダーカバー冷却水通路を有する、冷却水通路と、冷却水通路に設けられ、冷却水と、車両の前端に設けられた開口部であるグリルからエンジンルームに流入する空気と、を熱交換させることにより冷却水を冷却するラジエータと、車両のグリルに設けられグリルの有効開口面積を変更するグリルシャッタと、を備える冷却システムを搭載しており、グリルの有効開口面積を大きくしようとする場合のグリルシャッタの異常を判定するステップと、グリルシャッタに異常がある場合は、グリルシャッタに異常がない場合と比べて、アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量を大きくするステップを含む。

本発明によれば、グリルシャッタの異常時におけるエンジンのオーバーヒートを抑制できる冷却システム及び冷却方法を提供することが可能になる。

第１実施形態に係る冷却システムを搭載した車両の模式図である。 コントローラを示すブロック図である。 冷却システムの動作を模式的に示すタイムチャートである。 コントローラが実行する処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る冷却システムを搭載した車両の模式図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る冷却システム１，１Ａについて説明する。

［第１実施形態］
＜車両＞
まず、図１を参照しながら、第１実施形態に係る冷却システム１を搭載した車両１００について説明する。図１は、冷却システム１を搭載した車両１００の模式図である。車両１００の前方寄りの部分には、エンジン１２０を収容するエンジンルーム１１０が形成されている。エンジン１２０の下方には、アンダーカバー１４０が配置されている。アンダーカバー１４０は、熱伝導性が高い金属材料（例えば、アルミニウム）により形成されている。アンダーカバー１４０は、エンジンルーム１１０の下方を覆っており、車両１００の底面１００ａの少なくとも一部を形成している。

尚、本明細書では、車両１００が前進する方向を「前」と称し、後退する方向を「後」と称する。また、鉛直上方向を「上」と称し、鉛直下方向を「下」と称する。

＜空調装置＞
車両１００は、車室の温度を調整する空調装置（不図示）を搭載している。空調装置は、循環する冷媒を用いて運転するように構成されている。詳細には、空調装置は、コンプレッサやエバポレータ等を有し、冷媒の圧縮、冷却、膨張、及び蒸発を繰り返すように構成されている。エバポレータの外表面を流れ、冷媒と熱交換することにより冷却された空気は、ダクト（不図示）を介して車両１００の車室に供給される。

この空調装置で用いられる冷媒を冷却するための要素として、冷却水通路１３１と、ラジエータ１３２と、コンデンサ１３３と、がエンジンルーム１１０に配置されている。コンデンサ１３３は、その内部に通路１３３ａ，１３３ｂが形成されている。冷却水通路１３１は、コンデンサ１３３の通路１３３ｂを通過するように冷却水を流す。冷却水は、通路１３３ｂを通過する際に、通路１３３ａを流れる空調装置の冷媒と熱交換するように、冷媒を冷却する。

コンデンサ１３３の通路１３３ｂを通過した高温の冷却水は、冷却水通路１３１に設けられたラジエータ１３２に供給される。ラジエータ１３２は偏平形状を呈しており、冷却水を流す通路が内部に形成されている。また、ラジエータ１３２は、その厚さ方向が前後方向に沿うように配置されている。

車両１００の走行やラジエータファン５の駆動に伴い、矢印Ｗ１で示されるように、グリル１１１からエンジンルーム１１０に空気が流入する。この空気は、ラジエータ１３２をその厚さ方向に通過する。ラジエータ１３２の内部を流れる冷却水は、この空気と熱交換することにより冷却される。ラジエータ１３２を通過した冷却水は、冷却水通路１３１により再びコンデンサ１３３の通路１３３ｂに供給され、冷媒の冷却に用いられる。ここで、グリル１１１は、車両１００の前端に設けられ、エンジンルーム１１０内に空気を流入させるための開口部である。

＜冷却システムの構成＞
エンジン１２０は、車両１００の駆動力を発生させる内燃機関である。冷却システム１は、このエンジン１２０を冷却することを目的として車両１００に搭載されている。具体的には、冷却システム１は、冷却水を用いてエンジン１２０を冷却し、エンジン１２０の温度を適切な値に維持するために搭載されている。

図１及び図２を参照しながら、冷却システム１の構成について説明する。図２は、コントローラ６を示すブロック図である。図１に示されるように、冷却システム１は、冷却水通路２と、グリルシャッタ４と、ラジエータファン５と、コントローラ６と、を備えている。また、冷却システム１は、冷却水通路２に設けられたポンプ３１と、第１バルブ３２１と、第２バルブ３２２と、ラジエータ３４と、を備えている。

冷却水通路２は、冷却水を循環させるように構成されている。冷却水通路２は、供給通路２１と、帰還通路２２と、を有している。供給通路２１は、ポンプ３１が吐出した冷却水を、エンジン１２０内のウォータージャケット１２０ａに通過させ、ラジエータ３４の入口３４ａに供給するように構成されている。帰還通路２２は、ラジエータ３４の出口３４ｂから流出した冷却水を、ポンプ３１に帰還させるように構成されている。

また、冷却水通路２は、アンダーカバー冷却水通路２３と、バイパス通路２４と、を有している。アンダーカバー冷却水通路２３は、供給通路２１の一部であり、アンダーカバー１４０の内部に形成されている。バイパス通路２４は、供給通路２１のうちアンダーカバー冷却水通路２３の下流側に設けられた分岐部２１ａと、帰還通路２２に設けられた合流部２２ａと、を接続している。つまり、バイパス通路２４は、ラジエータ３４を迂回して供給通路２１から帰還通路２２に冷却水を流すように構成されている。

エンジン１２０の下流側且つアンダーカバー冷却水通路２３の上流側には、温度センサ２５が配置されている。温度センサ２５は、冷却水の温度Ｔｅを検知する。温度センサ２５は、エンジン１２０の近傍に配置されている。このため、温度センサ２５により検知される冷却水の温度Ｔｅは、エンジン１２０内のウォータージャケット１２０ａの冷却水の温度と略同一である。

ポンプ３１、第１バルブ３２１、及び第２バルブ３２２は、本発明に係る「流量調整部」の一例である。また、第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２は、本発明に係る「バルブ」の一例である。ポンプ３１は、制御信号に基づいて駆動し、冷却水を加圧して下流側に吐出する。ポンプ３１の吐出圧力は、制御信号を変更することにより調整可能である。第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２は、制御信号を受信していない場合は開状態となり、制御信号を受信している場合は閉状態となるように構成された電磁弁である。第１バルブ３２１はバイパス通路２４に設けられており、第２バルブ３２２は供給通路２１のうち分岐部２１ａの下流側に設けられている。

ラジエータ３４は、偏平形状を呈しており、ラジエータ１３２よりも後方の位置に、その厚さ方向が前後方向に沿うように配置されている。ラジエータ３４の内部には通路が形成されており、冷却水は入口３４ａから当該通路に流入するとともに、出口３４ｂから流出する。

グリルシャッタ４は、その開度を変更することにより、グリル１１１の有効開口面積を変更するユニットであり、複数のシャッタ板４１と、シャッタ軸４２と、リンク機構（不図示）と、を有している。シャッタ板４１は板形状を呈しており、シャッタ軸４２により、全閉位置Ｇ０と全開位置Ｇ１との間で揺動可能に支持されている。グリルシャッタ４の開度を変更し、グリル１１１の有効開口面積を変更することにより、エンジンルーム１１０に流入する空気の流量を変更することができる。さらに、グリルシャッタ４は、図２に示されるように、制御ユニット４３と、モータ４４と、を有している。

制御ユニット４３は、要求信号を受信し、当該要求信号に基づいてシャッタ板４１の目標位置を設定する。そして、制御ユニット４３は、当該目標位置に基づいて制御信号を生成し、この制御信号をモータ４４に送信する。

モータ４４は、ブラシレスモータである。モータ４４は、制御ユニット４３から受信する制御信号に基づいてトルクを発生させ、複数のシャッタ板４１のうち１つを、シャッタ軸４２回りに揺動させる。

この１つのシャッタ板４１の揺動は、リンク機構を介して他のシャッタ板４１に伝達される。これにより、全てのシャッタ板４１を、全閉位置Ｇ０と全開位置Ｇ１との間で同方向に揺動させるとともに、全閉位置Ｇ０と全開位置Ｇ１との間の任意の位置で静止させることができる。シャッタ板４１が全閉位置Ｇ０に位置している場合は、隣り合うシャッタ板４１，４１間の隙間が最小となり、グリル１１１の有効開口面積は最小となる。シャッタ板４１が全開位置Ｇ１に位置している場合、隣り合うシャッタ板４１，４１間の隙間が最大となり、グリル１１１の有効開口面積は最大となる。

シャッタ板４１を静止させ、グリル１１１の有効開口面積を維持する場合、モータ４４には一定の電流が定常的に供給される。グリル１１１の有効開口面積を変更する際は、電流値を大きくすることにより、シャッタ板４１を揺動させるトルクをモータ４４に発生させる。制御ユニット４３は、この電流値の変化をモニタしている。

例えば、シャッタ板４１，４１間に異物が挟まったり、シャッタ板４１が固着する等して、シャッタ板４１の揺動が妨げられると、モータ４４に過大な電流が供給される。このようにグリル１１１の有効開口面積を変更できないグリルシャッタ４の異常が生じ、電流値が予め定められた閾値よりも大きくなった場合、制御ユニット４３はコントローラ６に異常検知信号を送信する。

ラジエータファン５は、ラジエータ３４よりも後方の位置に配置されている。制御信号に基づいてラジエータファン５が駆動すると、図１に矢印Ｗ１で示されるように、グリル１１１を介して空気が吸引され、エンジンルーム１１０に流入する。

コントローラ６は、電子制御ユニットである。図２に示されるように、コントローラ６は、温度センサ２５、車速センサ１５０、及びグリルシャッタ４の制御ユニット４３から検知信号を受信するように構成されている。コントローラ６は、各検知信号に基づいて所定の演算を行うことにより、エンジン１２０の下流側且つアンダーカバー冷却水通路２３の上流側の冷却水の温度Ｔｅ、車両１００の走行速度Ｖ、及びグリルシャッタ４の異常の有無、等の情報を取得する。

コントローラ６は、取得した情報に基づいて所定の演算を行い、制御信号や要求信号を生成する。コントローラ６は、制御信号や要求信号をポンプ３１、第１バルブ３２１、第２バルブ３２２、グリルシャッタ４、及びラジエータファン５に送信することにより、各要素を制御する。

＜冷却システムの動作＞
次に、図１を参照しながら、冷却システム１の動作について説明する。

（１）走行速度Ｖ＞閾値Ｖ１の場合
まず、エンジン１２０の始動から短時間（例えば、１分）のうちに、車両１００の走行速度Ｖが、閾値Ｖ１よりも大きい値で一定となった後の状態について説明する。

エンジン１２０の下流側且つアンダーカバー冷却水通路２３の上流側の冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ１以下の場合は、ポンプ３１は駆動しない。上述したように、温度センサ２５により検知される冷却水の温度Ｔｅは、エンジン１２０内のウォータージャケット１２０ａの冷却水の温度と略同一である。コントローラ６は、温度センサ２５から受信する検知信号に基づいて、冷却水の温度Ｔｅを取得し、その変化をモニタしている。また、コントローラ６は、第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２に制御信号を送信しないため、第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２は開状態となっている。

冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ１よりも高くなったことに基づいて、ポンプ３１が駆動を開始する。また、第１バルブ３２１が開状態のまま、第２バルブ３２２が閉状態に移行する。これにより、分岐部２１ａからバイパス通路２４への冷却水の供給が可能になる一方で、分岐部２１ａからラジエータ３４への冷却水の供給が禁止される。すなわち、ポンプ３１から吐出された冷却水は、矢印Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で示されるように、ラジエータ３４を迂回する経路で循環する。

また、グリルシャッタ４のシャッタ板４１は、全閉位置Ｇ０に配置される。これにより、矢印Ｗ２で示されるように、グリル１１１からエンジンルーム１１０への空気の流入がシャッタ板４１により阻止される。この結果、車両１００が走行時に受ける空気抵抗を抑制することが可能になる。

ポンプ３１から吐出された冷却水は、まずエンジン１２０に供給され、エンジン１２０内のウォータージャケット１２０ａを流れる。冷却水は、ウォータージャケット１２０ａを流れる際にエンジン１２０と熱交換することにより、エンジン１２０を冷却する。すなわち、冷却水は、エンジン１２０を通過することにより吸熱し、その温度が上昇する。

エンジン１２０を通過した冷却水は、次にアンダーカバー冷却水通路２３に供給される。冷却水は、アンダーカバー冷却水通路２３を流れる際に、アンダーカバー１４０の下方の空気と熱交換することにより、冷却される。詳細には、アンダーカバー冷却水通路２３を流れる冷却水は、矢印Ｗ３で示されるようにアンダーカバー１４０の下方を流れる空気と、アンダーカバー１４０を介して熱交換する。このとき、アンダーカバー１４０は、冷却水から空気に放熱させる放熱板として機能する。

このように、冷却システム１は、エンジン１２０を通過して温度が上昇した冷却水を、ラジエータ３４に供給することなくアンダーカバー冷却水通路２３に供給し、アンダーカバー冷却水通路２３において冷却するように動作する。冷却水の温度が比較的低い間は、グリル１１１を閉止して空気抵抗を抑制しつつも、アンダーカバー１４０の下方を流れる空気との熱交換により、冷却水を十分に冷却することができる。これにより、冷却水の温度Ｔｅの上昇が緩やかになる。

冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ２よりも大きくなると、第１バルブ３２１は閉状態に移行し、第２バルブ３２２は開状態に移行する。ここで、閾値Ｔｅ２は、閾値Ｔｅ１よりも大きい。これにより、分岐部２１ａからバイパス通路２４への冷却水の供給が禁止される一方で、分岐部２１ａからラジエータ３４への冷却水の供給が可能になる。すなわち、ポンプ３１から吐出された冷却水は、矢印Ｃ１，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ４で示されるように、ラジエータ３４を通過する経路で循環する。

また、グリルシャッタ４は、グリル１１１を開放する。このときのグリル１１１の有効開口面積は、冷却水の温度Ｔｅに基づいて決定される。具体的には、温度Ｔｅが高いほど、グリル１１１の有効開口面積は大きい。

グリル１１１の開放により、矢印Ｗ１で示されるように、グリル１１１からエンジンルーム１１０に空気が流入する。当該空気は、まず、ラジエータ１３２をその厚さ方向に通過し、次にラジエータ３４を通過する。ラジエータ３４の内部を流れる冷却水は、この空気と熱交換することにより冷却される。ラジエータ３４を通過した冷却水は、冷却水通路２の帰還通路２２により、再びポンプ３１に供給される。

矢印Ｗ１で示されるように、ラジエータ１３２及びラジエータ３４を通過した空気は、アンダーカバー１４０の上方に供給される。アンダーカバー冷却水通路２３を流れる冷却水は、アンダーカバー１４０の上方に到達した空気とも熱交換することにより、冷却される。すなわち、アンダーカバー冷却水通路２３を流れる冷却水は、アンダーカバー１４０の下方を流れる空気だけでなく、アンダーカバー１４０の上方を流れる空気にも放熱する。

このように、冷却システム１は、エンジン１２０を通過して温度が閾値Ｔｅ２よりも高くなった冷却水を、アンダーカバー冷却水通路２３及びラジエータ３４により冷却するように動作する。

（２）閾値Ｖ１＞走行速度Ｖ＞閾値Ｖ２の場合
次に、エンジン１２０の始動から短時間（例えば、１分）のうちに、車両１００の走行速度Ｖが、閾値Ｖ１よりも小さく、且つ閾値Ｖ２よりも大きい値で一定となった後の状態について説明する。この場合、エンジン１２０を通過してアンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の温度Ｔｅの上昇に伴うポンプ３１、第１バルブ３２１、及び第２バルブ３２２の動作は、上述した（１）の場合と略同様であるが、グリルシャッタ４の動作が異なる。

具体的には、冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ１よりも高くなると、グリルシャッタ４がグリル１１１を開放する。このときのグリル１１１の有効開口面積は、冷却水の温度Ｔｅに基づいて決定される。これにより、アンダーカバー冷却水通路２３を流れる冷却水は、アンダーカバー１４０の上方に到達した空気、及びアンダーカバー１４０の下方を流れる空気と熱交換を行い、冷却される。

また、冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ２よりも高くると、グリルシャッタ４はグリル１１１をさらに開放する。このときのグリル１１１の有効開口面積も、冷却水の温度Ｔｅに基づいて決定される。これにより、グリル１１１から流入してアンダーカバー１４０の上方に到達する空気の流量を増加させ、アンダーカバー冷却水通路２３における冷却水の冷却を促進することができる。

（３）閾値Ｖ１＞走行速度Ｖ＞閾値Ｖ２、且つ、グリルシャッタ４に異常がある場合
ここで、上述した（１）及び（２）は、グリルシャッタ４に異常が無い場合における冷却システム１の動作について説明している。次に、図１乃至図３を参照しながら、（２）の場合を例として、グリルシャッタ４に異常がある場合について説明する。図３は、冷却システム１の動作を模式的に示すタイムチャートである。

図３に示される時刻ｔ０から時刻ｔ１までは、エンジン１２０の下流側且つアンダーカバー冷却水通路２３の上流側の冷却水の温度Ｔｅは、閾値Ｔｅ１以下である。このとき、上述したように、ポンプ３１は駆動しない。また、第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２は開状態となっている。さらに、グリルシャッタ４のシャッタ板４１は全閉位置Ｇ０に位置し、グリル１１１が閉止されている。

時刻ｔ１に、冷却水の温度Ｔｅが閾値Ｔｅ１よりも高くなったことに基づいて、ポンプ３１が駆動を開始し、第１バルブ３２１が開状態のまま第２バルブ３２２が閉状態に移行する。また、破線で示されるように、グリルシャッタ４の開度を大きくして開度Ｇｎとするために、コントローラ６はグリルシャッタ４に要求信号に送信する。

ここで、図３は、グリルシャッタ４に異常があり、グリルシャッタ４の制御ユニット４３が要求信号を受信してもシャッタ板４１が揺動できず、時刻ｔ１以降もグリルシャッタ４の開度が変更されない状態を、実線で示している。このとき、コントローラ６は、制御ユニット４３から異常検知信号を受信し、グリルシャッタ４に異常があると判定する。

グリルシャッタ４に異常があると判定された場合、ポンプ３１は、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量がＱｄとなるように駆動する。流量Ｑｄは、グリルシャッタ４が正常である場合にアンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量Ｑｎよりも大きい。ポンプ３１から吐出された冷却水は、ラジエータ３４を迂回する経路で循環し（図１の矢印Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４参照）、アンダーカバー冷却水通路２３において冷却される。

また、エンジン１２０のトルクリミット（つまり、エンジン１２０に出力することが許容されるトルクの最大値）がＴｄに設定される。トルクリミットＴｄは、グリルシャッタ４が正常である場合におけるトルクリミットＴｎよりも小さい。このようにトルクリミットが制限されることにより、エンジン１２０への燃料の供給量が抑制され、燃焼熱の発生が抑制される。

さらに、ラジエータファン５が駆動する。上述したように、グリルシャッタ４に異常があり、シャッタ板４１は全閉位置Ｇ０に位置したままである。しかしながら、ラジエータファン５は、図１に矢印Ｗ４や矢印Ｗ５で示されるように、隣り合うシャッタ板４１，４１間の微小な隙間や、シャッタ板４１とグリル１１１の間の微小な隙間を介して強制的に空気を吸引し、エンジンルーム１１０に流入させる。この空気は微量ではあるが、アンダーカバー１４０の上方に到達し、アンダーカバー冷却水通路２３における冷却水の冷却に寄与する。

＜コントローラが実行する処理＞
次に、図４を参照しながら、コントローラ６が実行する処理について説明する。図４は、コントローラ６が実行する処理を示すフローチャートである。コントローラ６は、図４に示される処理を、グリルシャッタ４の開度を変更しようとする際に実行する。

まず、コントローラ６は、図４に示されるステップＳ１で、グリルシャッタ４に異常があるか否かを判定する。具体的には、コントローラ６は、グリルシャッタ４の制御ユニット４３から異常検知信号を受信しているか否かを判定する。異常検知信号を受信しておらず、グリルシャッタ４に異常がある判定しなかった場合（Ｓ１：ＮＯ）、コントローラ６はＳ２以降の処理を実行しない。一方、グリルシャッタ４に異常があると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、コントローラ６は、ステップＳ２に進む。尚、このとき、コントローラ６は、即座に車両１００の乗員に異常を報知し、危険を回避する行動を促してもよい。例えば、コントローラ６は、車室に設けた表示装置に「入庫してください」と表示させ、乗員に車両１００の入庫を促してもよい。

ステップＳ２で、コントローラ６は、車速センサ１５０から受信する検知信号に基づいて、車両１００の走行速度Ｖを取得する。

ステップＳ３で、コントローラ６は、エンジン１２０の出力を制限する。すなわち、コントローラ６は、上述したように、エンジン１２０のトルクリミットを、グリルシャッタ４が正常である場合におけるトルクリミットよりも小さい値に設定する。

ステップＳ４で、コントローラ６は、ラジエータファン５を駆動させる。これにより、隣り合うシャッタ板４１，４１間の微小な隙間や、シャッタ板４１とグリル１１１の間の微小な隙間を介して、エンジンルーム１１０に空気が流入する。

コントローラ６は、ステップＳ５で、第１バルブ３２１を開状態とし、ステップＳ６で、第２バルブ３２２を閉状態とする。さらに、ステップＳ７で、コントローラ６は、ポンプ３１の駆動デューティーを、グリルシャッタ４が正常である場合のポンプ３１の駆動デューティーと比べて大きくなるように変更する。これにより、ポンプ３１から吐出された冷却水は、ラジエータ３４を迂回する経路で循環し（図１の矢印Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４参照）、アンダーカバー冷却水通路２３において冷却される。また、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量は、グリルシャッタ４が正常である場合のそれよりも大きい。

また、このときのポンプ３１の駆動デューティーは、ステップＳ２で取得した車両１００の走行速度Ｖに基づいて変更される。具体的には、駆動デューティーは、車両１００の走行速度Ｖが大きいほど、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量が大きくなるように、変更される。

＜作用効果＞
上記構成によれば、コントローラ６は、グリルシャッタ４に異常があると判定した場合は、グリルシャッタ４に異常があると判定しなかった場合と比べて、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量が大きくなるようにポンプ３１、第１バルブ３２１、及び第２バルブ３２２（流量調整部）を制御する。これにより、グリルシャッタ４の異常によりグリル１１１からエンジンルーム１１０に空気を流入させることが困難になりラジエータ３４において冷却水を十分に冷却できなくなった場合でも、アンダーカバー冷却水通路２３における冷却水の冷却を促進することができる。この結果、グリルシャッタ４の異常時におけるエンジン１２０のオーバーヒートを抑制することが可能になる。

また、冷却水通路２は、ラジエータ３４の上流側且つアンダーカバー冷却水通路２３の下流側の分岐部２１ａと、ラジエータ３４の下流側且つエンジン１２０の上流側の合流部２２ａと、を接続するバイパス通路２４を有している。流量調整部は、分岐部２１ａからバイパス通路２４に供給される冷却水の流量を調整する第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２（バルブ）を有している。コントローラ６は、グリルシャッタ４に異常があると判定した場合は、グリルシャッタ４に異常があると判定しなかった場合と比べて、分岐部２１ａからバイパス通路２４に供給される冷却水の流量が大きくなるように第１バルブ３２１及び第２バルブ３２２（バルブ）を制御する。

この構成によれば、グリルシャッタ４の異常によりグリル１１１からエンジンルーム１１０に空気を流入させることが困難になりラジエータ３４において冷却水を十分に冷却できなくなった場合に、分岐部２１ａからバイパス通路２４に供給される冷却水の流量を大きくすることができる。これにより、ラジエータ３４に冷却水を供給した場合と比べて冷却水が受ける抵抗を小さくし、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量を増加させることができる。この結果、アンダーカバー冷却水通路２３における冷却水の冷却が促進されるため、エンジン１２０のオーバーヒートを確実に抑制することが可能になる。

また、コントローラ６は、車両１００の走行速度Ｖを取得し、取得した走行速度Ｖが大きいほど、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量が大きくなるようにポンプ３１、第１バルブ３２１、及び第２バルブ３２２（流量調整部）を制御する。

この構成によれば、車両１００が比較的高速で走行している場合に、アンダーカバー冷却水通路２３に供給される冷却水の流量が大きくなる。これにより、アンダーカバー冷却水通路２３において、当該冷却水と、アンダーカバー１４０の下方を高速で流れる空気との熱交換を促進し、冷却水を効果的に冷却することが可能になる。

［第２実施形態］
次に、図５を参照しながら、第２実施形態に係る冷却システム１Ａについて説明する。この冷却システム１Ａは、エンジン１２０に加え、車両１００Ａに搭載されたＥＧＲシステム８で用いられる空気を冷却する。冷却システム１Ａの構成のうち、第１実施形態と同一のものについては同一の符号を付して、説明を適宜省略する。図６は、冷却システム１Ａを搭載した車両１００Ａの模式図である。

＜ＥＧＲシステム＞
ＥＧＲシステム８は、エンジン１２０における窒素酸化物の発生や、ノッキングの発生を抑制することを目的として、車両１００Ａに搭載されている。ＥＧＲシステム８は、ＥＧＲガス通路８１と、ＥＧＲクーラ８２と、ＥＧＲバルブ８３と、を備えている。

ＥＧＲガス通路８１は、排気ダクト１２１と吸気ダクト１２３とを接続している。エンジン１２０から排気ダクト１２１に排出された高温のガスの一部は、このＥＧＲガス通路８１を流れて吸気ダクト１２３に導かれる。

ＥＧＲクーラ８２及びＥＧＲバルブ８３は、このＥＧＲガス通路８１に設けられている。ＥＧＲクーラ８２の内部には、ガスを流す通路８２ａと、冷却水を流す通路８２ｂと、が形成されている。ＥＧＲガス通路８１を流れるガスは、この通路８２ａを流れる際に、エンジン１２０を通過して通路８２ｂを流れる冷却水と熱交換することにより、冷却される。ＥＧＲバルブ８３は、エンジン１２０の状態に応じてＥＧＲガス通路８１を流れるガスの量を調整する。

＜冷却システムの構成＞
上述したように、冷却システム１Ａで用いられる冷却水は、エンジン１２０の冷却だけなくＥＧＲシステム８のガスの冷却にも用いられる。エンジン１２０及びガスと熱交換して高温になった冷却水は、アンダーカバー冷却水通路２３やラジエータ３４において空気との熱交換することにより冷却される。

＜作用効果＞
上記構成によれば、エンジン１２０を冷却する冷却水を、ＥＧＲシステム８のガスの冷却にも用いることができる。この結果、冷却システム１ＡとＥＧＲシステム８からなる構成をコンパクトにすることが可能になる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

上述した実施形態では、アンダーカバー冷却水通路２３は、アンダーカバー１４０の内部に形成されている。しかしながら、本発明はこの形態に限定されない。例えば、配管をアンダーカバー１４０の上面に当接するように配置し、当該配管内の通路をアンダーカバー冷却水通路として用いてもよい。すなわち、アンダーカバー冷却水通路は、アンダーカバー１４０を介して空気と熱交換することができるものであれば、種々の形態を採用し得る。

１，１Ａ 冷却システム
２ 冷却水通路
２１ａ 分岐部
２２ａ 合流部
２３ アンダーカバー冷却水通路
２４ バイパス通路
３１ ポンプ（流量調整部）
３２１ 第１バルブ（流量調整部、バルブ）
３２２ 第２バルブ（流量調整部、バルブ）
３４ ラジエータ
４ グリルシャッタ
６，６Ａ コントローラ
１００，１００Ａ 車両
１００ａ 底面
１１０ エンジンルーム
１１１ グリル
１２０ エンジン
１２０ａ ウォータージャケット
１４０ アンダーカバー

Claims (4)

1. 車両のエンジンを冷却する冷却システムであって、
   冷却水を前記エンジン内に形成されたウォータージャケットに供給する冷却水通路であって、前記車両の底面を形成するアンダーカバーに設けられ冷却水と該アンダーカバーの下方の空気とを熱交換させることにより該冷却水を冷却するアンダーカバー冷却水通路を有する、冷却水通路と、
   前記冷却水通路に設けられ、冷却水と、前記車両の前端に設けられた開口部であるグリルからエンジンルームに流入する空気と、を熱交換させることにより該冷却水を冷却するラジエータと、
   前記アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量を調整する流量調整部と、
   前記車両のグリルに設けられ該グリルの有効開口面積を変更するグリルシャッタと、
   前記グリルの有効開口面積を大きくしようとする場合の前記グリルシャッタの異常の有無を判定し、前記流量調整部を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記グリルシャッタに異常があると判定した場合は、前記グリルシャッタに異常があると判定しなかった場合と比べて、前記アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように前記流量調整部を制御する、冷却システム。
2. 前記冷却水通路は、前記ラジエータの上流側且つ前記アンダーカバー冷却水通路の下流側の分岐部と、前記ラジエータの下流側且つ前記エンジンの上流側の合流部と、を接続するバイパス通路を有し、
   前記流量調整部は、前記分岐部から前記バイパス通路に供給される冷却水の流量を調整するバルブを有し、
   前記コントローラは、前記グリルシャッタに異常があると判定した場合は、前記グリルシャッタに異常があると判定しなかった場合と比べて、前記分岐部から前記バイパス通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように前記バルブを制御する、請求項１に記載の冷却システム。
3. 前記コントローラは、前記車両の走行速度を取得し、前記取得した走行速度が大きいほど、前記アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量が大きくなるように前記流量調整部を制御する、請求項１又は２に記載の冷却システム。
4. 車両のエンジンを冷却する冷却方法であって、
   前記車両は、
   冷却水を前記エンジン内に形成されたウォータージャケットに供給する冷却水通路であって、前記車両の底面を形成するアンダーカバーに設けられ冷却水と該アンダーカバーの下方の空気とを熱交換させることにより該冷却水を冷却するアンダーカバー冷却水通路を有する、冷却水通路と、
   前記冷却水通路に設けられ、冷却水と、前記車両の前端に設けられた開口部であるグリルからエンジンルームに流入する空気と、を熱交換させることにより該冷却水を冷却するラジエータと、
   前記車両のグリルに設けられ該グリルの有効開口面積を変更するグリルシャッタと、を備える冷却システムを搭載しており、
   前記グリルの有効開口面積を大きくしようとする場合の前記グリルシャッタの異常を判定するステップと、
   前記グリルシャッタに異常がある場合は、前記グリルシャッタに異常がない場合と比べて、前記アンダーカバー冷却水通路に供給される冷却水の流量を大きくするステップを含む、冷却方法。

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