JPH04314914A - 車両用水冷式内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に冷房装置を搭載
した車両において、例えば冷却水温度に対応する内燃機
関の熱負荷の状態等の、車両の運転状況に対応して冷却
能力が制御されるようにした車両用水冷式内燃機関の冷
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を搭載した車両にあっては、内
燃機関の冷却水が導かれるラジエータを、車両の進行方
向に対応する前方に設置し、さらにこのラジエータの後
方に送風ファンを設置して、車両の走行に伴って冷却風
がラジエータ部に効果的に導かれるようにしている。

【０００３】また車両に対して冷房装置を搭載する場合
においては、冷凍サイクルを構成するコンデンサを例え
ばラジエータの前方に設置し、コンデンサを通過した冷
却風がラジエータ部に導かれるようにしている。この場
合、冷房装置を含む空気調和装置を作動させた状態にお
いては、圧縮機で圧縮された高温の冷媒がコンデンサに
循環され、このコンデンサ部を通過する際に加熱された
冷却風がラジエータ部に導かれて、このラジエータを循
環する機関冷却水を冷却する。

【０００４】しかし、例えば夏場において低速登坂運転
を行うような低速高負荷運転状態においては冷却風温度
が上昇する。この様な冷却風温度の高い状況においては
、内燃機関の発熱量が大きく、且つ車速に伴う冷却風が
充分に得られないものであるため、内燃機関がオーバヒ
ートするような状況となる。

【０００５】この様なオーバヒートが生ずる危険性が生
じた場合には、冷却水温度を測定する水温センサからの
検出信号に基づいて、冷房装置の作動を停止制御する。 この冷房装置の停止によってオーバヒートの危険性は回
避できるが、その一方で冷房装置の停止によって車室内
温度が上昇し、車室内環境が低下する。

【０００６】一方、アイドリング運転状態のときには車
両が停止状態にあるため、車両走行に伴う車速風がない
。特に、近年エンジンルームが過密化した状態にあるた
め、冷却風の通風性が悪化する傾向にあり、エンジンル
ームの各部の隙間からラジエータおよびコンデンサの前
方から冷却風が回り込み、冷房能力および冷却水の冷却
能力を低下させている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、例えば内燃機関の冷却水温
度が上昇し、オーバヒートの危険性がでるような状況で
、車室内の温度環境を劣化させることなく冷却水温を適
性に保つことができるようにした車両用水冷式内燃機関
の冷却装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用水
冷式内燃機関の冷却装置にあっては、車両の進行方向に
向けて、冷房装置のコンデンサ、および内燃機関の冷却
水の循環されるラジエータを直列的に配置すると共に、
このコンデンサおよびラジエータの周囲に、冷却風を導
く導風ガイドを形成し、この導風ガイド部に、コンデン
サ部を通過して前記ラジエータ部を迂回する第１の冷却
風通路、あるいはコンデンサ部を迂回してラジエータ部
を通過する第２の冷却風通路を切替え設定する冷風切替
え手段を形成するようにしている。

【０００９】

【作用】この様に構成される内燃機関の冷却装置によれ
ば、例えば冷却水温が上昇した状態で、冷却風がコンデ
ンサを迂回して直接的にラジエータに供給されるように
なり、外部から直接に導入される冷却風によって、オー
バヒートが効果的に回避される。この場合、コンデンサ
部に供給される冷却風量が減少するが、この様な運転状
況では一般的に内燃機関は高速で駆動されている。この
ため、冷房装置を構成する冷媒コンプレッサは高速で駆
動されているため、冷房能力は充分に得られ、車室内の
温度環境を特に悪化させることがない。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は冷房装置を含む内燃機関の冷却装置を
示し、図２は車両内における配置の状態を示しているも
ので、車両に搭載されるエンジン１１の前方に位置して
冷却風を発生する電動ファン１２が設定されている。そ
して、この電動ファン１２の前方に位置して、エンジン
１１の冷却水が循環されるラジエータ１３が設置され、
さらにこのラジエータ１３の前方に冷房装置を構成する
コンデンサ１４が配置設定される。

【００１１】すなわち、この車両が走行状態にあるとき
、その走行風がコンデンサ１４およびラジエータ１３を
直列的に通過してエンジン１１部に導かれるようになっ
ているもので、この冷却風はさらに電動ファン１２によ
って発生される。そして、この様に直列的に配置される
ラジエータ１３およびコンデンサ１４の外周部に、冷却
風を導く導風ガイド１５が形成され、この導風ガイド１
５は電動ファン１２の周囲でフアンシュラウド１５１　
によって終端している。

【００１２】ここで、エンジン１１の冷却水はポンプ１
６によってラジエータ１３に循環され、また冷房装置の
冷媒は、エンジン１１により駆動されるコンプレッサ１
７で圧縮され、この圧縮された高温冷媒がコンデンサ１
４に循環される。そして、コデンサ１４を通過した冷媒
はレシーバ１８、および蒸発器１９を介してエバポレー
タ２０に循環され、車室内に送り込まれる空気を冷却す
るようになる。

【００１３】ここで、ラジエータ１３およびコンデンサ
１４のそれぞれ反対側の端部と導風ガイド１５の内周面
との間には、それぞれ第１および第２の通風路２１、２
２が形成され、この通風路２１および２２にそれぞれ第
１および第２の導風ダンパ２３および２４を配置する。 そして、第１の導風ダンパ２３が第１の通風路２１を閉
じる状態で、第２の導風ダンパ２４が第２の通風路２２
を開き、またその逆の動作をするように、アクチュエー
タ２５によって駆動されるようにする。

【００１４】具体的には、アクチュエータ２５に供給さ
れるバキューム圧を負圧制御用バルブ２６によって制御
し、ロッド２７を用いたリンク機構を介して第１および
第２の導風ダンパ２３および２４を相反的に開閉制御す
る。

【００１５】このアクチュエータ２５を制御する負圧制
御用バルブ２６は、エンジンの電子制御等も実行する電
子制御ユニット（ＥＣＵ）３０により実行する。このＥ
ＣＵ３０に対しては、エンジン１１の冷却水温センサ３
１、コンプレッサ１７の冷媒出力部の圧力センサ３２、
エバポレータ２０の吹出し温度センサ３３等からの検出
信号が入力され、さらにその他エンジン１１の運転状況
に対応する多数の情報が入力されている。そして、導風
ダンパ２３および２４の制御と共に、電動ファン１２を
含めた複合的な制御が可能とされるようにしている。

【００１６】この様に構成される装置において、例えば
夏期の低速登坂運転のような、冷房装置を作動させた状
態の高負荷走行状態において、冷却水温度が上昇してこ
れが水温センサ３１によって検出されると、この水温上
昇に対応して電動ファン１２の回転数を上昇させて、冷
却風量を増加させる等の制御が行われる。

【００１７】この場合、特にエンジン１１がオーバヒー
トするような状況ではない通常の状態においては、ＥＣ
Ｕ３０からの指令によって導風ダンパ２３および２４は
図３の（Ａ）で示すように設定され、コンデンサ１４を
通過した冷却風Ａが開放された第１の導風ダンパ２３を
介して排出され、また冷却風Ｂのようにラジエータ１３
に直列的に供給されるようになる。

【００１８】しかし、この様な電動ファン１２の制御に
もかかわらず水温がさらに上昇し、オーバヒートの危険
性が出るような状況となると、この状態がＥＣＵ３０に
おいて検知され、負圧制御用バルブ２６を制御してアク
チュエータ２５を作動させる。すなわち、図３の（Ｂ）
で示すように第１の導風ダンパ２３を閉じ、第２の導風
ダンパ２４を開く動作が実行される。したがって、ラジ
エータ１３にはＡで示すようにコンデンサ１４を通過し
た冷却風と共に、開放された第２の導風ダンパ２４部を
通過した、コンデンサ１４をバイパスする冷却風Ｂが供
給される。

【００１９】この冷却風Ｂは、コンデンサ１４における
冷媒の液化による加熱作用が行われていないため、大気
温度の状態でラジエータ１３部に導入される。すなわち
、ラジエータ１３部においては、冷却風量が増加すると
共にこの冷却風温度が低下されるようになり、オーバヒ
ートからの回避動作が行われる。

【００２０】この場合、第２の導風ダンパ２４の開放に
よって、コンデンサ１４部への冷却風量が低減され、冷
房能力が若干低下されるようになるが、この様な登坂運
転状態においてはエンジン１１が高速回転され、コンプ
レッサ１７の回転数は充分な状態になっている。また、
車速による冷却風もある程度期待できるものであり、冷
房装置の冷房能力に余裕のある状態となっているもので
あるため、車室内の温度環境を特に悪化させることがな
い。

【００２１】そして、冷却水温が正常状態へ戻ったとき
には、通常の図３の（Ａ）の状態に戻るものであるため
、コンデンサ１４部に充分な冷却風が導入され、乗員に
対して不快感を与えることもない。また、このときの電
動ファン１２による冷却風は、冷却風ＡおよびＢによっ
てコンデンサ１４が有効に冷却されて、冷房能力が効果
的に向上されるものであり、コンプレッサ１７における
消費電力を低減し、車両の燃費向上にも効果を発揮する
。

【００２２】さらに冷房装置を必要としない環境におい
ては、第１および第２の導風ダンパ２３および２４を、
図３の（Ｂ）で示す状態に設定することにより、車速風
がラジエータ１３部に有効に導入され、電動ファン１２
の稼働率の低減が可能とされる。

【００２３】この様に構成される装置においては、コン
デンサ１４とラジエータ１３に対して供給される冷却風
を、車両の状況さらに走行状況等によって制御するよう
にしている。この様な制御において冷却風を制御する割
合は、図３の（Ａ）で示すようにコンデンサ１４とラジ
エータ１３との距離Ｌ、ラジエータ１３と導風ガイド１
５との距離Ｈ１　、さらにコンデンサ１３と導風ガイド
１５との距離Ｈ２　、そして電動ファン１２の能力等に
よって、目的に対応した制御が可能である。

【００２４】しかし、さらに図４で示すようにラジエー
タ１３とコンデンサ１４との間にガイドベーン３５を入
れることにより、冷却風ＡおよびＢの流れを制御すれば
、より効果的な冷却制御が実行されるようになる。

【００２５】これまでの実施例においては、第１および
第２の導風ダンパ２３および２４が、導風ガイド１５内
で反対側の面に設定された。しかし、図５に示すように
導風ガイド１５内で、ラジエータ１３およびコンデンサ
１４を同一の方向に寄せて設定し、第１および第２の導
風ダンパ２３および２４が、冷却風の流れに対して直列
的に配置されるようにしてもよい。

【００２６】図５の（Ａ）は図３の（Ａ）に対応して通
常の運転状態であり、冷却水温度が上昇した状態では、
図５の（Ｂ）のように設定されて、冷却風Ｂが開放され
た第２の導風ダンパ２４を介して、直接的にラジエータ
１３に導かれるようにする。

【００２７】図６はさらに他の実施例を示すもので、図
５の実施例と同様にラジエータ１３およびコンデンサ１
４を、導風ガイド１５内で一方に寄せて設定し、これら
ラジエータ１３およびコンデンサ１４と導風ガイド１５
との間に形成される通路路部分に、１つの切替え導風ダ
ンパ３６を配置した構成とする。

【００２８】すなわち、この導風ダンパ３６を破線で示
す状態に設定することにより、コンデンサ１４を通過し
た冷却風が、ラジエータ１３に供給されるようになり、
また実線で示す状態とすることにより、コンデンサ１４
をバイパスした大気温度の冷却風がラジエータ１３部に
供給され、冷却能力が向上されるようになる。

【００２９】尚、これまでの実施例を説明した図面にお
いては、車両の側面から見た状態で示しているもので、
第１および第２の導風ダンパ２３および２４、さらに３
６は、車両の上方若しくは下方に位置して設定される。 しかし、これらダンパの位置は上下方向に設定されるも
のに限らず、左右方向に向けて設定することも可能であ
り、その配置位置は任意選定できる。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る車両用水冷
式内燃機関の冷却装置によれば、内燃機関（エンジン）
の熱負荷が大きくなるような状況において、ラジエータ
に対してコンデンサ部をバイパスする大気温度の冷却風
が取り込まれるようになり、機関冷却水の冷却能力が増
加される。そして、通常の運転状態においては、ラジエ
ータ部をバイパスする冷却風通路が設定され、コンデン
サが効率的に作動させられるようになり、冷房性能の向
上と共にコンプレッサの省動力、省燃費が実現されるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る冷房装置を搭載した
車両における内燃機関の冷却装置を説明する構成図。

【図２】図１で示した装置の配置状態を車両との関係で
示す図。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ上記装置の特に
導風ダンパの作動状態を説明する図。

【図４】この発明の第２の実施例を説明する図。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）はこの発明の第３の実施例
の切替え作動状態を示す図。

【図６】この発明の第４の実施例を説明する図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１２…電動ファン、１３…ラジエータ
、１４…コンデンサ、１５…導風ガイド、１７…コンプ
レッサ、２０…エバポレータ、２１、２２…通風路、２
３、２４、３６…導風ダンパ、２５…アクチュエータ、
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両の進行方向に向けて設定された冷
   房装置の冷媒を凝縮するコンデンサと、このコンデンサ
   対して直列的に配置設定され、内燃機関の冷却水を冷却
   するラジエータと、前記直列的に配置されたコンデンサ
   およびラジエータに、前記コンデンサ部分からラジエー
   タ部分に向けて冷却風を送る送風手段と、車両の前方か
   らこの車両の走行に対応して、さらに前記送風手段によ
   って発生された冷却風を、前記コンデンサおよびラジエ
   ータ部に導く導風ガイドと、前記コンデンサ部を通過し
   て前記ラジエータ部を迂回する冷却風量を増加させる第
   １の冷却風通路、および前記コンデンサ部を迂回してラ
   ジエータ部を通過する冷却風量を増加させる第２の冷却
   風通路を切替え形成させる冷却風切替え手段とを具備し
   、前記冷却風切替え手段は、前記内燃機関の熱負荷の状
   態に対応して制御されるようにしたことを特徴とする車
   両用水冷式内燃機関の冷却装置。