JPWO2017169501A1 - 熱交換ユニット - Google Patents
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Abstract
熱交換ユニットにおいて、シャッター装置(42)は、冷却水用熱交換器(7)に対し車両前方側に配置され、その冷却水用熱交換器へ向かう走行風の通路(402)を開閉可能に構成されている。送風機(44)は、エンジンルーム(40)の中でシャッター装置に対し車両後方側に配置されている。そして、送風機は、冷却水用熱交換器に対し車両前方側から車両後方側へ空気を流す第1送風状態と、冷却水用熱交換器に対し車両後方側から車両前方側へ空気を流す第2送風状態とに切替え可能に構成されている。制御部(48)は、車両(100)を走行可能状態にするスイッチ(50)がオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が予め定められた温度判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。
Description
本出願は、2016年3月31日に出願された日本特許出願番号2016−70723号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
本開示は、車両のエンジンルームに設けられる熱交換ユニットに関するものである。
この種の熱交換ユニットとして、例えば特許文献1に記載されたハイブリッド自動車に搭載されたものが従来から知られている。この特許文献1に記載されたハイブリッド自動車は、ヒートポンプ機能によって暖房を行う車両用空調装置を備えている。そして、そのハイブリッド自動車の熱交換ユニットの制御では、エンジンが停止され且つその車両用空調装置が暖房を行っている際に、室外熱交換器の着霜が検出された場合には、エンジンオン要求を行うことによってエンジンが始動される。それと共に、ラジエータ冷却用の電動ファンが逆回転させられ、ラジエータの車両前方側に設けられたラジエータシャッターが閉じられる。これにより、エンジン及びラジエータの廃熱で室外熱交換器を除霜することができる。
上述したように特許文献1の熱交換ユニットでは、電動ファンである送風機を所定の条件の下で逆回転させて送風方向を切り替えることにより、室外熱交換器の除霜が行われる。これに対し、発明者らは、そのように送風機の送風方向を切り替えることを、室外熱交換器の除霜以外の他の用途にも利用可能であるということを見出した。例えば、発明者らは、エンジンの暖機促進を目的として送風機の送風方向を切り替えることを考えた。
本開示は上記点に鑑みて、エンジンの暖機を促進することが可能な熱交換ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の1つの観点による熱交換ユニットは、
車両前方側から走行風を取り入れ可能に構成されエンジンが収容されているエンジンルームの中で車両前方側に配置され、エンジン内を流れるエンジン冷却水と空気とを熱交換させる冷却水用熱交換器と、
その冷却水用熱交換器に対し車両前方側に配置され、その冷却水用熱交換器へ向かう走行風の通路を開閉可能に構成されたシャッター装置と、
エンジンルームの中でシャッター装置に対し車両後方側に配置され、冷却水用熱交換器に対し車両前方側から車両後方側へ空気を流す第1送風状態と冷却水用熱交換器に対し車両後方側から車両前方側へ空気を流す第2送風状態とに切替え可能に構成された送風機と、
制御部とを備え、
その制御部は、車両を走行可能状態にするスイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が予め定められた温度判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。
車両前方側から走行風を取り入れ可能に構成されエンジンが収容されているエンジンルームの中で車両前方側に配置され、エンジン内を流れるエンジン冷却水と空気とを熱交換させる冷却水用熱交換器と、
その冷却水用熱交換器に対し車両前方側に配置され、その冷却水用熱交換器へ向かう走行風の通路を開閉可能に構成されたシャッター装置と、
エンジンルームの中でシャッター装置に対し車両後方側に配置され、冷却水用熱交換器に対し車両前方側から車両後方側へ空気を流す第1送風状態と冷却水用熱交換器に対し車両後方側から車両前方側へ空気を流す第2送風状態とに切替え可能に構成された送風機と、
制御部とを備え、
その制御部は、車両を走行可能状態にするスイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が予め定められた温度判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。
これにより、走行風によってエンジン冷却水が冷却されにくくなり、それと共に、エンジンの熱気を冷却水用熱交換器へ向かわせることが可能である。そのため、冷却水用熱交換器でエンジン冷却水が加熱されやすくなり、そのエンジン冷却水の温度上昇を早めることが可能である。その結果として、エンジンの暖機を促進することが可能である。なお、本開示の熱交換ユニットが適用される車両は、ハイブリッド自動車に限られるものではない。
以下、図面を参照しながら、各実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の車両100(図2参照)が有する車両用空調装置101の全体構成の概略を示すと共に走行用の電動機32およびその周辺の概略構成を示した概略構成図である。本実施形態に示される車両100はハイブリッド自動車であり、走行用の駆動力源としてエンジン4と電動機32とを有している。また、本実施形態の車両100は、エンジン動力で発電し、電動機32の電源であるバッテリ25を充電することができる。
図1は、本実施形態の車両100(図2参照)が有する車両用空調装置101の全体構成の概略を示すと共に走行用の電動機32およびその周辺の概略構成を示した概略構成図である。本実施形態に示される車両100はハイブリッド自動車であり、走行用の駆動力源としてエンジン4と電動機32とを有している。また、本実施形態の車両100は、エンジン動力で発電し、電動機32の電源であるバッテリ25を充電することができる。
図1に示すように、車両100は、制御装置10と、車輪を駆動する電動機32に電力を供給するバッテリ25と、バッテリ25の状態を管理するバッテリマネジメントユニット26と、電動機制御回路31とを有している。そのバッテリ25の状態とは、例えば、バッテリ電圧、バッテリ温度、およびバッテリ残量等で構成される。例えば、車両100の制御装置10は、バッテリマネジメントユニット26を介してバッテリ25のバッテリ残量を把握することができる。また、電動機32は、電動機制御回路31を介してバッテリ25から給電される。制御装置10は、後述のシャッター装置42および送風機44を制御する制御部48を含んで構成されている。
車両用空調装置101は、熱交換液回路1と冷凍サイクル回路3とを備えている。この図1に示す熱交換液回路1の回路構成および冷凍サイクル回路3の回路構成は、例えば特開2016−22899号公報に記載されたものと、おおよそ同様の回路構成である。
従って、車両用空調装置101の熱交換液回路1は、エンジン4を冷却する熱交換液としてのエンジン冷却水(言い換えれば、温水)が循環する液回路である。また、冷凍サイクル回路3は、圧縮機2で圧縮された冷媒が循環する冷媒回路であり、ヒートポンプを構成する。例えば、水冷媒熱交換器15は、熱交換液回路1を循環するエンジン冷却水と圧縮機2が吐出した冷媒との熱交換を行うので、冷凍サイクル回路3は、その水冷媒熱交換器15を介してそのエンジン冷却水を加熱する。
熱交換液回路1は、熱源であるエンジン4にエンジン冷却水を流すウォータポンプ5と、ラジエータ7と、エンジン冷却水と車両内に送風される空調風との熱交換を行うヒータコア8とを備えている。
ウォータポンプ5は電動ポンプであり、熱交換液回路1において、モータでインペラを回転させエンジン冷却用のエンジン冷却水を循環させる。そのウォータポンプ5が吐出したエンジン冷却水はエンジン4内を流通した後、ラジエータ7側の経路とヒータコア8側の経路とに分岐して流れる。
そのラジエータ7側の経路へ流れたエンジン冷却水は、ラジエータ7内を流れた後にウォータポンプ5に吸い込まれる。一方、ヒータコア8側の経路へ流れたエンジン冷却水は、ヒータコア8内、水冷媒熱交換器15内を順に流れた後にウォータポンプ5に吸い込まれる。
図2は、車両100のエンジンルーム40を含む車両フロント部分の断面を模式的に示した模式図である。この図2および図1に示すように、ラジエータ7は、エンジン4内を流れるエンジン冷却水とラジエータ7を通過する空気とを熱交換させる冷却水用熱交換器である。
そして、ラジエータ7は、エンジン4が収容されているエンジンルーム40の中で車両前方側に配置されている。そして、エンジンルーム40は、車外へ開口した開口部401をエンジンルーム40の車両前方側に有し、その開口部401を介して車両前方側から走行風をエンジンルーム40内へ取り入れ可能に構成されている。例えば、開口部401からエンジンルーム40内へ流入する走行風としての空気、または後述の送風機44が流す空気がラジエータ7でエンジン冷却水と熱交換させられる。
なお、図2の各矢印DR1、DR2、および後述の図6の矢印DR3は、車両100の向きを示している。すなわち、図2の矢印DR1は車両前後方向DR1を示し、矢印DR2は車両上下方向DR2を示している。また、図6の矢印DR3は車両幅方向DR3(すなわち、車両左右方向DR3)を示している。
図1に示すヒータコア8は、空調用ダクト内に設けられ、空調用ブロワにより送風されてきた車室外の空気(すなわち、外気)または車室内の空気(すなわち、内気)を加熱する熱交換器である。なお、熱交換液回路1のラジエータ7への流量を制御するサーモスタット等の図示は省略されている。
冷凍サイクル回路3は、冷媒を圧縮する圧縮機2、室外熱交換器13、エバポレータとして機能することにより空調風を冷却する室内熱交換器14、余剰の冷媒を蓄えるアキュムレータ9、電子膨張弁11、12、逆止弁35、および、電磁弁36、37等を備えている。その電子膨張弁11、12の開度はそれぞれ制御装置10によって調節される。また、電磁弁36、37はそれぞれ、制御装置10によって開閉作動させられる開閉弁である。
図1および図2に示すように、室外熱交換器13は、エンジンルーム40の中でラジエータ7に対し車両前方側に配置されている。詳細に言えば、室外熱交換器13は、シャッター装置42とラジエータ7との間に配置されている。
室外熱交換器13は、その室外熱交換器13を通過する空気と空調用の冷媒とを熱交換させる。その熱交換させられる空調用の冷媒とは、具体的には冷凍サイクル回路3において第1電子膨張弁11から流出した冷媒である。例えば、開口部401からエンジンルーム40内へ流入する走行風、または後述の送風機44が流す空気が室外熱交換器13で冷媒と熱交換させられる。
図2に示すように、車両100は、上記のラジエータ7および室外熱交換器13に加えて、シャッター装置42と送風機44とシュラウド46とを備えている。そのラジエータ7、室外熱交換器13、シャッター装置42、送風機44、およびシュラウド46は、1つのモジュールすなわちクーリングモジュール41を構成している。そして、本実施形態の車両100では、このクーリングモジュール41および制御部48は全体として、エンジンルーム40内で熱交換を行う熱交換ユニットとして機能する。
例えば、シャッター装置42は室外熱交換器13に取り付けられ、送風機44のモータ442がシュラウド46に取り付けられている。それと共に、その室外熱交換器13およびシュラウド46はラジエータ7に取り付けられている。そして、ラジエータ7、室外熱交換器13、シャッター装置42、送風機44、およびシュラウド46がクーリングモジュール41として一体に組み立てられた上で、そのクーリングモジュール41は車両ボデーに取り付けられている。そのクーリングモジュール41は、エンジンルーム40内においてエンジンルーム40の開口部401とエンジン4との間に配置されている。クーリングモジュール41に含まれる各構成要素7、13、42、44、46の相互の連結には、例えばボルト止めまたは溶接など種々の連結方法を採用することができる。
また、シャッター装置42と室外熱交換器13とラジエータ7と送風機44は、車両前方側から順に、シャッター装置42、室外熱交換器13、ラジエータ7、送風機44の順番で配置されている。すなわち、室外熱交換器13、ラジエータ7、および送風機44は何れも、エンジンルーム40の中でシャッター装置42に対し車両後方側に配置されている。そのため、送風機44は、シャッター装置42の開閉に拘わらず、エンジンルーム40内にて空気流れを生じさせると共に、室外熱交換器13およびラジエータ7に空気を流すことができる。
シャッター装置42は、開口部401を通ってラジエータ7へ向かう走行風の通路402を開閉可能に構成された通風路開閉装置である。このシャッター装置42は電動であり、制御部48によって制御される。
具体的に、そのシャッター装置42はルーバー状に構成されている。すなわち、そのシャッター装置42は、図3A〜3Dに示すように、車両幅方向DR3に延びる長方形形状を成す複数枚の羽根421(言い換えれば、ブレード421)と、その羽根421がそれぞれ固定された複数の回動軸422とを有している。その図3A〜3Dは何れも、シャッター装置42が有する複数組の羽根421および回動軸422のうち、2組の羽根421および回動軸422を示し、図3A〜3Dでは、その2組以外の羽根421および回動軸422の図示は省略されている。また、図3A〜3Dに示す矢印ARaは車両前方側からエンジンルーム40内に吹き込む走行風を示している。
シャッター装置42の複数枚の羽根421はそれぞれ、矢印ARrのように回動軸422の軸線まわりに回動する。例えば、複数枚の羽根421は電動モータ等によって回動させられる。そして、複数枚の羽根421は、互いに平行になるように相互連動して回動させられる。回動軸422の軸方向は車両幅方向DR3となっている。
このような複数枚の羽根421の回動によってシャッター装置42の開度は増減するので、そのシャッター装置42の開度は所定の開度範囲内で変化する。すなわち、シャッター装置42の開度がその所定の開度範囲のうちの最大開度(すなわち、100%の開度)になると、図3Aに示すようにシャッター装置42は全開状態となる。その全開状態では、羽根421同士の相互隙間が最大であり、例えば複数枚の羽根421は何れも車両前後方向DR1に沿った向きになる。
また、シャッター装置42の開度が所定の開度範囲の中で最大開度よりも小さくなると、例えば図3Bに示すようにシャッター装置42は大開度側の半開状態となる。その大開度側の半開状態では全開状態と比較して、羽根421同士の相互隙間が小さくなり、羽根421の車両後方側が水平に対し斜め下側を向くように複数枚の羽根421が車両前後方向DR1に対して傾く。
また、シャッター装置42の開度が所定の開度範囲の中で大開度側の半開状態よりも更に小さくなると、例えば図3Cに示すようにシャッター装置42は小開度側の半開状態となる。その小開度側の半開状態では大開度側の半開状態と比較して、羽根421同士の相互隙間が小さくなり、羽根421の車両後方側が水平に対し更に斜め下側を向くように複数枚の羽根421が車両前後方向DR1に対して傾く。
また、シャッター装置42の開度が所定の開度範囲のうちの最小開度(すなわち、0%の開度)になると、例えば図3Dに示すようにシャッター装置42は全閉状態となる。その全閉状態では、羽根421同士が互いに接触し、羽根421同士の相互隙間が閉じられる。すなわち、シャッター装置42の全閉状態では、図4に示すようにエンジンルーム40の開口部401を通ってラジエータ7へ向かう走行風の通路402がそのシャッター装置42によって塞がれる。これにより、エンジンルーム40内への走行風の流入は遮断され又は略遮断される。
このようにシャッター装置42は、図3A〜3Dに示すように、シャッター装置42の開度が小さくなるほど羽根421同士の相互隙間を小さくし、それにより、シャッター装置42を通過する空気の風量を小さくする。それと共に、シャッター装置42は、シャッター装置42を通過する空気の向きを羽根421の向きに応じて変化させる。すなわち、シャッター装置42は、シャッター装置42の開度が最大開度よりも小さく且つ最小開度よりも大きい場合には、図3Bおよび図3Cの矢印ARaに示すように、そのシャッター装置42を通過する空気の向きを下向きに偏向させる。詳細には、シャッター装置42は、シャッター装置42の開度が小さいほど、シャッター装置42を通過する空気の向きが車両前後方向DR1に対して成す角度を大きくする。
図2に戻り、送風機44は一般的な電動の軸流式送風機である。詳細には図2に示すように、送風機44は、車両前後方向DR1に空気流を生じさせる軸流式のファン441と、そのファン441を回転駆動するモータ442とを備えている。このモータ442は制御部48からの制御信号に従って作動し、例えばモータ442の回転数および回転方向が制御部48により制御される。
送風機44は、ラジエータ7に対し車両前方側から車両後方側へ空気を流す第1送風状態とラジエータ7に対し車両後方側から車両前方側へ空気を流す第2送風状態とに切替え可能に構成されている。すなわち、送風機44のファン441は正回転とその正回転とは逆向きである逆回転との何れの向きにも回転することができる。
具体的には、送風機44の第1送風状態とは、送風機44が図2の矢印FLpのように送風する状態であり、送風機44は、ファン441が正回転することによって第1送風状態になる。また、送風機44の第2送風状態とは、送風機44が図4の矢印FLnのように送風する状態であり、送風機44は、ファン441が逆回転することによって第2送風状態になる。
シュラウド46は例えば樹脂成形部品である。シュラウド46は、開口部401を通ってラジエータ7へ向かう走行風の通路402のうち、シャッター装置42とラジエータ7との間においてその走行風の通路402を覆って形成している。例えば、シュラウド46は、その通路402を取り囲むようにして設けられ、シュラウド46の内側にその通路402を形成している。
また、シュラウド46は、車両前後方向DR1において、ラジエータ7の配置箇所から更に送風機44の配置箇所にまで延設されている。要するに、シュラウド46は、シャッター装置42と送風機44との間において、走行風または送風機44の送風空気が流れる空気通路をシュラウド46の内側に形成している。
次に、図1に示す冷凍サイクル回路3の運転モードの切替えについて述べる。その運転モードとしては、例えば冷房モード、冷房除湿モード、暖房モード、暖房除湿モード、および除霜モードが挙げられ、冷凍サイクル回路3は、その複数の運転モードの何れか一のモードで運転される。例えば、冷凍サイクル回路3の運転モードは、冷凍サイクル回路3に含まれる逆止弁35および電磁弁36、37等の作用によって切り替えられる。
冷房モード及び冷房除湿モードでは、冷凍サイクル回路3を循環する冷媒は水冷媒熱交換器15及び室外熱交換器13で放熱し、室内熱交換器14で吸熱する。そのために、第1電子膨張弁11は全開とされる。それと共に、第2電子膨張弁12は冷媒の流量調整を行い、エバポレータとして機能する室内熱交換器14の温度を制御する。また、電磁弁36、37は何れも閉とされる。
暖房モードでは、冷媒は水冷媒熱交換器15で放熱し、室外熱交換器13で吸熱する。そのために第1電子膨張弁11は冷媒の流量調整を行い、エバポレータとして機能する室外熱交換器13の温度を制御する。このとき、第2電子膨張弁12は全閉とされる。また、第1電磁弁36は開とされ、第2電磁弁37は閉とされる。
暖房除湿モードでは、冷媒は水冷媒熱交換器15で放熱し、室外熱交換器13及び室内熱交換器14で吸熱する。そのために第1電子膨張弁11は冷媒の流量調整を行い、エバポレータとして機能する室外熱交換器13の温度を制御する。また、第2電子膨張弁12も冷媒の流量調整を行う。電磁弁36、37は何れも開とされる。
暖房モードおよび暖房除湿モードでは、冷凍サイクル回路3は、圧縮機2で加圧され高温になった冷媒の熱で水冷媒熱交換器15を介して熱交換液回路1のエンジン冷却水を加熱し、そのエンジン冷却水が流れるヒータコア8を介して空調風を加熱する。
除霜モードでは、冷媒は水冷媒熱交換器15で吸熱又は何もせず、室外熱交換器13で放熱する。そのために第1電子膨張弁11は全開とされる。第2電子膨張弁12は全閉とされる。また、第1電磁弁36は開とされ、第2電磁弁37は閉とされる。
図1に示す制御部48は、不図示のCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータで構成された電子制御装置である。制御部48に接続されたセンサ等からの信号は、不図示の入力回路によってA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。制御部48は種々の制御を実行するものであり、例えば、シャッター装置42の開度を調節するシャッター開度制御、および、送風機44を第1送風状態と第2送風状態とに選択的に切り替える送風機制御を実行する。
図5は、そのシャッター開度制御と送風機制御とを実行するための制御処理を示すフローチャートである。制御部48は、図5の制御処理を周期的に繰り返し実行する。
図5に示すように、まず、ステップS101にて、制御部48は、イグニッションスイッチ50(以下、IGスイッチ50と略す)がオン状態であるか否かを判定する。このIGスイッチ50は、車両100を走行可能状態にするスイッチであり、乗員に操作される。すなわち、IGスイッチ50がオン状態になれば、車両100は走行可能状態(すなわち、ハイブリッドシステムのオン状態)になる。逆に、IGスイッチ50がオフ状態などオン状態以外の切替状態になれば、車両100は走行不能状態(すなわち、ハイブリッドシステムのオフ状態)になる。
また、IGスイッチ50は、電気自動車などにおいては例えばスタートスイッチとも称される。IGスイッチ50は、例えば押しボタン式のスイッチであってもよいし、キーをキーシリンダに差し込みそのキーを回動させるタイプであってもよい。
ステップS101において、IGスイッチ50がオン状態であると判定された場合には、ステップS102へ進む。その一方で、IGスイッチ50がオン状態以外の切替状態(例えば、オフ状態)と判定された場合には、図5のフローチャートは終了し再びステップS101から開始する。
このIGスイッチ50がオン状態以外の切替状態と判定された場合には、シャッター装置42は、例えば全開状態にされるなど、所定の開度にされてもよいし、或いは、シャッター装置42の開度が現状維持されてもよい。それに加え、送風機44は停止されてもよいし、或いは、送風機44の作動状態が現状維持されてもよい。
ステップS102では、制御部48は、エンジン冷却水の温度TMPwすなわちエンジン水温TMPwを検出する。このエンジン水温TMPwは、温度検出箇所が予め定められていれば熱交換液回路1の何れの箇所で検出されてもよい。本実施形態では例えば、エンジン水温TMPwはラジエータ7のエンジン冷却水入口またはエンジン冷却水出口にて水温センサによって検出される。また、エンジン水温TMPwは、エンジン4の温度を示す指標値となる。
そして、ステップS102では、制御部48は、その検出したエンジン水温TMPwが予め定められた温度判定値TMP1以下であるか否かを判定する。その温度判定値TMP1は、例えばエンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であれば、エンジン4がエンジン4の暖機促進が必要な冷間状態にあると判断できるように、予め実験的に設定されている。そして、温度判定値TMP1は、送風機44が第1送風状態とされる温度の制御閾値として設定されている。
ステップS102において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であると判定された場合には、ステップS103へ進む。その一方で、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1よりも高いと判定された場合には、ステップS104へ進む。
ステップS103では、制御部48は、室外熱交換器13の冷媒圧力Prfすなわち室外器冷媒圧力Prfを検出する。例えば、室外熱交換器13の冷媒入口の冷媒圧力を検出する圧力センサが設けられており、その圧力センサによって検出される冷媒圧力が室外器冷媒圧力Prfとして検出される。
そして、ステップS103では、制御部48は、その検出した室外器冷媒圧力Prfが予め定められた冷媒圧力判定値P1rf以下であるか否かを判定する。その冷媒圧力判定値P1rfは、例えば室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rfよりも高ければ、冷凍サイクル回路3の空調性能を確保する上で室外熱交換器13を冷やした方が良いと判断できるように、予め実験的に設定されている。そして、冷媒圧力判定値P1rfは、送風機44が第1送風状態とされる冷媒圧力の制御閾値として設定されている。本実施形態では、冷凍サイクル回路3の運転モードが切り替えられるので、冷媒圧力判定値P1rfは運転モード毎に設定されている。
ステップS103において、室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下であると判定された場合には、ステップS106へ進む。その一方で、室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rfよりも高いと判定された場合には、ステップS104へ進む。
ステップS104では、制御部48は、シャッター装置42を全開状態にする。これにより、走行風がエンジンルーム40内へ流入し易くなる。シャッター装置42が既に全開状態であれば、シャッター装置42は全開状態のまま維持される。ステップS104の次はステップS105へ進む。
ステップS105では、制御部48は、送風機44のファン441を正回転させ、送風機44を第1送風状態にする。送風機44が既に第1送風状態であれば、送風機44は第1送風状態のまま維持される。これにより、エンジンルーム40内では、送風機44によって図2の矢印FLpのように送風される。例えば、送風機44が発生する負圧によってエンジンルーム40内への走行風の流入が促進される。そして、その走行風は室外熱交換器13とラジエータ7とを通過して、エンジン4も冷却する。ステップS105の終了で図5のフローチャートは終了し再びステップS101から開始する。
ステップS106では、制御部48は、車両100が停車中であるか否かを判定する。例えば車速が車速センサによって検出され、制御部48は、その検出された車速が0km/hである場合に車両100が停車中であると判定する。その一方で、制御部48は、車速が0km/hよりも高い場合には車両100が走行中であると判定する。
ステップS106において、車両100が停車中であると判定された場合には、ステップS107へ進む。その一方で、車両100が停車しておらず走行中であると判定された場合には、ステップS108へ進む。
ステップS107では、制御部48は、シャッター装置42を全開状態にする。シャッター装置42が既に全開状態であれば、シャッター装置42は全開状態のまま維持される。ステップS107の次はステップS109へ進む。
ステップS108では、制御部48は、シャッター装置42の開度を最大開度よりも閉じる側にする。そのシャッター装置42の開度が最大開度とされた全開状態は例えば図3Aに示されている。ステップS108では、シャッター装置42は、例えば図3B、図3C、または図3Dに示された状態になる。
具体的にそのシャッター装置42の開度は、その開度と車速との関係を予め実験的に定めたシャッター開度マップに従い、最大開度よりも閉じる側の開度範囲内で車速に応じて決定される。そのシャッター装置42の開度範囲は例えばシャッター装置42の全閉状態を含む範囲として定められている。
そして、シャッター装置42の開度は、シャッター開度マップに従うことにより、車速が高いほど小さくなるように決定され、シャッター装置42は、その決定された開度になるように作動させられる。例えば、そのシャッター開度マップに定められたシャッター装置42の開度と車速との関係は、車速が高いほどシャッター装置42の開度が段階的に小さくなるものであっても連続的に小さくなるものであってもよい。
このように図5のステップS106〜S108において、制御部48は、シャッター装置42の開度の制御であるシャッター開度制御を実行する。そのシャッター開度制御は、詳細に言えば、ステップS107にてシャッター装置42の開度を最大開度にすることと、ステップS108にてシャッター装置42の開度を最大開度よりも閉じる側にすることとを含む。ステップS108の次はステップS109へ進む。
ステップS109では、制御部48は、送風機44のファン441を逆回転させ、送風機44を第2送風状態にする。送風機44が既に第2送風状態であれば、送風機44は第2送風状態のまま維持される。これにより、エンジンルーム40内では、送風機44によって図4の矢印FLnのように送風される。例えば、エンジン4周辺の暖かい空気(すなわち、エンジン4の熱気)が送風機44によってラジエータ7および室外熱交換器13へ送られる。このとき、シャッター装置42が全閉状態であっても、エンジン4まわりの暖かい空気は、送風機44が発生する負圧によって車両前方側へ吸い込まれると共に、その送風機44によってラジエータ7および室外熱交換器13へ押し込まれる。ステップS109の終了で図5のフローチャートは終了し再びステップS101から開始する。
上述した図5の制御処理により、制御部48は、IGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合には、シャッター開度制御を実行すると共に、送風機44を第2送風状態にする。また、そのシャッター開度制御では、車速が高いほどシャッター装置42の開度が小さくされる。そして、車両100が停車中である場合にはシャッター装置42は開かれる。
なお、上述した図5の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する機能部を構成している。後述する図8のフローチャートでも同様である。
上述したように、本実施形態によれば、IGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合には、シャッター開度制御が実行されると共に、送風機44が第2送風状態にされる。具体的には、IGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合に、図5のステップS108、S109が実行される。そして、そのステップS108、S109の実行により、シャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機44が第2送風状態にされる。これにより、車外の冷気である走行風によってエンジン冷却水が冷却されにくくなり、それと共に、エンジン4の熱気をラジエータ7へ向かわせることが可能である。
そのため、ラジエータ7でエンジン冷却水が加熱されやすくなり、そのエンジン冷却水の温度上昇を早めることが可能である。その結果として、エンジン4の暖機を促進することが可能であり、延いては車両100の燃費向上を図ることが可能である。なお、車両100の燃費とは、例えば燃料の単位消費量あたりの車両100の走行距離である。そして、車両100の燃費向上とは、その燃料の単位消費量あたりの車両100の走行距離が延びることである。
また、室外器冷媒圧力Prfについても上記のように判定されているので、冷凍サイクル回路3の空調性能を確保する上で室外熱交換器13を冷やした方が良い状況に冷凍サイクル回路3があるか否かを判定することができる。そして、室外熱交換器13を冷やした方が良い状況に冷凍サイクル回路3があれば、エンジン4の熱気を室外熱交換器13へ送ることが回避され、冷凍サイクル回路3の空調性能が確保され易くなる。
また、エンジン4の冷間時には例えばシャッター装置42の羽根421に雪が付着していることもあり得る。そのようにシャッター装置42の羽根421に雪が付着している場合には、その付着した雪をエンジン4の熱気で融かすことが可能である。
また、本実施形態によれば、図2に示すように、室外熱交換器13はシャッター装置42とラジエータ7との間に配置され、そのシャッター装置42はその室外熱交換器13に取り付けられている。従って、室外熱交換器13とシャッター装置42とを一体の構成物として車両ボデーに取り付けることが可能である。
また、本実施形態によれば、図5に示すように、シャッター開度制御では、車速が高いほどシャッター装置42の開度は小さくされる。具体的に図5のステップS108において、制御部48は、シャッター装置42を、そのシャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態にする場合には、車速が高いほどシャッター装置42の開度を小さくする。従って、そのシャッター装置42の開度を、車速が高いほど強くなる走行風の風圧に応じた大きさにすることが可能である。
また、本実施形態によれば、シャッター開度制御では、車両100が停車中である場合にはシャッター装置42が開かれる。具体的には、IGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合に、車両100が停車中でなければ、上記のようにシャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機44が第2送風状態にされる。その一方で、IGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合に、車両100が停車中であれば、図5のステップS107、S109が実行される。そして、そのステップS107ではシャッター装置42が開かれ、ステップS109では送風機44が第2送風状態にされる。
ここで、停車中には走行風がなく、シャッター装置42を閉じる必要がない。従って、停車中には、送風機44の車両前方側へ向けた送風がシャッター装置42の開放によりラジエータ7および室外熱交換器13を通り抜けやすくなり、シャッター装置42が閉じられている場合と比較して、エンジン4の暖機を促進することが可能である。
また、本実施形態によれば、図3A〜図3Dに示すように、シャッター装置42を通過する空気の風量は、シャッター装置42の開度が小さくなるほど小さくなる。従って、シャッター装置42によってラジエータ7および室外熱交換器13を通過する空気量を調整することが可能である。
また、本実施形態によれば、シャッター装置42は、そのシャッター装置42を通過する空気の向きを車両前後方向DR1に対し交差する向きに偏向させる。従って、車両100が、エンジンルーム40内へ流入する走行風の向きを車両前後方向DR1に対して偏向させた方が良い車両である場合において、その走行風を適切な向きに偏向させることが可能である。
なお、車両毎にエンジンルーム内のレイアウト等は異なるので、走行風の適切な向きは車両毎に異なる。例えば、本実施形態では、図3Bおよび図3Cの矢印ARaに示すようにそのシャッター装置42を通過する空気の向きを下向きに偏向させるので、走行風をエンジン4の下側へ導き車両100の走行抵抗を軽減することが可能である。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の第1実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の第3実施形態でも同様である。
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の第1実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の第3実施形態でも同様である。
図6および図7は、本実施形態において、上側から見た車両フロント部分の断面を模式的に示した模式図である。そして、図6は、図5の制御処理においてシャッター装置42が全開状態とされ送風機44が第1送風状態とされた場合を示している。その一方で、図7は、図5の制御処理においてシャッター装置42が全閉状態とされ送風機44が第2送風状態とされた場合を示している。
この図6および図7に示すように、本実施形態では、車両100は、車両幅方向DR3に対称的に配置された一対の開閉機構52を備えている。この開閉機構52はクーリングモジュール41に含まれる。すなわち、本実施形態では、開閉機構52を含むクーリングモジュール41および制御部48が熱交換ユニットとして機能する。本実施形態は、このような点において第1実施形態と異なっている。
また、本実施形態では、シャッター装置42の回動軸422の軸方向が車両上下方向DR2になっており、本実施形態は、この点においても第1実施形態と異なっている。
具体的には図6および図7に示すように、一対の開閉機構52はそれぞれ、平板状の回動ドア521と、その回動ドア521の一端が固定されたドア回動軸522とを有している。この開閉機構52はそれぞれ、制御部48からの制御信号に従って電動で開閉作動する。また、ドア回動軸522の軸方向は車両上下方向DR2である。
そして、一対の開閉機構52はそれぞれ、シュラウド46に取り付けられている。すなわち、ドア回動軸522がシュラウド46に取り付けられ、そのドア回動軸522および回動ドア521は、シュラウド46に対し回動可能となっている。開閉機構52は、回動ドア521の回動によって開閉作動する。
また、一対の開閉機構52はそれぞれ、シュラウド46の一部分を開閉する。詳細には、その開閉機構52は、ラジエータ7とシャッター装置42との間でシュラウド46を開閉する。
次に、制御部48が行う開閉機構52の開閉制御について説明する。本実施形態では、図5の制御処理が第1実施形態と同様に実行され、開閉機構52の開閉制御はその図5の制御処理の中で行われる。
詳細には、図5のステップS104において、第1実施形態での実行内容に加え、図6に示すように、制御部48は一対の開閉機構52を閉じる。開閉機構52が既に閉じていれば、開閉機構52は閉じたまま維持される。これにより、図6の矢印FLpのように、車両前方側からの走行風はラジエータ7および室外熱交換器13を通過するように案内される。
また、図5のステップS108において、第1実施形態での実行内容に加え、図7に示すように、制御部48は一対の開閉機構52を開く。開閉機構52が既に開かれていれば、開閉機構52は開かれたまま維持される。
これと同様に、図5のステップS107においても、第1実施形態での実行内容に加え、制御部48は一対の開閉機構52を開く。要するに、図5のステップS107またはステップS108が実行されればそれと共にステップS109も実行されるので、制御部48は、送風機44を第2送風状態にする際には開閉機構52を開く。
これにより、送風機44が第2送風状態とされて送風する空気は、図7の矢印FLnのようにラジエータ7および室外熱交換器13を通過した後に、シュラウド46のうち開閉機構52によって開かれた箇所を経て、エンジンルーム40内を循環する。そのため、開閉機構52が閉じている場合に比して、送風機44が第2送風状態とされて送風する際の送風抵抗が低減される。この送風抵抗の低減効果はシャッター装置42の開度に拘わらず得られるが、特にシャッター装置42の全閉状態にて顕著になる。
従って、その送風機44が送風する空気は、図7の矢印FLnのようにラジエータ7および室外熱交換器13を通過し易くなり、エンジン4の熱気をラジエータ7および室外熱交換器13へ向かわせ易くなる。
本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態によれば、一対の開閉機構52はそれぞれシュラウド46の一部分を開閉する。従って、車両前方側からエンジンルーム40へ流入する走行風がラジエータ7および室外熱交換器13を通過するようにその走行風を案内することと、送風機44が第2送風状態とされて送風する際の送風抵抗を低減することとを両立することが可能である。
また、一対の開閉機構52はそれぞれシュラウド46に取り付けられているので、その開閉機構52とシュラウド46とを一体の構成物として例えば車両ボデーに取り付けることが可能である。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第1実施形態と異なる点を主として説明する。
図8は、本実施形態において、シャッター開度制御と送風機制御とを実行するための制御処理を示すフローチャートであって、第1実施形態の図5に相当する図である。この図8に示すように、本実施形態のフローチャートは、ステップS101とステップS102との間に挿入されたステップS201を含んでいる。本実施形態は、この点において第1実施形態と異なっている。
具体的には図8に示すように、ステップS101において、IGスイッチ50がオン状態であると判定された場合には、ステップS201へ進む。そのステップS201では、制御部48は、冷凍サイクル回路3が暖房運転中であるか否かを判定する。
その冷凍サイクル回路3の暖房運転とは、冷凍サイクル回路3の冷媒の熱で車室内を暖める空調運転である。例えば冷凍サイクル回路3の暖房運転中とは、冷凍サイクル回路3が暖房モードまたは暖房除湿モードで運転されている場合である。従って、制御部48は、冷凍サイクル回路3が暖房運転中であるか否かを、例えば電磁弁36、37および電子膨張弁11、12の作動状態から判定できる。
ステップS201において、冷凍サイクル回路3が暖房運転中であると判定された場合には、ステップS102へ進む。その一方で、冷凍サイクル回路3が暖房運転中ではないと判定された場合、例えば冷凍サイクル回路3が冷房運転中または停止中であると判定された場合には、図8のフローチャートは終了し再びステップS101から開始する。
このように、制御部48は、冷凍サイクル回路3が暖房運転中であり且つIGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合には、シャッター開度制御を実行すると共に、送風機44を第2送風状態にする。具体的には、冷凍サイクル回路3が暖房運転中であり且つIGスイッチ50がオン状態である場合において、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であり且つ室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下である場合に、図8のステップS108、S109が実行される。そして、そのステップS108、S109の実行により、シャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機44が第2送風状態にされる。
従って、冷たい車外の空気がエンジンルーム40内へ流入することを抑制しつつエンジン廃熱(すなわち、エンジン4の熱気)をエンジンルーム40内に循環させ、冷凍サイクル回路3を構成する室外熱交換器13および冷媒配管等を暖めることができる。その結果、冷凍サイクル回路3の暖房性能の向上を図ることができる。
また、冷凍サイクル回路3の暖房運転中において室外熱交換器13の着霜を回避することができる。また、冷凍サイクル回路3の暖房運転中には室外熱交換器13はエバポレータとして機能しているところ、エンジン4の暖機の際に、走行風がその室外熱交換器13で冷却されてからラジエータ7およびエンジン4へ流れるという冷害を抑制することが可能である。
また、本実施形態の車両100に例えば暖房用の電気ヒータが設けられているとすれば、その電気ヒータの稼働率を減らすことが可能である。その結果、ハイブリッド自動車である本実施形態の車両100の航続距離を伸ばすことができる。
なお、本実施形態では、前述の第1実施形態と共通の構成から奏される効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
また、本実施形態は第1実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第2実施形態と組み合わせることも可能である。
(他の実施形態)
(1)上述の各実施形態において、車両100はハイブリッド自動車であるが、それに限らず、例えば電気自動車であってもよく、走行用の電動機32を有さないエンジン車両であってもよい。なお、車両100が上記エンジン車両である場合には、IGスイッチ50のオン状態はエンジン4の作動中を意味する。
(1)上述の各実施形態において、車両100はハイブリッド自動車であるが、それに限らず、例えば電気自動車であってもよく、走行用の電動機32を有さないエンジン車両であってもよい。なお、車両100が上記エンジン車両である場合には、IGスイッチ50のオン状態はエンジン4の作動中を意味する。
(2)上述の第1実施形態において、シャッター装置42は、シャッター装置42の開度が最大開度よりも小さい場合には、図3Bおよび図3Cの矢印ARaに示すように、そのシャッター装置42を通過する空気の向きを下向きに偏向させる。しかしながら、これは一例であり、その空気の向きは下向きに偏向させられることに限らず、実際の個々の車両において上向き、右向き、左向きなど何れかの向きに偏向させられることも各々想定される。車両毎にエンジンルーム40内のレイアウト等が異なるので、走行風の適切な向きは車両毎に異なるからである。
要するに、シャッター装置42は、シャッター装置42の開度が最大開度よりも小さい場合には、そのシャッター装置42を通過する空気の向きを、適宜、車両前後方向DR1に対し交差する向きに偏向させればよい。このようにすれば、エンジンルーム40内へ流入する走行風の向きを車両前後方向DR1に対して偏向させた方が良い車両において、その走行風を適切な向きに偏向させることが可能である。
(3)上述の各実施形態において、シャッター装置42の開度が最小開度である場合には、シャッター装置42の羽根421同士が互いに接触し、羽根421同士の相互隙間が閉じられる。しかしながら、これは一例であり、シャッター装置42の最小開度では、羽根421同士の相互隙間が最小であれば、その相互隙間が生じていても差し支えない。
(4)上述の各実施形態において、シャッター装置42の全開状態では、図3Aに示すように、例えば複数枚の羽根421は何れも車両前後方向DR1に沿った向きになるが、図3Bおよび図3Cと同様に車両前後方向DR1に対し傾いていても差し支えない。但し、そのようにしたとしても、シャッター装置42の全開状態において羽根421が車両前後方向DR1に対して成す傾きは、大開度側の半開状態に比して小さくなる。
(5)上述の各実施形態において、シャッター装置42はルーバー状に構成されているが、シャッター装置42の構成はこれに限らない。例えば、シャッター装置42は、全開状態と全閉状態とに択一的に切り替わり且つその全開状態と全閉状態との間で開度調節ができない構成であってもよい。
(6)上述の第1実施形態において、図5のステップS103では、室外熱交換器13の冷媒入口の冷媒圧力が室外器冷媒圧力Prfとして検出されるが、室外熱交換器13の冷媒出口の冷媒圧力が室外器冷媒圧力Prfとして検出されても差し支えない。
(7)上述の第1実施形態において、図5のステップS106では、例えば車速が0km/hである場合に車両100が停車中であると判定されるが、停車中の判定はそれに限られるものではない。
例えば、車両100が停車していると取り扱える程度の極低車速である所定の停車判定車速が予め実験的に設定されており、車速がその停車判定車速以下である場合に車両100が停車中であると判定されてもよい。この場合、車速がその停車判定車速よりも高い場合には車両100が走行中であると判定される。
(8)上述の第1実施形態において、図5のステップS107では、シャッター装置42は全開状態にされるが、それに限らず、シャッター装置42は開いていればよい。例えば、ステップS107において、シャッター装置42は、図3Bまたは図3Cに示すように半開状態にされてもよい。
(9)上述の第1実施形態において、図5のフローチャートはステップS106およびS107を含んでいるが、そのステップS106およびS107を含まないフローチャートも考えられる。そのようなフローチャートでは、ステップS103で、室外器冷媒圧力Prfが冷媒圧力判定値P1rf以下であると判定された場合に、ステップS108へ進む。
(10)上述の第1実施形態において、図5のフローチャートはステップS103を含んでいるが、そのステップS103を含まないフローチャートも考えられる。そのようなフローチャートでは、ステップS102で、エンジン水温TMPwが温度判定値TMP1以下であると判定された場合に、ステップS106へ進む。
(11)上述の各実施形態において、エンジンルーム40内に配置されたクーリングモジュール41は室外熱交換器13を有しているが、その室外熱交換器13は必須ではない。その室外熱交換器13が無ければ、例えば図5のフローチャートはステップS103を含まない。
(12)上述の第1実施形態において、図5のステップS108では、車速が高いほどシャッター装置42の開度が小さくされるが、これは一例である。例えば、ステップS108において、制御部48は、車速に拘わらず、シャッター装置42を全閉状態にするなど、そのシャッター装置42を閉じてもよい。このようにすれば、エンジン4の暖機を促進する際に、エンジンルーム40内への走行風の流入をシャッター装置42によって遮断することが可能である。
(13)上述の各実施形態において、冷凍サイクル回路3は複数の運転モードのうちの何れかで運転されるが、冷凍サイクル回路3の運転モードは複数設けられている必要はなく、1つであってもよい。例えば、冷凍サイクル回路3は暖房モードで運転されるだけであってもよい。
(14)上述の各実施形態において、シャッター装置42は室外熱交換器13に取り付けられているが、これは一例である。例えば、シャッター装置42は、車両ボデーに取り付けられるグリルシャッターであってもよい。
(15)上述の第2実施形態において、図6および図7に示す開閉機構52はシュラウド46の一部分を開閉するが、その開閉される箇所がシュラウド46の一部分に限られる必要はない。要するに、開閉機構52は、シュラウド46の少なくとも一部分を開閉すればよい。
(16)上述の第2実施形態において、開閉機構52は、回動ドア521の回動によって開閉作動するドア機構であるが、これは一例である。例えば、開閉機構52は、フィルムがスライドすることによって開閉作動してもよいし、シャッター装置42と同様にルーバー状の構成であってもよい。
(17)上述の第3実施形態において、冷凍サイクル回路3の暖房運転中とは、冷凍サイクル回路3が暖房モードまたは暖房除湿モードで運転されている場合であるとされているが、これは一例である。例えば冷凍サイクル回路3が暖房モードで運転されている場合だけが冷凍サイクル回路3の暖房運転中に該当するとしてもよい。
(18)上述の各実施形態において、図5および図8のフローチャートでは、送風機44は第1送風状態と第2送風状態とに選択的に切り替えられるが、送風機44が第1送風状態および第2送風状態のほか、適宜、停止状態にされる場合があっても差し支えない。
(19)上述の各実施形態では、冷凍サイクル回路3の暖房モード時および暖房除湿モード時において、冷凍サイクル回路3の冷媒の熱はエンジン冷却水を介して空調風へ伝達されるが、これは一例である。例えば、冷凍サイクル回路3の冷媒と空調風とがエンジン冷却水を介さずに熱交換されてその空調風が加熱されても差し支えない。
(20)上述の各実施形態では、シャッター装置42はルーバー状に構成されているが、これは一例である。例えば、シャッター装置42は簾状の構成であってもよいし、或いは、スライドドアによって開閉作動してもよい。
(21)上述の各実施形態では、図1に示すように、シャッター装置42および送風機44を制御する制御部48は、圧縮機2および電子膨張弁11、12等を制御する制御装置10に含まれているが、これは一例である。例えば、制御部48はその制御装置10とは別個の制御装置として設けられていても差し支えない。
(22)上述の各実施形態において、図5および図8のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。
なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
例えば、図5および図8のステップS108において、シャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態であれば、制御部48は、そのシャッター装置42を作動させる制御を実行せずに、シャッター装置42の状態をそのまま維持してもよい。そのようにシャッター装置42の状態をそのまま維持する場合にも、制御部48は、ステップS108に続くステップS109で、送風機44を第2送風状態にする。なお、上記のシャッター装置42の開度が最大開度よりも閉じた状態とは、例えば、シャッター装置42の半開状態や全閉状態などである。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、制御部は、車両を走行可能状態にするスイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が予め定められた温度判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、制御部は、車両を走行可能状態にするスイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が予め定められた温度判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。
また、第2の観点によれば、制御部は、上記スイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が温度判定値以下であり且つ室外熱交換器の冷媒圧力が予め定められた冷媒圧力判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。従って、室外熱交換器を含む冷凍サイクル回路の空調性能を確保する上でその冷凍サイクル回路が室外熱交換器を冷やした方が良い状況にあるか否かを判定することができる。そして、冷凍サイクル回路が室外熱交換器を冷やした方が良い状況にあれば、エンジンの熱気を室外熱交換器へ送ることが回避され、冷凍サイクル回路の空調性能が確保され易くなる。
また、第3の観点によれば、室外熱交換器はシャッター装置と冷却水用熱交換器との間に配置され、そのシャッター装置はその室外熱交換器に取り付けられている。従って、室外熱交換器とシャッター装置とを一体の構成物として例えば車両ボデーに取り付けることが可能である。
また、第4の観点によれば、制御部は、室外熱交換器を含む冷凍サイクル回路が暖房運転中であり且つ上記スイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が温度判定値以下であり且つ室外熱交換器の冷媒圧力が冷媒圧力判定値以下である場合には、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、送風機を第2送風状態にする。従って、冷たい車外の空気がエンジンルーム内へ流入することを抑制しつつエンジン廃熱をエンジンルーム内に循環させ、冷凍サイクル回路を構成する室外熱交換器および冷媒配管等を暖めることができる。その結果、冷凍サイクル回路の暖房性能の向上を図ることができる。
また、冷凍サイクル回路の暖房運転中において室外熱交換器の着霜を回避することができる。また、冷凍サイクル回路の暖房運転中には室外熱交換器はエバポレータとして機能しているところ、エンジンの暖機の際に、走行風がその室外熱交換器で冷却されてから冷却水用熱交換器およびエンジンへ流れるという冷害を抑制することが可能である。
また、例えば暖房用の電気ヒータが設けられているとすれば、その電気ヒータの稼働率を減らすことが可能である。その結果、熱交換ユニットを搭載する車両がハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、または電気自動車である場合には、その車両の航続距離を伸ばすことができる。
また、第5の観点によれば、シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態では、走行風の通路はシャッター装置によって塞がれる。従って、エンジンの暖機を促進する際に、エンジンルーム内への走行風の流入をシャッター装置によって遮断することが可能である。
また、第6の観点によれば、制御部は、シャッター装置を、そのシャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態にする場合には、車速が高いほどシャッター装置の開度を小さくする。従って、シャッター装置の開度を、車速が高いほど強くなる走行風の風圧に応じた大きさにすることが可能である。
また、第7の観点によれば、制御部は、スイッチがオン状態である場合において、エンジン冷却水の温度が温度判定値以下である場合に、車両が停車中であればシャッター装置を開き、送風機を第2送風状態にする。ここで、停車中には走行風がなく、シャッター装置を閉じる必要がない。従って、停車中には、送風機の車両前方側へ向けた送風が冷却水用熱交換器を通り抜けやすくなり、シャッター装置が閉じられている場合と比較して、エンジンの暖機を促進することが可能である。
また、第8の観点によれば、シャッター装置を通過する空気の風量は、シャッター装置の開度が小さくなるほど小さくなる。従って、シャッター装置によって冷却水用熱交換器を通過する空気量を調整することが可能である。
また、第9の観点によれば、シャッター装置は、そのシャッター装置を通過する空気の向きを車両前後方向に対し交差する向きに偏向させる。従って、エンジンルーム内へ流入する走行風の向きを車両前後方向に対して偏向させた方が良い車両において、その走行風を適切な向きに偏向させることが可能である。なお、車両毎にエンジンルーム内のレイアウト等が異なるので、走行風の適切な向きは車両毎に異なる。
また、第10の観点によれば、開閉機構はシュラウドの少なくとも一部分を開閉する。従って、車両前方側からエンジンルームへ流入する走行風が冷却水用熱交換器を通過するようにその走行風を案内することと、送風機が第2送風状態とされて送風する際の送風抵抗を低減することとを両立することが可能である。
更に、開閉機構はシュラウドに取り付けられているので、その開閉機構とシュラウドとを一体の構成物として例えば車両ボデーに取り付けることが可能である。
Claims (10)
- 熱交換ユニットであって、
車両前方側から走行風を取り入れ可能に構成されエンジン(4)が収容されているエンジンルーム(40)の中で車両前方側に配置され、前記エンジン内を流れるエンジン冷却水と空気とを熱交換させる冷却水用熱交換器(7)と、
該冷却水用熱交換器に対し車両前方側に配置され、該冷却水用熱交換器へ向かう前記走行風の通路(402)を開閉可能に構成されたシャッター装置(42)と、
前記エンジンルームの中で前記シャッター装置に対し車両後方側に配置され、前記冷却水用熱交換器に対し車両前方側から車両後方側へ空気を流す第1送風状態と前記冷却水用熱交換器に対し車両後方側から車両前方側へ空気を流す第2送風状態とに切替え可能に構成された送風機(44)と、
制御部(48)とを備え、
該制御部は、車両(100)を走行可能状態にするスイッチ(50)がオン状態である場合において、前記エンジン冷却水の温度(TMPw)が予め定められた温度判定値(TMP1)以下である場合には、前記シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた状態で、前記送風機を前記第2送風状態にする熱交換ユニット。 - 前記エンジンルームの中で前記シャッター装置に対し車両後方側に配置され、前記送風機が流す空気と空調用の冷媒とを熱交換させる室外熱交換器(13)を備え、
前記制御部は、前記スイッチがオン状態である場合において、前記エンジン冷却水の温度が前記温度判定値以下であり且つ前記室外熱交換器の冷媒圧力(Prf)が予め定められた冷媒圧力判定値(P1rf)以下である場合には、前記シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた前記状態で、前記送風機を前記第2送風状態にする請求項1に記載の熱交換ユニット。 - 前記室外熱交換器は、前記シャッター装置と前記冷却水用熱交換器との間に配置され、
前記シャッター装置は、前記室外熱交換器に取り付けられている請求項2に記載の熱交換ユニット。 - 前記制御部は、前記室外熱交換器を含む冷凍サイクル回路(3)が暖房運転中であり且つ前記スイッチがオン状態である場合において、前記エンジン冷却水の温度が前記温度判定値以下であり且つ前記室外熱交換器の冷媒圧力が前記冷媒圧力判定値以下である場合には、前記シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた前記状態で、前記送風機を前記第2送風状態にする請求項2または3に記載の熱交換ユニット。
- 前記シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた前記状態では、前記走行風の前記通路は該シャッター装置によって塞がれる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
- 前記制御部は、前記シャッター装置を、該シャッター装置の開度が最大開度よりも閉じた前記状態にする場合には、車速が高いほど前記シャッター装置の開度を小さくする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
- 前記制御部は、前記スイッチがオン状態である場合において、前記エンジン冷却水の温度が前記温度判定値以下である場合に、前記車両が停車中であれば前記シャッター装置を開き、前記送風機を前記第2送風状態にする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
- 前記シャッター装置を通過する空気の風量は、前記シャッター装置の開度が小さくなるほど小さくなる請求項1ないし7のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
- 前記シャッター装置は、該シャッター装置を通過する空気の向きを車両前後方向(DR1)に対し交差する向きに偏向させる請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
- 前記シャッター装置と前記冷却水用熱交換器との間において前記走行風の前記通路を覆って形成するシュラウド(46)と、
前記シュラウドの少なくとも一部分を開閉する開閉機構(52)とを備え、
前記開閉機構は前記シュラウドに取り付けられている請求項1ないし9のいずれか1つに記載の熱交換ユニット。
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