JPH03233128A - 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】 ［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、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。

［従来の技術］ 内燃機関を搭載した車両においては、車両の前方に内燃
機関の冷却水が導かれたラジェータを設置し、このラジ
ェータの後方に送風ファンを設置し、車両の走行に伴っ
て冷却風がラジェータ部に効果的に導かれるようにして
いる。

この様な内燃機関を搭載した車両において冷房装置を搭
載する場合、この冷房装置の冷媒を通過させる冷媒冷却
用のコンデンサが設けられるもので、このコンデンサは
、例えばラジェータの前方に設置し、コンデンサを通過
した冷却風がラジェータに導かれるようにしている。

冷房装置のコンデンサでは、この冷房装置の作動時に、
コンプレッサで加圧された高温冷媒が冷却され液化され
る。したがって、車速によって発生された冷却風、およ
び冷却ファンによって発生された冷却風は、高温冷媒の
供給されているコンデンサを通過するときに加熱され、
この加熱された冷却風がラジェータを循環する内燃機関
の冷却水を冷却し、内燃機関を適温に制御している。

しかし、夏場の低速登板運転時のような場合には、エン
ジンの発熱量が大きく、且つ充分な車速風が期待できな
いばかりか、導入される冷却風温度が高い。この場合、
冷房装置の冷房能力は確保できるが、ラジェータの空気
導入口部分の空気温度の上昇が大きく、このためラジェ
ータの冷却能力が低下し、冷却水温が上昇する。

特に近年においては、車両の高出力化が著しい。

そして、例えば夏場の低速登板時のような走行運転条件
においても、冷却水温を適温に保つため、ラジェータの
大型化、さらに冷却ファンの能力増大化等が進んでいる
。しかし、車両の限られたスペースの関係から、これ以
上の大型化は困難である。

また、冷却水温が上昇した場合の対策として、内燃機関
のオーバヒートの危険域まで水温が上昇したときに、こ
れを水温センサで検出し、エアコンシステムをカットす
るように制御することも考えられている。しかし、この
様な制御を実行したのでは、車室内の温度が上昇して乗
員の環境が著しく悪化することになる。

［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
性がでるような運転環境において、特に車室内の温度環
境を悪化させることなく、機関の冷却水の温度上昇を抑
制することができ、内燃機関に確実に適温の冷却水か供
給されて、特に夏場における運転を効率的にできるよう
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。

［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内燃機関の冷却水を冷却
するラジェータ、およびその上流側に冷房手段の冷媒を
凝縮するコンデンサを直列的に配置し、送風手段を用い
て、このコンデンサおよびラジェータに冷却風が直列的
に供給されるようにしている。そして、さらに冷却風切
換え手段を設け、この切換え手段によってラジェータに
は前記コンデンサ部を通過した冷却風のみが供給される
状態、あるいはコンデンサ部を迂回（バイパス）した外
部から導入される冷却風も合わせて供給される状態に切
換え制御されるようにする。

［作用］ この様に構成される車両用水冷式内燃機関の冷却装置に
あっては、内燃機関の熱負荷の状態に対応して冷却風切
換え手段が制御される。例えば、内燃機関の冷却水温度
が大きく上昇したような場合、すなわち内燃機関の熱負
荷が所定値以上に達したならばこれをを検知し、冷却風
切換え手段を駆動してコンデンサを通過した冷却風の他
に、このコンデンサを通過しない外部からの冷却風を導
入し、ラジェータを冷却させるようにする。したがって
、このラジェータにおける冷却能力が向上され、冷却水
温が適性温度に降下されるようになり、特に冷房装置を
停止させることなく、内燃機関の冷却能力か確保される
ようになる。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図および第２図はその構成を示しているもので、車
両に搭載されたエンジン１１の前方に、このエンジン１
１の冷却水がポンプ１２によって循環されるラジェータ
１３が設置される。このラジェータ１３の前方には、さ
らにコンデンサ１４か設置されるもので、このコンデン
サ１４およびラジェータ１３か、車両の進行方向に向け
て直列的に配置されている。そ、して、送風用の電動フ
ァン１５によって発生され、さらに車両の進行に伴って
発生する冷却風が、図に矢印Ａで示すようにコンデンサ
１４を通過した後、さらにラジェータ１３を通過し、コ
ンデンサ■４に循環される媒体を冷却すると共に、ラジ
ェータ１３に循環する冷却水を冷却するようになる。

ここで、コンデンサ１４には、この車両に搭載される冷
房装置の冷媒が循環されるもので、コンプレッサｌＢで
圧縮された冷媒が、冷媒回路を介して供給され、コンデ
ンサ１４を通過した冷媒は、レシーバ１７、エキスパン
ションバルブ１８を介してエバポレータ１９に供給され
、このエバポレータ１９からの出力冷媒が、コンプレッ
サ１６に帰還されるようになっている。ここで、エバポ
レータ１９の出力部に設置した感温筒２０によって検出
された温度情報によってエキスパンションバルブＩ８が
制御され、エバポレータ１９で空気との熱交換を行って
、冷却された空気か、車室内に吹き出されるようにして
いる。

直列的に配置されたラジェータ１３およびコンデンサ１
４の周囲には、前記矢印Ａで示した冷却風の通路を形成
する導風ガイド２１が形成される。そして、この導風ガ
イド２１の例えば側部の一部を開口し、この開口部には
導風ダンパ２２を設け、この導風ダンパ２２が図のよう
に開かれた状態で、コンデンサ１４を通過しない外部か
らの冷却風Ｂが導入されるようにする。すなわち、この
導風ダンパ２２か開かれた状態で、コンデンサ１４を通
過した冷却風と共に、外部から導入される冷却風Ｂが、
ラジェータ１３部に導かれる。

導風ダンパ２２は、例えばスプリング２３によって、常
時は導風ガイド２１に形成された開口を塞ぐように構成
されるもので、バルブ２４を介して供給されるバキュー
ム圧によって駆動されるアクチュエータ２５によって、
スプリング２３に抗して図の状態に開かれる。

エンジン１１は、例えば電子制御ユニット２６（ＥＣＵ
）によって電子制御されるものであるが、このＥＣＵ２
Ｂはさらに冷却水の冷却ユニット、冷房装置等の制御に
も用いられる。すなわち、ＥＣＵ２８には、エンジンＩ
Ｉに対応して設置された、例えば車速または回転数セン
サからの信号、冷却水回路に設置した水温センサ２７か
らの水温信号、コンプレッサ１６の冷媒出力部に設けた
圧力センサ２８等からの信号が供給されるものであり、
さらにエバポレータ１９の空気吹出し口に設置された吹
出し温センサ２９からの検出信号が供給される。そして
、このＥＣＵ２Ｂによって、電動ファン１５を制御し、
また導風ダンパ２２を開閉制御するアクチュエータ２５
に供給されるバキューム圧制御用のバルブ２４を開閉制
御する。

第２図において、２７はボンネット、２８はフロントグ
リル、２９は車輪である。

例えば、夏場の低速登板運転のようにエンジン１１の高
負荷走行状態にあっては、充分な車速風、すなわち車両
の進行に伴ってフロントグリル２８から導入される冷却
風量が得られないものであるため、エンジン１１の冷却
水温の上昇が著しく、ラジェータ１３にとって非常に激
しい条件となる。

一方、冷房装置について考えると、この冷房装置の冷房
能力は、この様なエンジン１１の高負荷運転状態では、
エンジン１１の回転が高速であり、且つ低車速であるた
め、充分な余裕がある。

実施例で示した装置にあっては、冷房装置の冷房能力を
適正化すると共に、ラジェータ１３の入り目部分の空気
温度を低下させ、エンジン１１の冷却水の温度を適性に
低下させるようにする。すなわち、冷房装置の作動時に
おいて、エンジン１１が高負荷走行運転されていると、
このエンジン１１の冷却水温が上昇する状態となる。こ
の冷却水温が上昇すると、これは水温センサ２７におい
て検出され、この水温上昇の検出信号はＥＣＵ２６に供
給される。

そして、このＥＣＵ２６では電動ファンＩ５を作動させ
、ラジェータ１３に供給される冷却風量を増大させて、
ラジェータ１３における冷却能力を向上させるようにす
る。

しかし、この様に電動ファン１５を作動させたにもかか
わらず、冷却水温が上昇し、オーバヒートの危険域（例
えば水温１００℃）に達すると、これか水温センサ２７
て検知され、ＥＣＵ２Ｇでこの状態が判別される。そし
て、このＥＣＵ２６では水温が危険域まで上昇したこと
を認識した状態で、バルブ２４に指令を与えてこれを開
き、アクチュエータ２５にバキューム圧を作用させて、
このアクチュエータ２５を作動させ、このアクチュエー
タ２５によって導風ダンパ２２をスプリング２３に抗し
て開放する。このダンパ２２の開放によって、コンデン
サ２４の例えば下方を通り、コンデンサ２４を通過しな
い外部からの冷却風Ｂが、ラジェータ１３に直接的に供
給されるようになる。

このコンデンサ１４を通過しない外部からの冷却風Ｂは
、コンデンサ１４における冷媒の液化による加熱が成さ
れないものであるため、大気温のままラジェータ１３に
導かれ、ラジェータ１３の冷却風入口部分の温度を低下
させる。すなわち、導入される冷却風温度と冷却水温度
との差が増大され、ラジェータ１３の放熱特性が向上さ
れて、冷却水の水温低下が効果的に計られるようになる
。したがって、オーバヒートが効果的に回避される。

この様に導風ダンパ２２が開かれた状態では、コンデン
サ１４を通過する風量が低下する。このため冷房能力は
若干低下するが、前述したように冷房装置の冷房能力に
は余裕があるため、特に車室内温度が急激に上昇するよ
うな問題は生じない。

尚、この様な作動をする場合、冷媒を圧縮するコンプレ
ッサ１６を可変容量型に構成し、導風ダンパ２２が開か
れた状態において冷房能力を制御させるようにすれば、
冷房能力を常に適性に保つことは容易である。また、強
制的にコンプレッサ１６の能力を低下することによって
、コンデンサ１４の能力を低減し、冷却風Ａの加熱を抑
制することかでき、さらに冷却水温度の低下を効果的に
計るようにすることも可能である。さらにコンプレッサ
１６の能力を低下させることにより、このコンプレッサ
１６の高圧側の異常な圧力上昇も回避することができる
。

コンプレッサ１６の過圧力時の、このコンプレッサ１６
の圧縮能力の低下については、コンプレッサ１６の高圧
側に設けた圧力センサ２８の検出信号が供給されるＥＣ
Ｕ２Ｂによって制御できる。

コンプレッサｌＢを通常の定容量型で構成した場合には
、水温センサ２７の検出信号、特にオーバヒート領域ま
で水温が上昇した状態を検出した信号が発生されたとき
に、予め定められたサイクルでコンプレッサ１６の動作
をオン・オフ制御することによって、このコンプレッサ
ｌＢの稼働率を低減させれば、可変容量型の代用を計れ
る。

第３図は導風ダンパ２２部分を拡大して示したもので、
このダンパ２２はラジェータ１３のラジェータコア１３
１の下方に設けられたロアタンク１３２に回動自在に取
り付けられ、このダンパ２２の開放端はスプリング２３
によってコンデンサ１４に連結されるようにする。そし
て、定常状態ではこのスプリング２３によってダンパ２
２が破線で示すようにコンデンサ１４の下端に接触され
、閉じられるようになっている。そして、この導風ダン
パ２２の開放端に、アクチュエータ２５のロッド２５１
が連結され、このアクチュエータ２５によってダンパ２
２がスプリング２３に抗して開かれるようにする。ここ
で、アクチュエータ２５にはバルブ２４の開放時にバキ
ューム圧が供給され、アクチュエータ２５が作動される
ようになっているもので、バルブ２４の非作動時にはア
クチュエータ２５に大気圧が供給され、非作動状態に設
定される。すなわち、導風ダンパ２２はスプリング２３
によって閉じられた状態とされる。

第４図はこの様に組み合わせ設定されるラジエタ１３お
よびコンデンサ１４部分の外観を示している。

上記実施例では、導風ガイド２１を設け、この導風ガイ
ド２１に導風ダンパ２２を設け、このダンパ２２を開く
ことによって外部からの冷却風Ｂが取り込まれるように
した。しかし、特に導風ダンパ２２を用いなくとも、選
択的に外部からの冷却風Ｂをラジェータ１３部に取り込
むことができる。

第５図は外部からの冷却風Ｂを取り込む他の例を示した
もので、この例ではコンデンサ１４を上部の支持部３０
で回動自在に支持し、アクチュエータ２５によってコン
デンサ１４がスプリング３１に抗して回動されるように
する。

すなわち、’ＥＣＵ２１３からの指令によってアクチュ
エータ２５が作動されたときに、コンデンサ１４が図の
ようにスプリング３１に抗して回動され、コンデンサ１
４の下方の間隔を広げて、外部からの冷却風Ｂが取り込
まれるようにする。

第６図はさらに他の実施例を示すもので、コンデンサ１
４は上下に２つに分割し、固定部１４１および可動部１
４２とする。そして、可動部１４２はスプリング３２に
抗して前方に移動されるように構成し、アクチュエータ
２５によって図のように移動することによって、ラジェ
ータ１３と可動部１４２との間に冷却風Ｂの通路が選択
的に形成されるようにしている。

さらに第７図で示した実施例では、第６図で示した例と
同様にコンデンサＩ４を固定部１４１および可動部１４
２に分割構成し、可動部１４２が下方に移動自在に構成
されるようにする。そして、アクチュエータ２５により
この可動部１４２が図のように移動され、冷却風Ｂの通
路が形成されるようにしている。

尚、この第５図乃至第７図においては、ラジェータＩ３
とコンデンサ１４との間に、特に導風ガイド２１を示し
ていないが、第１図で示した例と同様に導風ガイドを設
けてもよい。

これまで説明して実施例にあっては、バキュー圧とアク
チュエータを利用して、外部からの冷却風をラジェータ
１３部に取り込むような制御を行っている。しかし、導
風ダンパ２２の制御、コンデンサ１４部の移動制御等は
、電動モータ等を利用することも可能である。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る水冷式内燃機関の冷却装置
によれば、内燃機関の熱負荷が大きくなる状態で、内燃
機関の冷却水温が上昇し、オーバヒートの危険性が生ず
るような運転環境において、車載の冷房装置のコンデン
サをバイパスする状態で、外部から直接取り込まれる冷
却風が、コンデンサを通過した冷却風と共にラジェータ
部に供給されるようになる。したがって、冷房装置の冷
房能力に特に影響を与えることなく、内燃機関の冷却水
温を適性に保つことが容易となり、特に夏場の低速登板
運転のような状態でも、内燃機関の運転か効率的に実行
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る冷却装置を説明する
構成図、第２図はこの冷却装置を車体との関係で示す図
、第３図は冷却部分を拡大して示す図、第４図は同じく
外観図、第５図乃至第７図はそれぞれこの発明の他の実
施例を説明するための構成図である。 １１・・・エンジン、１３・・・ラジェータ、１４・・
・コンデンサ、１５・・・電動ファン、１６・・・コン
プレッサ、１９・・・エバポレータ、２１・・・導風ガ
イド、２２・・・導風ダンパ、２３．３１．３２・・・
スプリング、２５・・・アクチュエータ、２６・・・電
子制御ユニット（Ｅ　ＣＵ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の進行方向に向けて直列的に配置された冷房
   手段の冷媒を凝縮するコンデンサ、および内燃機関の冷
   却水を冷却するラジエータと、この直列に配置されたコ
   ンデンサおよびラジエータに、コンデンサ部からラジエ
   ータ部に向けて冷却風を送風する送風手段と、 前記コンデンサ部を移動させ、前記コンデンサ部を迂回
   して前記ラジエータ部を通過する冷却風を増加させるよ
   うに切換える冷却風切換え手段と、 前記内燃機関の熱負荷の状態に対応して前記冷却風切換
   え手段を切換え制御する制御手段とを具備し、 前記内燃機関の熱負荷の状態が所定値以上に達すると、
   前記冷却風切換え手段を切換え制御するようにしたこと
   を特徴とする車両用水冷式内燃機関の冷却装置。
2. （２）前記冷却風切換え手段は、前記ラジエータおよび
   コンデンサ間の周囲を囲むように形成された導風ダクト
   と、この導風ダクトの一部に形成され、外部からの冷却
   風を導入するダンパ機構とを備え、前記制御手段は前記
   内燃機関の熱負荷が所定値以上に達する状態で、このダ
   ンパ機構を開放制御するようにした請求項１の車両用水
   冷式内燃機関の冷却装置。
3. （３）前記冷却風切換え手段は、前記コンデンサの一部
   を、前記送風手段で送風される冷却風の通路から外れる
   ように移動制御する機構によって構成され、前記制御手
   段で内燃機関の熱負荷が所定値以上に達したときに前記
   コンデンサの一部を移動させ、外部からの冷却風が導入
   されるようにした請求項１の車両用水冷式内燃機関の冷
   却装置。