JPH0510125A - 車両用水冷式エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの冷却水温が上昇してオーバーヒー
トの危険性が生ずるような運転環境において冷却水温の
上昇を抑制することができ、又、その他の運転環境にお
いてエアコン性能を向上することができる車両用水冷式
エンジンの冷却装置を提供することにある。 【構成】 冷却ファン１４，１５の駆動により送風通路
１に風が通過する。送風通路１においてコンデンサ３の
上流側にラジエータ２が配置され、ラジエータ２は電磁
開閉弁１１の開閉により第１コア部１２による放熱、及
び第１と第２コア部１２，１３による放熱というように
放熱面積が変更できる。水温センサはエンジン冷却水の
温度を検出する。ＥＣＵは水温センサが検出した水温が
１００℃より小さいと電磁開閉弁１１を閉じ、１００℃
を越えると電磁開閉弁１１を開ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用水冷式エンジ
ンの冷却装置に係り、詳しくは、カーエアコン装置を搭
載した車両における水冷式エンジンの冷却装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車室内冷房を行うエアコン装置が
搭載された車両において、そのコンデンサは冷却風に対
しラジエータの前方に設置してある。よって、コンデン
サを通過した冷却風によりラジエータを冷却している。
エアコン装置を作動させると、コンデンサにはコンプレ
ッサで圧縮された高温冷媒が導かれ、この冷媒を凝縮し
て液化している。従って、車両の走行もしくは冷却ファ
ンによる冷却風は、このコンデンサを通過するときに加
熱され、加熱された冷却風によりラジエータを冷却して
いる。

【０００３】又、夏場の低速登坂運転のような条件のと
きには、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、エンジン回転数が高いため冷
房能力も増大する状況であるので、ラジエータ部に導入
される冷却風の空気温度の上昇が大きい。このため、ラ
ジエータの冷却水の温度が上昇することになる。ラジエ
ータ冷却水温を適温に保つため、ラジエータの大型化、
冷却ファンの能力増大が進められているが、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。

【０００４】このような問題を解決する手段として、例
えば、実開昭６２−７４０３０号公報に開示されるラジ
エータ構造が提案されている。即ち、ラジエータを２分
割して構成し、エンジンルームの前方で両側に分けて配
置するようにしている。この技術を利用して、コンデン
サとラジエータとをエンジンルームの前方で両側に分け
て配置することが考えられる。この場合、コンデンサと
ラジエータとが並列的に配置されたことになり、ラジエ
ータの冷却性能はコンデンサの熱的状態に左右されな
ず、又、通風抵抗も減少し、冷却ファンにとっても効率
的である。

【０００５】又、特公昭５８−４７３７０号公報に示さ
れたラジエータの冷却構造にあっては、車体前方の走行
状態で負圧域となる部分に冷却空気の吸出孔を設け、こ
の吸出孔の近傍にサブラジエータを配置している。即
ち、このサブラジエータには、ラム圧（走行風圧）とフ
ード上面の負圧域との圧力差によって冷却風が導かれる
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実開昭６２
−７４０３０号公報を利用してコンデンサとラジエータ
とをエンジンルームの前方で両側に分けて配置しようと
すると、最近の車両のデザイン等に適応させるには、ス
ペースの関係から非常に実現困難である。又、特公昭５
８−４７３７０号公報に示されたラジエータの冷却構造
では、ラム圧（走行風圧）が期待できない領域（低速領
域又は車両停止領域）においては、充分な冷却効果が得
られない。

【０００７】この発明は上記の点に鑑みなされたもの
で、エンジンの冷却水温が上昇してオーバーヒートの危
険性が生ずるような運転環境において冷却水温の上昇を
抑制することができ、又、その他の運転環境においてエ
アコン性能を向上することができる車両用水冷式エンジ
ンの冷却装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、送風通路に
おいて、カーエアコン用冷凍サイクルを構成するコンデ
ンサの上流側に配置されたエンジン冷却用ラジエータ
と、前記送風通路に冷却風を通過させる冷却ファンと、
前記ラジエータの放熱面積を調整する放熱面積調整用ア
クチュエータと、エンジンにかかる熱負荷を検出する熱
負荷検出手段と、前記熱負荷検出手段が検出したエンジ
ンの熱負荷に応じて前記放熱面積調整用アクチュエータ
を制御して前記ラジエータの放熱面積を調整する制御手
段とを備えた車両用水冷式エンジンの冷却装置をその要
旨とするものである。

【０００９】

【作用】制御手段は、熱負荷検出手段が検出したエンジ
ンの熱負荷に応じて放熱面積調整用アクチュエータを制
御してラジエータの放熱面積を調整する。よって、夏場
の低速登坂運転のような極低頻度の走行運転状況の下に
おいて、冷却水温が上昇する場合、ラジエータの放熱面
積を大きくすることでオーバーヒート危険域から速やか
に回避することができる。又、その他の運転状況下で
は、ラジエータの放熱面積を小さくすることでコンデン
サはラジエータの熱的な影響を受けにくくなる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には乗用車の前側の底面図を示
す。車両の前側部には送風通路１が形成され、車両の走
行に伴い同送風通路１内に風が通過するようになってい
る。この送風通路１にはラジエータ２が設置され、この
ラジエータ２に対し冷却風の流れの下流側にはコンデン
サ３がラジエータ２と接し、かつ、左右方向に距離Ｌだ
け重なった状態で設置されている。

【００１１】図３にはラジエータ２の背面図を示す。ラ
ジエータ２は、水平方向に配置されたロアタンク４とア
ッパタンク５と、両者を結ぶように垂直方向に伸びる多
数本のチューブ６とを備え、チューブ６にはフィン７が
設けられている。又、図３におけるアッパタンク５の左
端部には冷却水入口パイプ８が設けられるとともに、ロ
アタンク４の右端部には冷却水出口パイプ９が設けられ
ている。そして、冷却水入口パイプ８からエンジン冷却
水が導入されると、アッパタンク５からチューブ６内を
通って下方に流れロアタンク４を経て冷却水出口パイプ
９から排出される。又、アッパタンク５における冷却水
入口パイプ８の近傍にはラジエータキャップ１０が設け
られている。

【００１２】さらに、アッパタンク５には放熱面積調整
用アクチュエータとしての電磁開閉弁１１が設けられ、
図３における電磁開閉弁１１の左側のチューブ６及びフ
ィン７を第１コア部１２とし、電磁開閉弁１１の右側の
チューブ６及びフィン７を第２コア部１３としている。
この第２コア部１３は図１に示すようにコンデンサ３と
の重なり部分（距離Ｌ）となっている。そして、電磁開
閉弁１１が閉じていると冷却水入口パイプ８から入る冷
却水は第１コア部１２のみ流れる。又、電磁開閉弁１１
が開くと、冷却水は第１コア部１２に加え第２コア部１
３にも流れ、冷却水出口パイプ９から排出される。

【００１３】図１においてコンデンサ３及びラジエータ
２の第２コア部１３の下流側には、冷却ファン１４が設
けられるとともに、ラジエータ２の第１コア部１２の下
流側には冷却ファン１５が設けられている。

【００１４】尚、ラジエータ２とコンデンサ３との重な
り距離Ｌは、車両側の搭載スペースの範囲内で、コンデ
ンサ３、ラジエータ２、冷却ファン１４ １５、の能
力、さらに車両通風抵抗等により決定する。

【００１５】そして、この車両の走行に伴い発生する前
方からの走行風、さらに冷却ファン１４、１５で発生し
た冷却風は、コンデンサ３のみを通過する冷却風Ｆ１、
ラジエータ２の第２コア部１３と、コンデンサ３を通過
する冷却風Ｆ２、さらにラジエータ２の第１コア部１２
のみを通過する冷却風Ｆ３に分けられる。

【００１６】図２は、エンジン冷却水の循環路並びにこ
の車両に搭載されるエアコン装置の構成を示す。エンジ
ン１６の冷却水は、ポンプ１７によってラジエータ２の
第１コア部１２及び第２コア部１３に供給され再びエン
ジン１６に戻される。この場合、電磁開閉弁１１が閉じ
られた場合、第２コア部１３には冷却水が循環されず、
第１コア部１２のみに冷却水が循環される。又、この車
両に搭載されるエアコン装置は、冷媒を圧縮するコンプ
レッサ１８を備え、このコンプレッサ１８から出力され
る高温圧縮冷媒は、コンデンサ３に供給され、凝縮され
る。このコンデンサ３からの出力冷媒はレシーバ１９、
さらにエキスパンションバルブ２０を介してエバポレー
タ２１に供給され、このエバポレータ２１を通過する空
気を冷却してこの冷却風が車室内に放出される。そし
て、エバポレータ２１からの出力冷媒は、コンプレッサ
１８に帰還される。ここで、エキスパンションバルブ２
０の開度は、エバポレータ２１の出力冷媒の圧力を検出
するセンサ２２からの検出信号に基づき制御される。

【００１７】制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕという）２３は、マイクロコンピュータ等にて構成さ
れ、冷却ファン１４，１５、電磁開閉弁１１、コンプレ
ッサ１８等を制御する。ＥＣＵ２３には熱負荷検出手段
としての水温センサ２４が接続され、同センサ２４はエ
ンジン冷却水の温度を検出する。

【００１８】次に、このように構成した車両用水冷式エ
ンジンの冷却装置の作用を説明する。水温センサ２４は
冷却水温を検出しており、その検出信号がＥＣＵ２３に
取り込まれる。そして、ＥＣＵ２３はその信号により冷
却水温が基準値（１００℃）よりも低いと、電磁開閉弁
１１を閉じた状態にする。その結果、エンジン冷却水は
ラジエータ２の第１コア部１２にしか流れない。そのた
め、図１の冷却風Ｆ２は、外気温のままコンデンサ３に
流れ込み、ラジエータ２の熱的影響を受けない。さら
に、通風抵抗は、ラジエータ２を通過しない部分（冷却
風Ｆ１）が存在するため低く、冷却風量が大きくエアコ
ン性能が向上する。

【００１９】そして、例えば、夏場の低速登坂運転時の
場合、ＥＣＵ２３は冷却水温が基準値（１００℃）より
も上昇すると、電磁開閉弁１１を開く。その結果、ラジ
エータ２の両コア部１２，１３にてエンジン冷却水が冷
却される。そのため、オーバーヒート危険域から速やか
に回避することができる。このとき、コンデンサ３の冷
却性能は若干下がるが、冷却風量の増加が期待でき、か
つこのような運転状況ではエンジン回転数が高いためコ
ンプレッサ１８の回転数も高く、冷房能力には余裕があ
り、車室内環境を悪化させることはない。

【００２０】このように本実施例では、冷却ファン１
４，１５にて送風通路１に冷却風を通過させ、送風通路
１においてコンデンサ３の上流側にエンジン冷却用ラジ
エータ２を配置し、ラジエータ２のアッパタンク５に電
磁開閉弁１１（放熱面積調整用アクチュエータ）を設
け、第１コア部１２のみの放熱、及び第１と第２コア部
１２，１３による放熱とに切り換えてラジエータ２の放
熱面積を調整できるようにした。さらに、水温センサ２
４（熱負荷検出手段）にてエンジンにかかる熱負荷とし
てのエンジン冷却水温を検出できるようにし、ＥＣＵ２
３（制御手段）は、水温センサ２４が検出したエンジン
冷却水が１００℃より低いと電磁開閉弁１１を閉じ、エ
ンジン冷却水が１００℃より高いと電磁開閉弁１１を開
けてラジエータ２の放熱面積を変更するようにした。

【００２１】その結果、よって、夏場の低速登坂運転の
ような極低頻度の走行運転状況の下において、冷却水温
が上昇する場合、ラジエータ２の放熱面積を大きくする
ことでオーバーヒート危険域から速やかに回避すること
ができる。このとき、コンデンサ３の冷却性能は若干下
がるが、ラジエータ２とコンデンサ３とをズラして配置
したことによる冷却風量の増加が期待でき、かつ、この
ような運転状況ではエンジン回転数も高く、冷房能力に
は余裕があるため、車室内環境を悪化させることはな
い。又、その他の運転状況下では、ラジエータ２の放熱
面積を小さくすることでコンデンサ３はラジエータ２の
熱的な影響を受けにくくなる。

【００２２】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では水温センサ２４に
てエンジンにかかる熱負荷を検出するようにしたが、他
にも、冷凍サイクルの高圧側の冷媒圧力やコンプレッサ
のオン・オフを検出してもよい。

【００２３】又、ラジエータの放熱面積を調整するため
には上記実施例ではアッパタンク５に電磁開閉弁１１を
設けたが、その他の態様としては、第１コア部に対応す
る第１ラジエータと、第２コア部に対応する第２ラジエ
ータとを並列に接続して開閉弁を開閉制御することによ
り、第１ラジエータのみを使用する場合と第１及び第２
ラジエータを使用する場合とに切り換えるようにしても
よい。

【００２４】さらに、上記実施例では、ラジエータ２と
コンデンサ３とは車両の通風通路１において水平方向に
ズラして配置したが、上下にズラして配置してもよい。
又、冷却ファン１４、１５はラジエータ２の冷却風の流
れに対して前方に配置してもよい。

【００２５】さらには、ラジエータ２、コンデンサ３、
冷却ファン１４，１５の構成を、図４に示すようにして
もよい。つまり、ラジエータ２とコンデンサ３とを冷却
風の流れに対し完全に重なった状態で配置してもよい。
この場合、ラジエータ２をコンデンサ３の前方に配置し
たことで、冷却風温度と、エンジン冷却水との温度差
（気水温度差）が大きいため、ラジエータ２のコア部１
２，１３のフィンピッチを粗くすることが可能となり、
上記実施例と同様の機能をもたせることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
エンジンの冷却水温が上昇してオーバーヒートの危険性
が生ずるような運転環境において冷却水温の上昇を抑制
することができ、又、その他の運転環境においてエアコ
ン性能を向上することができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における乗用車の前側の底面図である。

【図２】実施例の冷却水回路及びエアコン装置の構成図
である。

【図３】実施例におけるラジエータの背面図である。

【図４】別例のラジエータ及びコンデンサの平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 送風通路 ２ エンジン冷却用ラジエータ ３ コンデンサ １１ 放熱面積調整用アクチュエータとしての電磁開閉
弁 １４ 冷却ファン １５ 冷却ファン ２３ 制御手段としてのＥＣＵ ２４ 熱負荷検出手段としての水温センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 送風通路において、カーエアコン用冷凍
   サイクルを構成するコンデンサの上流側に配置されたエ
   ンジン冷却用ラジエータと、 前記送風通路に冷却風を通過させる冷却ファンと、 前記ラジエータの放熱面積を調整する放熱面積調整用ア
   クチュエータと、 エンジンにかかる熱負荷を検出する熱負荷検出手段と、 前記熱負荷検出手段が検出したエンジンの熱負荷に応じ
   て前記放熱面積調整用アクチュエータを制御して前記ラ
   ジエータの放熱面積を調整する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする車両用水冷式エンジンの冷却装置。