JP4277399B2 - Engine cooling system for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの放熱器および水冷エンジンのラジエータを有する車両用エンジン冷却装置に関するもので、特に、送風手段の風量制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の空調装置を搭載した車両用エンジン冷却装置として、例えば特開平9−76722号公報に記載の発明では、冷凍サイクルの凝縮器などの放熱器とラジエータとを空気流れに対して直列に配置させるとともに、ラジエータの後方側と水冷エンジンとの間に配設された2個の冷却ファンを作動させることにより、放熱器とラジエータ内を流れる冷却媒体を冷却するようにしている。この冷却ファンの風量制御は、空調装置を運転させると、まずLoレベルで作動させて水冷エンジンの冷却水温度または冷凍サイクルの冷媒圧力のいずれかを検出して所定値以上に達すると最大風量のHiレベルで作動させ冷却水温度または、冷媒圧力を低下させるようになっている。
【0003】
また、上記風量制御の設定は、一般的にエンジン冷却装置の冷却負荷が大きい使用環境条件下で検討される。例えば、夏季の炎天下に相当する日射量、温度、湿度等の条件の下で、車両を停止させたアイドリング状態で空調装置を最大冷房負荷の条件で運転させたとき等をもとに、放熱器とラジエータおよびエンジン補機の冷却を満足するように風量レベルを設定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ラジエータの後方側と水冷エンジンとの間に配設された冷却ファンでは、アイドリング状態において放熱器とラジエータを冷却した熱風がエンジンルーム内に吹き出されるため、この熱風が車両前方に回り込み放熱器やラジエータに再循環されやすい構成となっている。このため、冷却ファンの入力電力を大きく設定させるという問題もある。
【0005】
また、上記風量制御では、空調装置の運転中はLoレベル以上で作動しており、車速風を取り入れることの出来る車両走行のときとか、冬季などの比較的外気温度の低いときなどの冷却負荷が小さい使用環境条件下でも同じ風量レベルで作動されている。このため、冷却ファンの動力消費が大きい。
【0006】
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑み、複数の送風手段を冷却対象別に分けて、個別の風量制御をさせることにより必要冷却効果を得るとともに、これら送風手段の省動力化を可能とする車両用エンジン冷却装置の提供をすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項に記載の技術的手段を採用する。
【0008】
すなわち、請求項1の発明では、水冷エンジン(1)内を循環する冷却水を冷却するラジエータ(4)と、このラジエータ(4)より空気流れ上流側に配設され、冷凍サイクル内を循環する冷媒を冷却する放熱器(5)と、ラジエータ(4)と放熱器(5)の空気通路を形成する空気通路手段(6)と、この空気通路手段(6)内に形成され、主として水冷エンジン(1)側を冷却する第1送風手段(10a)と、空気通路手段(6)内に形成され、主としてラジエータ(4)および放熱器(5)を冷却する第2送風手段(10b)と、水冷エンジン(1)の運転状態を示す第1情報および前記冷凍サイクルの動作状態を示す第2情報に基づいて第1、第2送風手段(10a、10b)を個別に風量制御する制御手段(13)を備えたことを特徴としている。
【0009】
請求項1の発明によれば、第1送風手段(10a)と、第2送風手段(10b)とは、明確に役割が、主として前記水冷エンジン(1)側を冷却する第1送風手段(10a)と、空気通路手段(6)内に形成され、主としてラジエータ(4)および放熱器(5)を冷却する第2送風手段(10b)のように分かれ、かつ主として水冷エンジン(1)の運転状態を示す第1情報および主として冷凍サイクルの動作状態を示す第2情報に基づいて第1、第2送風手段(10a、10b)を個別に風量制御していることより、水冷エンジン(1)の運転状態および冷凍サイクルの動作状態の両方に基いて、明確に役割の異なる第1、第2送風手段(10a、10b)を個別にきめこまかく風量制御でき、従来と比較して、送風手段の省動力が図れるのみならず、水冷エンジン(1)の運転状態および冷凍サイクルの動作状態を良好な状態に保つことが出来る。
【0010】
請求項2〜4および10の発明では、水冷エンジン(1)内を循環する冷却水を冷却するラジエータ(4)と、このラジエータ(4)より空気流れ上流側に配設され、冷凍サイクル内を循環する冷媒を冷却する放熱器(5)と、ラジエータ(4)と放熱器(5)を収納し、空気の通路を形成する空気通路手段(6)と、空気通路手段(6)内に形成され、ラジエータ(4)を迂回させて水冷エンジン(1)側に空気を導くバイパス通路(8)と、このバイパス通路(8)を閉じることにより、ラジエータ(4)を通過する風量を増大させるバイパス通路開閉手段(9)と、空気通路手段(6)内に形成され、主として水冷エンジン(1)側を冷却する第1送風手段(10a)と、空気通路手段(6)内に形成され、主としてラジエータ(4)および放熱器(5)を冷却する第2送風手段(10b)とを備える車両用エンジン冷却装置であって、水冷エンジン(1)の運転状態を示す第1情報のうち車両の車速、水冷エンジン(1)の冷却水温度、エンジン補機(7a)の外郭温度、車両の加速信号のいずれかと、冷凍サイクルの運転状態を示す第2情報のうち冷凍サイクルの冷媒圧力、外気温度のいずれかの一つに基づいて、これらの送風機(10a、10b)を個別に風量制御する制御手段(13)を備えたことと、上記バイパス開閉手段(9)は、車両の車速または、水冷エンジン(1)の冷却水温度のいずれかが所定値以上となったときに、バイパス通路(8)を閉じることにより、ラジエータ(4)を通過する風量を増大させることを特徴としている。
【0011】
請求項2〜4および10の発明によれば、ラジエータ(4)を迂回させて水冷エンジン(1)側に空気を導くバイパス通路(8)と、車両の車速または、水冷エンジン(1)の冷却水温度のいずれかが所定値以上となったときに、バイパス通路(8)を閉じることにより、ラジエータ(4)を通過する風量を増大させるバイパス開閉手段(9)とを有することにより、車両走行時には車速風を導入させるとともに、ラジエータ(4)の通過風量を増大させることで冷却能力を向上させることが出来る。これにより、送風手段の風量レベルの入力電力を低減させることができ省動力が図れる。
【0012】
また、空気通路手段(6)のうち、水冷エンジン(1)側に空気を導くバイパス通路(8)と、主として水冷エンジン(1)側を冷却する第1送風手段(10a)とを備えることにより、水冷エンジン(1)の吸入空気の吸込口(7b)近傍を冷却することは、放熱器(5)やラジエータ(4)で冷却された熱風よりも低い温度の空気を吸入できる。これにより、吸気温度を低下させて吸入空気(酸素)の密度を増大させ、水冷エンジン(1)の出力の向上が図れる。
【0013】
また、上記第1送風手段(10a)とラジエータ(4)および放熱器(5)を冷却する第2送風手段(10b)とを区分させて、これらの送風手段(10a、10b)を冷却水温度、冷媒圧力、車速、エンジン補機(7a)の外郭温度、外気温度、加速信号のいずれか一つに基づいて個別に風量制御する制御手段(13)を有することにより、冷却必要状態に応じたきめこまかな風量制御となるため、従来と比較して送風手段の省動力が図れる。
【0014】
請求項5〜6の発明では、車速が所定値以下になったときに、第1送風手段(10a)以上の風量で第2送風手段(10b)を作動させることと、逆に車速が所定値以上になったときに、第2送風手段(10b)以上の風量で第1送風手段(10a)を作動させることを特徴としている。
【0015】
請求項5〜6の発明によれば、車速が所定値以下(例えば、アイドリングや低車速走行)において、冷却水温度および冷媒圧力が所定値以上のときに両送風手段(10a、10b)とも最大風量のHiレベルとして、その他は第1送風手段(10a)側をLoレベルもしくは停止レベルとすることにより、従来と比較して送風手段の入力電力を低減させることができ省動力が図れる。
【0016】
次に、車速が所定値以上(例えば、中車速、高車速走行)においては、放熱器(5)およびラジエータ(4)には、車速風を取り入れることができるため、冷却水温度および冷媒圧力が所定値以上のときに両送風手段(10a、10b)とも最大風量のHiレベルとして、その他は第2送風手段(10a)側をLoレベルもしくは停止レベルとすることにより送風手段の入力電力を低減させることができ省動力が図れる。
【0017】
請求項7〜8の発明では、車両の加速信号が入力されたときにやエンジン補機(7a)の外郭温度が所定値以上になったときに、最大風量で第1送風手段(10a)を作動させることを特徴としている。
【0018】
請求項7〜8の発明によれば、水冷エンジン(1)の出力を向上させたいときやエンジン補機(7a)の外郭温度が高温となり出力効率が低下したときには、第1送風手段(10a)の最大風量のHiレベルで作動させることにより、エンジン補機(7a)の出力効率の向上と、水冷エンジン(1)の出力の向上が図れる。
【0019】
請求項9の発明では、外気温度が所定値以下になったときに、第1送風手段(10a)以上の風量で第2送風手段(10b)を作動させることを特徴としている。
【0020】
請求項9の発明によれば、冬季などの外気温度が低いとき(例えば、暖気運転などの場合)において、冷却水温度が所定値以下のときは、両送風手段(10a、10b)とも停止させておき、冷却水温度が上昇した時点で第2送風手段(10b)側のみを最大風量で作動させる。これにより、暖気運転の促進が図れる。
【0021】
請求項11の発明では、空気通路手段(6)は、放熱器(5)とラジエータ(4)を冷却した温風を車両下側のエンジンルーム(2)外の後方側へ排出させるように構成したことを特徴としている。
【0022】
請求項11の発明によれば、放熱器(5)およびラジエータ(4)を冷却した熱風を、車両下側の後方側に向けて排出することにより、特に、アイドリング時における熱風の回り込みなどの再循環の防止が図れる。
請求項12の発明によれば、前記第1情報は、エンジン補機(7a)の外郭温度の情報を含み、該外郭温度の情報に基いて、特に第1送風手段(10a)を個別に風量制御して、発電機などのエンジン補機(7a)の外郭温度を判定したときに、例えば所定温度以上ならば、第1送風機10aを、例えばHiレベルで運転させ、発電機などのエンジン補機(7a)の温度を適切な状態にすることが出来る。
【0023】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係るエンジン冷却装置を車両に適用したものであって、図1〜2に基づいて説明する。図1は車両用の水冷エンジン(水冷式内燃機関)1が搭載されたエンジンルーム2内の模式図である。3はエンジンルーム2内に空気を取り込む空気口である。4は水冷エンジン(以下エンジンと略す)1の内を循環する冷却水を冷却するラジエータであり、51は車両用冷凍サイクル(図示せず)内を循環する冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器(コンデンサ)である。そして、凝縮器51は、ラジエータ4より空気流れ上流側に位置しているとともに、その上方側には、凝縮器51から流出した冷媒をさらに冷却して、冷媒の過冷却度を増大させる過冷却器(サブクーラ)52が設けられている。
【0025】
このため、本実施形態では、冷媒は凝縮器51の下方側に形成された冷媒流入口51aから凝縮器51内に流入して、凝縮器51の上方に位置する過冷却器52の冷媒流出口52aから過冷却器52外に流出する。なお、本実施形態では、凝縮器51と過冷却器52とは一体化されており、以下、これらを総称して放熱器5と呼ぶ。
【0026】
また、6はラジエータ4および放熱器5を覆うように収納し、空気口3から流入した空気(以下、この空気を流入空気と呼ぶ。)の通路を形成する樹脂製のシュラウド(空気通路手段)であり、このシュラウド6によりエンジンルーム2内の空間は、2つの空間11、12とに区画されている。
【0027】
そして、シュラウド6の上方側には、エンジン1と連動して稼動するオルタネータ(発電機)などのエンジン補機7aおよびにエンジン1の上方側に設けてあるエンジンの吸気口7bに向けて開口する第1開口部61が形成され、一方、シュラウド6の下方側には、車両下側のエンジンルーム2外の後方側へ排出するように向けて開口する第2開口部62が形成されている。
【0028】
なお、第1開口部61および第2開口部62は、それぞれの開口部61、62の上流側に配設された後述する第1送風機10aおよび後述する第2送風機10bの軸方向に延びてほぼ軸方向全域に渡って開口している。
【0029】
また、シュラウド6内に位置する空間11のうち、ラジエータ4の上方側には、図1に示すように、流入空気の一部をラジエータ4を迂回させて第1の開口部61側(エンジン1が配設された空間12側)に導くバイパス通路8が形成されており、このバイパス通路8は開閉ドア9より開閉される。なお、開閉ドア9はサーボモータ等の駆動手段により揺動駆動される。
【0030】
また、10aは、主にバイパス通路を8を通過した流入空気およびラジエータ4を通過した流入空気の一部を強制的に第1開口部61から空間12側に吹き出され、エンジン補機7aおよびエンジンの吸気口7bを冷却する第1送風機である。10bは主に放熱器5およびラジエータ4を通過したその他の流入空気を強制的に第2開口部62から車両下側のエンジンルーム2外の後方側へ吹き出す第2送風機であり、主として放熱器5およびラジエータ4を冷却し熱風を車両外へ排出する。
【0031】
因みに、両送風機10a、10bは、空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過する横流ファン(クロスフローファン)と、このクロスフローファンを駆動する電動モータ(駆動手段)とからなるものである。
【0032】
そして、開閉ドア9および両送風機10a、10bの作動制御は電子制御装置(以下ECUと呼ぶ)13により制御されておりこのECU13には、エンジン(1)の運転状態を示す情報と冷凍サイクルの動作状態を示す情報とが入力されており、このうちの少なくとも一つに基づいて両送風機10a、10bの風量制御をするように設定されている。
【0033】
なお、エンジン(1)の運転状態を示す情報は、エンジン1に配設されて車速を検出する車速センサ18の車速Nと、エンジン1に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ14の検出温度Twと、エンジン補機7aに配設されて発電機の外郭温度を検出する温度センサ17の検出温度Tbと、エンジン1のECUで算出される加速信号19のいずれかであり、冷凍サイクルの動作状態を示す情報は、放熱器5に配設されて冷媒の圧力を検出する圧力センサ16の高圧圧力Phと、空気口3に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ15の検出温度Taのいずれかである。
【0034】
次に、開閉ドア9の開閉制御は、上記情報のなかで、車速センサ18および水温センサ14のいずれかの情報を受けサーボモータ等の駆動手段により揺動駆動される。具体的には車速センサ18が所定速度以上になったときと、水温センサ14が所定水温以上のときおよび異常に高温となったときに、バイパス通路8の開閉ドア9を閉じることにより、ラジエータ4を迂回していた流入空気がラジエータ4を通過するとともに、ラジエータ4を通過した一部の空気は第1開口部61からエンジンルーム2内に吹き出し、その他は第2開口部62から車両下側のエンジンルーム2外の後方側へ吹き出される。
【0035】
次に、本実施形態の作動について説明する。まず、本発明の要部となる両送風機10a、10bの風量制御について、図2に示すフローチャートで説明する。S1は冷却水温度が異常に高温になった場合には、バイパス通路8を開閉ドア9にて閉じラジエータ4を通過する風量を増大させてラジエータ4を冷却するとともに、両送風機10a、10bともに最大風量であるHiレベルで運転させる。
【0036】
ここで、冷却水温度に異常が無ければS2に至り、発電機などのエンジン補機7aの外郭温度を判定する。この温度センサ17が所定温度以上ならば第1送風機10aをHiレベルで運転させ発電機などのエンジン補機7aを冷却するものである。次に、温度センサ17が所定温度以下の場合はS3に至り、エンジン1からの加速信号19の入力の有無を判定し、有りならば第1送風機10aをHiレベルで運転させてエンジンの吸気口7b近傍に最大風量を吹き出しエンジン1の出力の向上を図る。
【0037】
次に、加速信号19が無ければS4に至り外気温度を判定する。外気温センサ15が所定温度以下の場合は、S5の冷却水温度を検出する水温センサ14を判定する。この水温センサ14が所定温度以下の場合は両送風機10a、10bとも停止レベルとなる。この風量レベルは、冬季などの外気温度が低い時に実行されるものであり、エンジン1の暖気運転の促進を図るものである。
【0038】
そして、S5の冷却水温度が上昇し水温センサ14が所定温度以上のときになると、開閉ドア9を閉じラジエータ4を通過する風量を増大させてラジエータ4を冷却するとともに、第2送風機10bをHiレベルで運転させる。
【0039】
次に、このまま外気温センサ15が所定温度以下の状態が続いている間は、上述したそれぞれの入力信号を繰り返し判定して両送風機10a、10bの運転モードを設定している。
【0040】
次に、外気温センサ15が所定温度以上になると、S6の車両用空調装置(以下、エアコンと呼ぶ)が運転されているかを判定し、エアコンが停止している場合にはS7の車速センサ18で判定する。この車速センサ18が所定速度以下の場合(例えば、アイドリング時および低車速走行時)には、開閉ドア9は開いた状態でS8の水温センサ14で判定する。この水温センサ14が所定温度以下のときには、両送風機10a、10bとも停止レベルであり、所定温度以上のときには、開閉ドア9を閉じるとともに、第1送風機10aを中速風量のLoレベルに、第2送風機10bをHiレベルで運転させる。
【0041】
ここで、エアコンの運転判定は、圧縮機(図示しない)がONしているか否かを判定するように設定されている。
【0042】
次に、車速センサ18が所定速度以上の場合(例えば、中車速、高車速走行時)には、開閉ドア9を閉じるとともに、S9の水温センサ14で判定する。水温センサ14が所定温度以下のときには、両送風機10a、10bともに停止レベルであり、所定温度以上のときには、両送風機10a、10bともにLoレベルで運転させる。
【0043】
以上、エアコン(圧縮機)が停止している時の風量制御は、従来の冷却水温度が所定温度以上の時には第1送風機10aは停止レベル、第2送風機10bはHiレベルで運転させたものから、第1送風機10aには中速風量のLoレベルとして、第2送風機10bには車速がアイドリングや低車速走行の時にはHiレベルで、車速風が流入する中車速、高車速走行時にはLoレベルの風量制御とすることにより、従来の風量制御と比較して送風機の省動力が図れる。
【0044】
次にエアコン(圧縮機)が運転されている時の風量制御について説明する。S10の車速センサ18の判定で所定速度以下の場合(例えば、アイドリング時および低車速走行時)には、開閉ドア9は開いた状態でS11の水温センサ14とS12の冷媒の圧力を検出する圧力センサ16で判定される。水温センサ14が所定温度以下で圧力センサ16が所定圧力以下のときには、第1送風機10aを停止レベルに、第2送風機10bをHiレベルで運転され、水温センサ14が所定温度以下で圧力センサ16が所定圧力以上のときには、第1送風機10aをLoレベルに、第2送風機10bをHiレベルで運転させる。
【0045】
さらに、水温センサ14が所定温度以上になると開閉ドア9を閉じるとともに、S13の圧力センサ16で判定する。この圧力センサ16が所定圧力以下ならば第1送風機10aをLoレベル、第2送風機10aをHiレベルで、圧力センサ16が所定圧力以上ならば両送風機10a、10bをHiレベルとして運転させる。
【0046】
以上、エアコン(圧縮機)が運転されて、車速がアイドリングまたは低車速走行時においての風量制御は、第2送風機(10b)の風量を第1送風機(10a)の風量より以上の風量レベルで運転される。このことを従来の風量制御と比較して実験により確認した。使用環境条件を夏季のアイドリング状態時で、かつ冷却水温度が所定温度以下、高圧圧力が所定圧力以上の風量レベル(従来は両送風機10a、10bともにHiレベルで運転、本実施形態は第1送風機10aをLoレベル、第2送風機10bをHiレベルで運転させる。)で比較すると、本実施形態の方が放熱器5の前面温度が5〜15℃低下していた。さらに、本実施形態では、第1送風機10aからの吹出温度は第2送風機10bの吹出温度に対して10〜20℃低くなり、エンジン補機7aの外郭温度が5〜15℃低下している。
【0047】
次に、低水温、低圧力の条件下の風量レベル(従来は両送風機10a、10bともにLoレベルで運転、本実施形態は第1の送風機10aを停止レベル、第2送風機10bをHiレベルで運転させる。)で比較すると、本実施形態の風量レベルのほうが、放熱器5の前面平均温度が平均で1〜3℃低減できた。
【0048】
この理由は第1送風機10aから吹き出される熱風により、エンジンルーム2内の圧力が上昇し放熱器5の前面側やバイパス通路8内に隙間を介して熱風が回り込み再循環されているためである。そこで、車速が所定速度以下のときには、第2送風機10aをHiレベル(最大風量)として放熱器5の放熱特性を向上させエアコンの消費電力の低減を図るとともに、エンジンルーム2外へ熱風を後方側へ排出させ、第1送風機10aは、Loレベルまたは停止レベルでエンジンルーム2の内圧の上昇を低く抑え熱風の再循環の防止を図ることにより、従来よりも消費電力の低減が図れた。
【0049】
次に、エアコン(圧縮機)が運転されて、S10の車速センサ18の判定で所定速度以上の場合(例えば、中車速および高車速走行時)には、開閉ドア9は閉じた状態でS14の水温センサ14とS15の圧力センサ16で判定される。水温センサ14が所定温度以下で圧力センサ16が所定圧力以下のときには、第1送風機10aをLoレベルに、第2送風機10bを停止レベルで運転され、水温センサ14が所定温度以下で圧力センサ16が所定圧力以上のときには、第1送風機10aをHiレベルに、第2送風機10bをLoレベルで運転させる。
【0050】
さらに、水温センサ14が所定温度以上になるとS16の圧力センサ16で判定する。圧力センサ16が所定圧力以下ならば第1送風機10aをLoレベル、第2送風機10aをLoレベルで、圧力センサ16が所定圧力以上ならば両送風機10a、10bをHiレベルとして運転させる。
【0051】
以上、エアコン(圧縮機)が運転されて、車速が中車速度または高車速走行時においての風量制御は、バイパス通路8を開閉ドア9にて閉じラジエータ4を通過する風量を増大させるとともに、第1送風機10aの風量を第2送風機10bの風量より以上の風量レベルで運転される。車速が所定速度以上のときには、流入空気に車速風が加わりラジエータ4を通過する風量を増大することにより、第2送風機は停止レベルまたはLoレベルで対応ができる。従来の風量レベルでは、低水温、低圧力のときに、両送風機10a、10bともにLoレベルであり、低圧力、高水温のときに、第1送風機10aはLoレベル、第2送風機はHiレベルであり、高圧力のときに、両送風機10a、10bともにHiレベルであるため、全ての風量レベルにおいて消費電力の低減が図れる。
【0052】
以上の実施形態による車両用エンジン冷却装置は、ラジエータ4を迂回させてエンジン1側に空気を導くバイパス通路8と、車両の車速または、エンジン1の冷却水温度のいずれかが所定値以上となったときに、バイパス通路8を閉じることにより、ラジエータ4を通過する風量を増大させるバイパス開閉手段9とを備えることにより、走行状態には車速風を導入させるとともに、ラジエータ4の通過風量を増大させることで冷却能力を向上させることが出来る。これにより、送風機10a、10bの入力電力を従来より低減させることができ省動力が図れる。
【0053】
また、シュラウド6のうち、エンジン1側に空気を導くバイパス通路8と、主としてエンジン1側を冷却する第1送風機10aを備えたことにより、エンジン1の吸入空気の吸込口7b近傍を冷却することは、放熱器5やラジエータ4で冷却された熱風よりも低い温度の空気を吸入できる。これにより、吸入空気(酸素)の密度を増大させてエンジン1の出力の向上が図れる。
【0054】
また、第1送風機10aと、ラジエータ4および放熱器5を冷却する第2送風機10bとを区分させて、これらの送風機10a、10bを冷却水温度、冷媒圧力、車速、エンジン補機7aの外郭温度、外気温度、加速信号のいずれか一つに基づいて個別に風量制御するECU13を有することにより、冷却必要状態に応じたきめこまかな風量制御か可能となり送風機10a、10bの省動力が図れる。
【0055】
また、中車速、高車速走行時において、放熱器5およびラジエータ4には、車速風を取り入れることができるため、冷却水温度および冷媒圧力が所定値以上のときに両送風機10a、10bとも最大風量のHiレベルとして、その他は第2送風機10a側をLoレベルもしくは停止レベルとすることにより両送風機10a、10bの入力電力を低減させることができ省動力が図れる。
【0056】
また、エンジン補機7aの外郭温度が高温となり出力効率が低下したときには、第1送風機10aの最大風量のHiレベルで作動させることにより、エンジン補機(7a)の出力効率の向上が図れる。
【0057】
また、冬季などの外気温度が低いとき(例えば、暖気運転などの場合)において、冷却水温度が所定値以下のときは、両送風機10a、10bとも停止させておき、冷却水温度が上昇した時点で第2送風機10b側のみを最大風量で作動させる。これにより、暖気運転の促進が図れる。
【0058】
また、放熱器5およびラジエータ4を冷却した熱風を、車両下側の後方側に向けて排出することにより、特に、アイドリング時における熱風の回り込みなどの再循環の防止が図れる。
【0059】
(第2実施形態)
上記第1実施形態は、エンジン補機7aとエンジンの吸気口7bがエンジン1の上方側に設置されたエンジン冷却装置について説明したが、これに限らず、エンジン1の下方側に設置されたときは、第1開口部61を下側に向けるように設けることで、同じ風量制御ができる。例えば、図3に示すように、エンジン1の下方側にエンジン補機7aやエンジンの吸気口7bが設置されているときは、第3開口部21をエンジン補機7aやエンジンの吸気口7b側に向けるようにシュラウド22に形成させ、第3送風機21aは上記第1実施形態と同様の風量制御の風量レベルにて作動させることでも良い。
【0060】
また、エンジン補機7aとエンジンの吸気口7bが上下方向にオフセットして設置されているときには、第3送風機23aの軸方向に延びてほぼ軸方向全域に渡って開口している第3開口部21をエンジン補機7aまたはエンジンの吸気口7bの方向にそれぞれ分割して吹き出すように形成しても良い。
【0061】
(第3実施形態)
次に、以上の実施形態は、エンジン補機7aやエンジンの吸気口7bへ吹き出す第1送風機10aと、エンジンルーム2外に吹き出す第2送風機10bの2個の送風機を備えた車両用エンジン冷却装置について説明したが、これに限らず、送風機を3個以上設けることできめこまかい風量制御ができる。例えば、図4に示すように、シュラウド30の上方側に、エンジン補機7aおよびにエンジンの吸気口7bに向けて開口する第4開口部31と、シュラウド30の中間側と下方側に、車両下側のエンジンルーム2外の後方側に排出するように向けて開口する第5開口部32と、第6開口部33とを形成し、それぞれの開口部31、32、33の上流側に第4送風機31a、第5送風機32a、第6送風機33aを備えている車両用エンジン冷却装置である。
【0062】
以上の構成でこれらの送風機31a、32a、33aの風量制御は、第4送風機31aを上記実施形態の第1送風機10aと同じ風量レベルとするとともに、車両下側に排出する第5送風機32aと第6送風機33aを上記実施形態の第2送風機10bと同じ風量レベルにすることにより、きめこまかい風量制御ができる。
【0063】
(他の実施形態)
以上の実施形態では、過冷却器52を凝縮器51の上方側に配設して両者51、52を一体化した放熱器5を用いたが、本発明に係る放熱器5はこれに限定されるものではなく、過冷却器52を別体または廃止することにより、放熱器5全体を凝縮器52としても良い。
【0064】
また、上述の実施形態では、情報のうち、冷却水温度を低、高の2段階に区分して所定の温度を設定したが低、中、高の多段階に区分して風量制御を設定させても良い。この場合には、さらに細かい風量制御が可能となり、上述の実施形態以上の消費電力を低減できる効果がある。
【0065】
また、同じように冷媒の高圧圧力についても低、高の2段階に区分して所定の圧力を設定したが低、中、高の多段階に区分して風量制御を設定させても良い。
【0066】
さらに、上述の実施形態では、両送風機10a、10bの風量レベルをHiレベルとLoレベルおよび停止レベルの3段階に区分したが、Hiレベル、Medレベル、Loレベルおよび停止レベルの多段階に区分した風量制御を設定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態におけるエンジン冷却装置の全体構成図である。
【図2】本発明の風量制御を示すフローチャート図である。
【図3】第2実施形態におけるエンジン冷却装置の全体構成図である。
【図4】第3実施形態におけるエンジン冷却装置の全体構成図である。
【符号の説明】
1…水冷エンジン
2…エンジンルーム
4…ラジエータ
5…放熱器
6…シュラウド(空気通路手段)
7a…エンジン補機
8…バイパス通路
9…開閉ドア(バイパス通路開閉手段)
10a…第1送風機(第1送風手段)
10b…第2送風機(第2送風手段)
13…電子制御装置、ECU(制御手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular engine cooling apparatus having a radiator for a refrigeration cycle and a radiator for a water-cooled engine, and more particularly to air volume control of a blowing means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a vehicle engine cooling device equipped with this type of air conditioner, for example, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-76722, a radiator such as a condenser of a refrigeration cycle and a radiator are connected in series with the air flow. The cooling medium flowing between the radiator and the radiator is cooled by operating two cooling fans disposed between the rear side of the radiator and the water-cooled engine. When the air conditioner is operated, the cooling fan air volume control is first activated at the Lo level to detect either the cooling water temperature of the water-cooled engine or the refrigerant pressure of the refrigeration cycle. It is operated at the Hi level to lower the cooling water temperature or the refrigerant pressure.
[0003]
Further, the setting of the air volume control is generally examined under use environment conditions where the cooling load of the engine cooling device is large. For example, when the air conditioner is operated under the maximum cooling load condition in the idling state where the vehicle is stopped under conditions such as the amount of solar radiation, temperature, humidity, etc., which is equivalent to the hot weather in summer, the radiator The air flow level is set to satisfy the cooling of the radiator and engine accessories.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cooling fan disposed between the rear side of the radiator and the water-cooled engine, the hot air that has cooled the radiator and the radiator is blown into the engine room in the idling state. It is configured to be easily recirculated to the radiator and radiator. For this reason, there is also a problem that the input power of the cooling fan is set large.
[0005]
In the air volume control described above, the cooling load is applied when the air conditioner is operating at a Lo level or higher, such as when the vehicle travels in which vehicle speed wind can be taken in, or when the outside air temperature is relatively low such as in winter. Operates at the same airflow level even under small usage conditions. For this reason, the power consumption of the cooling fan is large.
[0006]
Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to divide a plurality of air blowing means for each cooling target and perform individual air volume control to obtain a necessary cooling effect and to enable power saving of these air blowing means. It is to provide a vehicle engine cooling device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective,ClaimsAdopt the technical means described.
[0008]
That is, in the first aspect of the invention, the radiator (4) for cooling the cooling water circulating in the water-cooled engine (1) and the radiator (4) are arranged upstream of the air flow and circulate in the refrigeration cycle. A radiator (5) that cools the refrigerant, an air passage means (6) that forms an air passage for the radiator (4) and the radiator (5), and an air passage means (6) that are formed in the air passage means (6). (1) The 1st ventilation means (10a) which cools the side, and the 2nd ventilation means (10b) which is formed in an air passage means (6) and mainly cools a radiator (4) and a radiator (5)And water cooling1st information which shows the driving | running state of an engine (1), and the operation state of the said refrigerating cycle are shown.Based on the second informationControl means (13) for individually controlling the air volume of the first and second air blowing means (10a, 10b)TheIt is characterized by having prepared.
[0009]
According to the invention of
[0010]
In the inventions of
[0011]
According to the inventions of
[0012]
Moreover, by providing the air passage means (6) with the bypass passage (8) for guiding air to the water-cooled engine (1) side and the first air blowing means (10a) for mainly cooling the water-cooled engine (1) side. Cooling the vicinity of the intake air inlet (7b) of the water-cooled engine (1) can suck air having a temperature lower than that of the hot air cooled by the radiator (5) or the radiator (4). As a result, the intake air temperature (oxygen) is increased by lowering the intake air temperature, and the output of the water-cooled engine (1) can be improved.
[0013]
Further, the first air blowing means (10a) is separated from the second air blowing means (10b) for cooling the radiator (4) and the radiator (5), and these air blowing means (10a, 10b) are cooled with a cooling water temperature. By having the control means (13) for individually controlling the air flow based on any one of the refrigerant pressure, the vehicle speed, the outer temperature of the engine auxiliary machine (7a), the outside air temperature, and the acceleration signal, according to the cooling required state Since the air volume control is fine, the power saving of the air blowing means can be achieved as compared with the conventional one.
[0014]
In the inventions according to
[0015]
According to the inventions of
[0016]
Next, when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (for example, medium vehicle speed, high vehicle speed traveling), since the vehicle speed wind can be taken into the radiator (5) and the radiator (4), the cooling water temperature and the refrigerant pressure are When the air blowing means (10a, 10b) is equal to or higher than a predetermined value, the maximum air volume is set to the Hi level, and the other air pressure is reduced by setting the second air blowing means (10a) side to the Lo level or the stop level. Can save power.
[0017]
According to the seventh to eighth aspects of the present invention, when the acceleration signal of the vehicle is input or when the outer temperature of the engine auxiliary machine (7a) becomes a predetermined value or more, the first air blowing means (10a) is operated with the maximum air volume. It is characterized by operating.
[0018]
According to the seventh to eighth aspects of the present invention, when it is desired to improve the output of the water-cooled engine (1) or when the outer temperature of the engine auxiliary machine (7a) becomes high and the output efficiency decreases, the first blower means (10a) It is possible to improve the output efficiency of the engine auxiliary machine (7a) and the output of the water-cooled engine (1) by operating at the Hi level of the maximum air volume.
[0019]
The ninth aspect of the invention is characterized in that when the outside air temperature becomes a predetermined value or less, the second air blowing means (10b) is operated with an air volume equal to or higher than the first air blowing means (10a).
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, when the outside air temperature is low (for example, in the case of warm-up operation, etc.) such as in the winter season, when the cooling water temperature is not more than a predetermined value, both the air blowing means (10a, 10b) are stopped. In addition, when the cooling water temperature rises, only the second air blowing means (10b) side is operated with the maximum air volume. Thereby, promotion of warm-up operation can be achieved.
[0021]
In the invention of
[0022]
According to the eleventh aspect of the present invention, the hot air that has cooled the radiator (5) and the radiator (4) is discharged toward the rear side on the lower side of the vehicle. Prevention of circulationIt is.
According to the invention of
[0023]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In the present embodiment, the engine cooling apparatus according to the present invention is applied to a vehicle, and will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view inside an
[0025]
For this reason, in this embodiment, the refrigerant flows into the
[0026]
A resin shroud (air passage means) 6 is accommodated so as to cover the
[0027]
An upper side of the
[0028]
The
[0029]
Further, in the
[0030]
Further, 10a mainly forcibly blows inflow air that has passed through the
[0031]
Incidentally, both the
[0032]
The operation control of the opening /
[0033]
The information indicating the operating state of the engine (1) includes the vehicle speed N of the
[0034]
Next, in the opening / closing control of the opening /
[0035]
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the air volume control of the
[0036]
Here, if there is no abnormality in the cooling water temperature, the process reaches S2, and the outline temperature of the engine
[0037]
Next, if there is no
[0038]
Then, when the cooling water temperature in S5 rises and the
[0039]
Next, while the outside
[0040]
Next, when the outside
[0041]
Here, the operation determination of the air conditioner is set so as to determine whether or not a compressor (not shown) is ON.
[0042]
Next, when the
[0043]
As described above, the air volume control when the air conditioner (compressor) is stopped is based on the operation in which the
[0044]
Next, the air volume control when the air conditioner (compressor) is operated will be described. When the
[0045]
Further, when the
[0046]
As described above, when the air conditioner (compressor) is operated and the vehicle speed is idling or traveling at a low vehicle speed, the air volume control is performed with the air volume of the second fan (10b) being higher than the air volume of the first fan (10a). Is done. This was confirmed by experiments in comparison with the conventional air volume control. The operating environment is the idling state in summer, the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, and the high pressure is higher than the predetermined pressure. Conventionally, both the
[0047]
Next, the air flow level under conditions of low water temperature and low pressure (in the past, both
[0048]
This is because the hot air blown out from the
[0049]
Next, when the air conditioner (compressor) is operated and the
[0050]
Further, when the
[0051]
As described above, the air volume control when the air conditioner (compressor) is operated and the vehicle speed is at the medium vehicle speed or high vehicle speed increases the air volume passing through the
[0052]
In the vehicle engine cooling apparatus according to the above embodiment, either the
[0053]
In addition, the
[0054]
Moreover, the
[0055]
Further, since the vehicle speed wind can be taken into the
[0056]
Further, when the outer temperature of the engine
[0057]
In addition, when the outside air temperature is low in winter or the like (for example, in the case of warm-up operation, etc.), when the cooling water temperature is equal to or lower than a predetermined value, both the
[0058]
Further, by discharging the hot air that has cooled the
[0059]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the engine cooling device in which the
[0060]
In addition, when the
[0061]
(Third embodiment)
Next, the embodiment described above is a vehicle engine cooling device that includes two blowers, the
[0062]
With the above configuration, the air volume control of these
[0063]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the
[0064]
In the above-described embodiment, the cooling water temperature is divided into two stages of low and high in the information, and the predetermined temperature is set. However, the air volume control is set in low, medium and high stages. May be. In this case, finer air volume control is possible, and there is an effect that power consumption can be reduced more than in the above embodiment.
[0065]
Similarly, the high pressure of the refrigerant is divided into two stages of low and high, and the predetermined pressure is set. However, the air volume control may be set by dividing into a plurality of stages of low, medium and high.
[0066]
Furthermore, in the above-described embodiment, the air volume levels of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine cooling device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing air volume control according to the present invention.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an engine cooling device according to a second embodiment.
FIG. 4 is an overall configuration diagram of an engine cooling device in a third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Water-cooled engine
2 ... Engine room
4 ... Radiator
5 ... radiator
6 ... shroud (air passage means)
7a ... Engine auxiliary equipment
8 ... Bypass passage
9 ... Opening / closing door (Bypass passage opening / closing means)
10a ... 1st blower (1st ventilation means)
10b ... Second blower (second blower)
13. Electronic control device, ECU (control means)
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