(57)【要約】【課題】  暖房性能の向上が十分に図られた車両用温度調整装置を提供する。【解決手段】  車両用温度調整装置は、車両室内１１に外気を送り込むエアダクト１５と、エアダクト１５と距離を隔てた位置に設けられたエンジン２１と、車両に取り込まれた外気を、エンジン２１が設けられた位置に向けて案内するフロントエアガイド３１と、フロントエアガイド３１により案内され、エンジン２１が設けられた位置を流れた外気を、エアダクト１５に向けて案内するリヤエアガイド３２とを備える。【選択図】        図１
2006143010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両室内に外気を送り込むエアダクトと、
前記エアダクトと距離を隔てた位置に設けられた内燃機関と、
車両に取り込まれた外気を、前記内燃機関が設けられた位置に向けて案内する第１のガイドと、
前記第１のガイドにより案内され、前記内燃機関が設けられた位置を流れた外気を、前記エアダクトに向けて案内する第２のガイドとを備える、車両用温度調整装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、吸気ポートが形成されたシリンダヘッドを有し、
前記第１のガイドにより案内された外気は、前記吸気ポートの周りを通って流れる、請求項１に記載の車両用温度調整装置。
【請求項３】
前記内燃機関に対して外気の流れの上流側に配置され、外気の流れを遮断する状態と、外気の流れを許容する状態との間で移動可能に設けられた遮断部材をさらに備える、請求項１または２に記載の車両用温度調整装置。
【請求項４】
前記内燃機関の暖機途上の間、前記遮断部材は、外気の流れを遮断する状態とされ、前記内燃機関の暖機後、前記遮断部材は、外気の流れを許容する状態とされる、請求項３に記載の車両用温度調整装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記エアダクトよりも車両前方に位置して縦置き配置されたＶ型多気筒エンジンである、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、車両用温度調整装置に関し、より特定的には、エアコンディショナや暖房装置を備えた車両の温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用温度調整装置に関連する従来の技術として、たとえば、特開昭６０−８８８１９号公報には、冷却水から吸気への熱伝導を防止するとともに、エンジン冷却水系統を簡易に構成することを目的としたＶ型エンジンの冷却構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたＶ型エンジンでは、ウォータジャケットから排出された冷却水を集合する冷却水コネクタが、エンジン後端部に設けられている。その冷却水コネクタは、空調用ヒータに接続されている。
【特許文献１】特開昭６０−８８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の特許文献１に開示されたＶ型エンジンでは、エンジンで暖められた冷却水が、冷却水コネクタを通って空調用ヒータに送られ、そこで車室内を暖房する。しかしながら近年、エンジンの燃焼効率が向上するのに伴い、冷却水の温度を十分に上昇させることが難しくなっている。このため、エンジン始動直後は、ヒータがなかなか暖まらなかったり、冷寒地で十分なヒータ性能を確保できなかったりすることが懸念される。また、このような問題に対して、補助用の電気ヒータを別途、設けるなどの手段も考えられるが、この場合、燃費の悪化や製造コストの増大を招くことになる。
【０００４】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、暖房性能の向上が十分に図られた車両用温度調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った車両用温度調整装置は、車両室内に外気を送り込むエアダクトと、エアダクトと距離を隔てた位置に設けられた内燃機関と、車両に取り込まれた外気を、内燃機関が設けられた位置に向けて案内する第１のガイドと、第１のガイドにより案内され、内燃機関が設けられた位置を流れた外気を、エアダクトに向けて案内する第２のガイドとを備える。
【０００６】
このように構成された車両用温度調整装置によれば、第１のガイドによって内燃機関が設けられた位置に案内された外気は、その位置を通る間、内燃機関の放熱を受ける。放熱を受けて温度上昇した外気は、さらに第２のガイドによってエアダクトに導かれる。したがって、本発明によれば、エアダクトから車両室内に送り込む外気の温度を十分に上昇させ、暖房性能の向上を図ることができる。
【０００７】
また、内燃機関は、吸気ポートが形成されたシリンダヘッドを有する。好ましくは、第１のガイドにより案内された外気は、吸気ポートの周りを通って流れる。このように構成された車両用温度調整装置によれば、外気は、内燃機関が設けられた位置を流れる間、吸気ポートの周りを中心にシリンダヘッドを冷却する。このため、エアダクトに供給する外気の温度を上昇させると同時に、内燃機関の燃焼室に供給する吸気の温度を下げることができる。これにより、ノッキングの発生を抑制することができる。
【０００８】
また好ましくは、車両用温度調整装置は、内燃機関に対して外気の流れの上流側に配置された遮断部材をさらに備える。遮断部材は、外気の流れを遮断する状態と、外気の流れを許容する状態との間で移動可能に設けられている。このように構成された車両用温度調整装置によれば、遮断部材を適宜、いずれかの状態に移動させることで、車両室内に送り込む外気を温度上昇させたり、内燃機関と外気との間の熱交換を休止したりすることができる。
【０００９】
また好ましくは、内燃機関の暖機途上の間、遮断部材は、外気の流れを遮断する状態とされ、内燃機関の暖機後、遮断部材は、外気の流れを許容する状態とされる。なお、暖機途上の間とは、内燃機関の始動時、内燃機関に供給される冷却水が、一定推移する所定の温度まで上昇するまでの間を指す。このように構成された車両用温度調整装置によれば、内燃機関が暖機途上にある時には、内燃機関と外気との間の熱交換を休止して、内燃機関の暖機を促進させることができる。また、内燃機関の暖機が終了した後は、内燃機関と外気との間の熱交換を開始し、暖房性能の向上を図る。
【００１０】
また好ましくは、内燃機関は、エアダクトよりも車両前方に位置して縦置き配置されたＶ型多気筒エンジンである。なお、縦置き配置とは、内燃機関に形成されるシリンダの配列方向と、車両の進行方向とを一致させたエンジンのレイアウトを指す。このように構成された車両用温度調整装置によれば、車両前方より流入した外気を、Ｖ型エンジンのバンク間を通過させ、車両後方のエアダクトに導く経路をとることができる。このため、外気の流れに無理が生じず、第１および第２のダクトを簡易に構成することができる。また、外気をシリンダの並び方向に流すことで、内燃機関と外気との熱交換を効率良く行なうことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、この発明に従えば、暖房性能の向上が十分に図られた車両用温度調整装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態における車両用温度調整装置が適用された車両を示す平面図である。図１を参照して、車両のエンジンルーム３７にはエンジン２１が搭載されている。エンジン２１は、縦置き配置されたＶ型多気筒エンジンであり、Ｖ字状に組み合わされた左バンク２４および右バンク２５を備える。左バンク２４および右バンク２５のそれぞれには、ピストンが嵌装される複数のシリンダ２９が、車両前方から車両後方に並んで形成されている。左バンク２４と右バンク２５との間には、車両前方から車両後方に向けて溝状に延びる空間１８が形成されている。
【００１４】
エンジン２１から距離を隔てたエンジン２１の後方には、外気を取り込み、車両室内１１に向けてその外気を送り出すエアダクト１５が設けられている。エンジン２１から距離を隔てた車両前方には、フロントグリル３６が設けられている。つまり、エンジン２１は、フロントグリル３６とエアダクト１５との間に配置されており、フロントグリル３６、エンジン２１およびエアダクト１５が、車両前方から車両後方に向けて、挙げた順に並んで設けられている。エンジン２１とフロントグリル３６との間には、フロントエアガイド３１が設けられており、エンジン２１とエアダクト１５との間には、リヤエアガイド３２が設けられている。
【００１５】
エアダクト１５には、エアコンユニットが内蔵されている。エアコンユニットは、ヒータコア１６のほか、図示されていないエバポレータ、ブロアファンおよび各種切り換えドアなどから構成されている。ヒータコア１６には、エンジン２１の冷却によって加温された冷却水が導かれ、その冷却水と外気との熱交換によって、外気を暖める。エバポレータには、低温、低圧の霧状冷媒が導入され、その冷媒がエバポレータの周りの外気から熱を奪う。ヒータコア１６で暖められた外気と、エバポレータで冷やされた外気とが、エアミックス切り換えドアの制御により適当な割合で混合され、温度調整された空気が得られる。この温度調整された空気が、ブロアファンによってエアダクト１５から車両室内１１に向けて送り出される。
【００１６】
なお、エアダクト１５には、暖房効果を備えるヒータユニットが内蔵されていても良い。この場合、エアダクト１５内には、エバポレータは設けられず、ヒータコア１６のみが設けられる。
【００１７】
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上から見たエンジンルーム内を示す側面図である。図３は、図１中のエンジンが設けられた位置を示す斜視図である。図２を参照して、車両前方に設けられたフロントグリル３６およびバンパ４３と、これらの上下に配置されたフード４１およびアンダーカバー４２とに囲まれた位置には、ラジエータアセンブリ４５およびエンジン２１が収容されている。
【００１８】
図３を参照して、エンジン２１は、シリンダブロック２２と、シリンダブロック２２に組み付けられ、左バンク２４および右バンク２５をそれぞれ構成するシリンダヘッド２３ｐおよび２３ｑとを備える。シリンダヘッド２３ｐおよび２３ｑには、燃焼室に連通する吸気ポート２６および排気ポート２７が形成されている。吸気ポート２６は、左バンク２４および右バンク２５が互いに向い合う側に位置して形成されている。つまり、吸気ポート２６は、空間１８を挟んだ両側に位置して、空間１８に隣り合って形成されている。排気ポート２７は、吸気ポート２６を挟んで空間１８の反対側に形成されている。
【００１９】
図１から図３を参照して、フロントエアガイド３１は、ラジエータアセンブリ４５の直上に位置して、フロントグリル３６からエンジン２１の前端２１ｍに向けて延びている。フロントエアガイド３１は、車両の幅方向に沿った断面において、箱型形状を有する。フロントエアガイド３１は、車両を上方から見た場合に、エンジン２１側からフロントグリル３６側に向けて略扇状に広がる形状に形成されている。フロントエアガイド３１は、エンジン２１側で、左バンク２４と右バンク２５との間に形成された空間１８に収束する形状に形成されている。リヤエアガイド３２は、フロントエアガイド３１と同じ高さで、エンジン２１の後端２１ｎからエアダクト１５に向けて延びている。リヤエアガイド３２は、その延びる方向の直交方向に沿った断面において、箱型形状を有する。
【００２０】
フロントエアガイド３１には、フロントグリル３６のすぐ裏側に位置して、ラジエータシャッタ５１が設けられている。ラジエータシャッタ５１は、図示しないアクチュエータによって開閉自在に設けられている。ラジエータシャッタ５１が開いた状態にされると、フロントエアガイド３１に流れる外気の流れが許容され、ラジエータシャッタ５１が閉じた状態にされると、フロントエアガイド３１に流れる外気の流れが遮断される。なお、ラジエータシャッタ５１を開閉させるアクチュエータとしては、たとえば、油圧シリンダや電動モータを用いることができる。
【００２１】
続いて、図１中のエアダクトに導入される外気の流れについて説明を行なう。ラジエータシャッタ５１が開いた状態にされると、フロントグリル３６からエンジンルーム３７に流入した外気は、フロントエアガイド３１によって、左バンク２４と右バンク２５との間に形成された空間１８に導かれる。外気は、車両前方から車両後方に向けて空間１８内を流れ、この間、エンジン１２の放熱を受けて加熱される。このとき、エンジン１２は、外気によって、吸気ポートが形成された位置を中心に冷却されるため、燃焼室に供給する吸気の温度が低下する。これにより、点火進角を早めに設定しても、ノッキングの起こりにくい特性を備えるエンジン１２を実現することができる。
【００２２】
エンジン１２との熱交換によって温度上昇した外気は、リヤエアガイド３２によってエアダクト１５に案内され、そこで、エアダクト１５内のエアコンユニットにより適当な温度に温度調整される。このとき、エアダクト１５に取り込まれる外気の温度が元々、高いため、エアコンユニットの暖房性能を向上させることができる。
【００２３】
これに対して、ラジエータシャッタ５１が閉じた状態にされると、外気の流れは、ラジエータシャッタ５１で遮断されるため、外気とエンジン１２との熱交換が停止される。
【００２４】
ラジエータシャッタ５１を開閉するタイミングについて説明すると、たとえば、エンジン１２の暖機中には、ラジエータシャッタ５１を閉じた状態に保持する。これにより、エンジン１２がフロントグリル３６から流入する外気によって冷却されることを防止し、エンジン１２の暖機を促進させることができる。次に、サーモスタットが作動し、冷却水がラジエータに供給されるようになれば、ラジエータシャッタ５１を開いた状態にする。これにより、エアダクト１５に内蔵されたエアコンユニットの暖房性能を向上させ、冷寒地を走行する場合等、暖房要求が高くなる場合に備えることができる。
【００２５】
なお、以上に説明したラジエータシャッタ５１を開閉するタイミングは、一例であり、その時々の状況に応じて適当なタイミングで移動させることができる。たとえば、ヒータコア１６の直後に配置した温度センサによって、暖房性能が十分か否かを判断し、暖房性能が足りていないと判断した場合に、ラジエータシャッタ５１を開いた状態にする制御も可能である。また、エンジン始動時の暖房性能の確保を優先させて、エンジン１２の暖機中に、ラジエータシャッタ５１を開いた状態に制御しても良い。
【００２６】
この発明の実施の形態における車両用温度調整装置は、車両室内１１に外気を送り込むエアダクト１５と、エアダクト１５と距離を隔てた位置に設けられた内燃機関としてのエンジン２１と、車両に取り込まれた外気を、エンジン２１が設けられた位置に向けて案内する第１のガイドとしてのフロントエアガイド３１と、フロントエアガイド３１により案内され、エンジン２１が設けられた位置を流れた外気を、エアダクト１５に向けて案内する第２のガイドとしてのリヤエアガイド３２とを備える。エアダクト１５には、ヒータコア１６が設けられている。
【００２７】
エンジン２１は、エアダクト１５よりも車両前方に位置して縦置き配置されたＶ型多気筒エンジンである。エンジン２１は、吸気ポート２６が形成されたシリンダヘッド２３ｐおよび２３ｑを有する。シリンダヘッド２３ｐおよび２３ｑにそれぞれ形成された吸気ポート２６は、エンジン２１のバンク間に形成された空間１８を挟んで互いに向い合うように形成されている。フロントエアガイド３１によりエンジン２１が設けられた位置に案内された外気は、空間１８を流れる。
【００２８】
このように構成された、この発明の実施の形態における車両用温度調整装置によれば、エンジン１２の放熱を利用して、エアダクト１５に取り込まれる外気を積極的に温度上昇させることができる。また、エンジン１２に形成された吸気系が、外気によって冷却されるため、吸気温度を低下させることができる。したがって、暖房性能の向上を図ると同時に、エンジン１２でノッキングが発生することを抑制できる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、本発明を縦置きのＶ型多気筒エンジンに適用した場合について説明したが、その他の型式のエンジン、たとえば、直列型、Ｗ型、水平対向型などのエンジンに適用することができる。また、横置きのエンジンに適用することも可能である。しかしながら、縦置き配置された図１中のＶ型多気筒エンジン２１の場合、外気の流路として、バンク間に形成された空間１８を利用できること、車両前方より流入した外気が、車両後方のエアダクト１５に向かう方向と、シリンダ２９の配列方向とが一致していること、空間１８の両側に位置して、吸気ポート２６が配置されていることなどを理由に、フロントエアガイド３１およびリヤエアガイド３２の構成を簡易にした上で、上述の効果を有効に得ることができる。
【００３０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態における車両用温度調整装置が適用された車両を示す平面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線上から見たエンジンルーム内を示す側面図である。
【図３】図１中のエンジンが設けられた位置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  車両室内、１５  エアダクト、２１  エンジン、２３ｐ，２３ｑ  シリンダヘッド、２６  吸気ポート、３１  フロントエアガイド、３２  リヤエアガイド、５１  ラジエータシャッタ。
【図１】
2006143010.tif 000003
【図２】
2006143010.tif 000004
【図３】
2006143010.tif 000005