(57)【要約】【課題】冷却性能と空力性能が向上するようにした自動車の冷却装置を提供する。【解決手段】本発明は、車両前方の外気を受け入れて、ホイールに向かって流出させる少なくとも２つ以上のエアダクトと、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温ラジエータと、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温ラジエータと、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温補助ラジエータと、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温補助ラジエータと、  圧縮空気を生成してエンジンに供給する過給機と、前記過給機で生成された圧縮空気を冷却するインタークーラと、圧縮冷媒を生成してエアコンに供給するコンプレッサと、前記コンプレッサで生成された圧縮冷媒を冷却するコンデンサと、高温冷却水通路と、低温冷却水通路と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
2015214324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の外気をエンジンルームに受け入れる外気吸入口の両側に形成され、車両前方の外気を受け入れて、ホイールに向かって流出させる少なくとも２つ以上のエアダクトと、
前記外気吸入口に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温ラジエータと、
前記外気吸入口に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温ラジエータと、
前記少なくとも２つ以上のエアダクトのうちのいずれか１つの内部に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温補助ラジエータと、
前記少なくとも２つ以上のエアダクトのうちの他の１つの内部に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温補助ラジエータと、
圧縮空気を生成してエンジンに供給する過給機と、
前記低温ラジエータおよび前記高温ラジエータを経由した冷却水を用いて、前記過給機で生成された圧縮空気を冷却するインタークーラと、
圧縮冷媒を生成してエアコンに供給するコンプレッサと、
前記低温ラジエータを経由した冷却水を用いて、前記コンプレッサで生成された圧縮冷媒を冷却するコンデンサと、
前記高温ラジエータを通過した冷却水が、エンジンを経由して前記高温ラジエータに循環するように備えられた高温冷却水通路と、
前記低温ラジエータを通過した冷却水が、水冷式コンデンサを通過して再び低温ラジエータを循環するように備えられた低温冷却水通路と、  
を含むことを特徴とする自動車の冷却装置。
【請求項２】
前記両側の後方ダクトは、車両の後方にいくほど両側の各ホイールに向かって湾曲することを特徴とする請求項１に記載の自動車の冷却装置。
【請求項３】
前記ダクト出口には、空気の流れが前記ホイールに向かって誘導されるように、空気の流動方向をガイドする板のガイドプレートが備えられることを特徴とする請求項２に記載の自動車の冷却装置。
【請求項４】
前記ガイドプレートは、前記ダクト出口を介して流出した空気が、前記ホイールの前方でエアカーテンを形成するように空気の流動方向をガイドし、
前記ホイールの前方でエアカーテンを形成した空気が、前記ホイールの側面からエアカーテンの効果が極大化される設定角度で噴射されるようにすることを特徴とする請求項３に記載の自動車の冷却装置。
【請求項５】
前記前方ダクトと前記後方ダクトとの間には低温ラジエータが備えられ、前記低温ラジエータは、前記前方ダクトおよび前記後方ダクトを経由する空気によって冷却されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の冷却装置。
【請求項６】
前記低温補助ラジエータおよび前記高温補助ラジエータを経由する冷却水は、前記低温補助ラジエータおよび前記高温補助ラジエータがそれぞれ配置された前記エアダクトを通過する空気と熱交換することを特徴とする請求項１に記載の自動車の冷却装置。
【請求項７】
前記インタークーラおよび前記コンデンサは、前記外気吸入口の後方でエンジンの近傍に配置されることを特徴とする請求項６に記載の自動車の冷却装置。
【請求項８】
前記低温冷却水通路は、
前記インタークーラと前記コンデンサとを連結する第１低温冷却水通路と、
前記インタークーラと前記低温補助ラジエータとを連結する第２低温冷却水通路と、
前記低温ラジエータと前記コンデンサとを連結する第３低温冷却水通路と、
前記低温補助ラジエータと前記低温ラジエータとの間で、前記第３低温冷却水通路から分岐して前記第２低温冷却水通路上に配置された第１バルブに連結される第４低温冷却水通路と、
を含み、
前記第１バルブは、前記第１低温冷却水通路を経由して前記第４低温冷却水通路に流れる冷却水が、選択的に前記第２低温冷却水通路に流れるように制御することを特徴とする請求項６に記載の自動車の冷却装置。
【請求項９】
前記高温冷却水通路は、
前記高温ラジエータを通過した冷却水をエンジンに伝達する第１高温冷却水通路と、
エンジンを通過した冷却水を前記高温ラジエータに伝達する第２高温冷却水通路と、
前記第２高温冷却水通路から分岐して前記高温補助ラジエータに連結され、再び前記第２高温冷却水通路に連結される第３高温冷却水通路と、
前記第１高温冷却水通路から分岐して前記インタークーラを経由し、前記第２高温冷却水通路上に連結される第４高温冷却水通路と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の自動車の冷却装置。
【請求項１０】
前記第２高温冷却水通路上で前記第３高温冷却水通路が分岐する部分には、前記第２高温冷却水通路を流れる冷却水が、前記第３高温冷却水通路に選択的に流れるように制御する第２バルブが備えられることを特徴とする請求項９に記載の自動車の冷却装置。
【請求項１１】
前記第２バルブは、前記第４高温冷却水通路が前記第２高温冷却水通路上に連結される部分に配置され、前記第４高温冷却水通路に冷却水が選択的に流れるように作動することを特徴とする請求項１０に記載の自動車の冷却装置。
【請求項１２】
前記低温ラジエータを通過した冷却水と、前記コンデンサを通過した冷媒との温度差を利用して熱電発電する少なくとも１つ以上の熱電発電機をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車の冷却装置。
【請求項１３】
前記低温ラジエータを通過した冷却水と、前記高温ラジエータを通過した冷却水との温度差を利用して熱電発電する少なくとも１つ以上の熱電発電機をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の自動車の冷却装置。
【請求項１４】
前記外気吸入口を選択的に開閉するエアフラップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の冷却装置に係り、より詳しくは、冷却性能および空力性能を向上させた自動車の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車には、エンジンの温度を保存する手段、およびエンジンを冷却させる手段が備えられている。
一方、エアダクトは、空気の通路であって、空気の流入が容易な部分から空気の供給が必要な部分まで空気の流れを誘導するためのパイプをいう。
例えば、このようなエアダクトには、エンジンに吸入される空気を誘導するエアダクト、あるいはブレーキを冷却させるためのエアダクトなどがある。
最近は、エンジンの温度を保存し、初期始動時に燃料の消耗を最少にする技術の開発が活発に展開されている。
しかし、エンジンの温度を保存する方策だけが行われると、必要に応じたエンジンの冷却が円滑に行われず、高速走行時に燃費が悪化し、高温の排気通路の周辺部品に熱害が発生する。また、ラジエータグリルを介して流入した空気が、エンジンの周辺に備えられた補助機械類によって干渉を受けると、エンジンの冷却性能の低下、燃費の悪化をもたらし、熱害がより深刻になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８２５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、冷却性能が向上した自動車の冷却装置を提供することにある。
また、空気の流動に対する車体、補助機械類、およびホイールなどとの干渉を相殺して空力性能が向上するようにした自動車の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための、本発明の自動車の冷却装置は、車両前方の外気をエンジンルームに受け入れる外気吸入口の両側に形成され、車両前方の外気を受け入れて、ホイールに向かって流出させる少なくとも２つ以上のエアダクトと、
前記外気吸入口に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温ラジエータと、
前記外気吸入口に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温ラジエータと、
前記少なくとも２つ以上のエアダクトのうちのいずれか１つの内部に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する低温補助ラジエータと、
前記少なくとも２つ以上のエアダクトのうちの他の１つの内部に配置され、冷却水の熱を空気中に放出するように機能する高温補助ラジエータと、
圧縮空気を生成してエンジンに供給する過給機と、
前記低温ラジエータおよび前記高温ラジエータを経由した冷却水を用いて、前記過給機で生成された圧縮空気を冷却するインタークーラと、
圧縮冷媒を生成してエアコンに供給するコンプレッサと、
前記低温ラジエータを経由した冷却水を用いて、前記コンプレッサで生成された圧縮冷媒を冷却するコンデンサと、
前記高温ラジエータを通過した冷却水が、エンジンを経由して前記高温ラジエータに循環するように備えられた高温冷却水通路と、
前記低温ラジエータを通過した冷却水が、水冷式コンデンサを通過して再び低温ラジエータを循環するように備えられた低温冷却水通路と、  
を含むことを特徴とする。
【０００６】
前記両側の後方ダクトは、車両の後方にいくほど両側の各ホイールに向かって湾曲することを特徴とする。
【０００７】
前記ダクト出口には、空気の流れが前記ホイールに向かって誘導されるように、空気の流動方向をガイドする板のガイドプレートが備えられることを特徴とする。
【０００８】
前記ガイドプレートは、前記ダクト出口を介して流出した空気が、前記ホイールの前方でエアカーテンを形成するように空気の流動方向をガイドし、
前記ホイールの前方でエアカーテンを形成した空気が、前記ホイールの側面からエアカーテンの効果が極大化される設定角度で噴射されるようにすることを特徴とする。
【０００９】
前記前方ダクトと前記後方ダクトとの間には低温ラジエータが備えられ、前記低温ラジエータは、前記前方ダクトおよび前記後方ダクトを経由する空気によって冷却されることを特徴とする。
【００１０】
前記低温補助ラジエータおよび前記高温補助ラジエータを経由する冷却水は、前記低温補助ラジエータおよび前記高温補助ラジエータがそれぞれ配置された前記エアダクトを通過する空気と熱交換することを特徴とする。
【００１１】
前記インタークーラおよび前記コンデンサは、前記外気吸入口の後方でエンジンの近傍に配置されることを特徴とする。
【００１２】
前記低温冷却水通路は、
前記インタークーラと前記コンデンサとを連結する第１低温冷却水通路と、
前記インタークーラと前記低温補助ラジエータとを連結する第２低温冷却水通路と、
前記低温ラジエータと前記コンデンサとを連結する第３低温冷却水通路と、
前記低温補助ラジエータと前記低温ラジエータとの間で、前記第３低温冷却水通路から分岐して前記第２低温冷却水通路上に配置された第１バルブに連結される第４低温冷却水通路と、
を含み、
前記第１バルブは、前記第１低温冷却水通路を経由して前記第４低温冷却水通路に流れる冷却水が、選択的に前記第２低温冷却水通路に流れるように制御することを特徴とする。
【００１３】
前記高温冷却水通路は、
前記高温ラジエータを通過した冷却水をエンジンに伝達する第１高温冷却水通路と、
エンジンを通過した冷却水を前記高温ラジエータに伝達する第２高温冷却水通路と、
前記第２高温冷却水通路から分岐して前記高温補助ラジエータに連結され、再び前記第２高温冷却水通路に連結される第３高温冷却水通路と、
前記第１高温冷却水通路から分岐して前記インタークーラを経由し、前記第２高温冷却水通路上に連結される第４高温冷却水通路と、
を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記第２高温冷却水通路上で前記第３高温冷却水通路が分岐する部分には、前記第２高温冷却水通路を流れる冷却水が、前記第３高温冷却水通路に選択的に流れるように制御する第２バルブが備えられることを特徴とする。
【００１５】
前記第２バルブは、前記第４高温冷却水通路が前記第２高温冷却水通路上に連結される部分に配置され、前記第４高温冷却水通路に冷却水が選択的に流れるように作動することを特徴とする。
【００１６】
前記低温ラジエータを通過した冷却水と、前記コンデンサを通過した冷媒との温度差を利用して熱電発電する少なくとも１つ以上の熱電発電機をさらに含むことを特徴とする。
【００１７】
前記低温ラジエータを通過した冷却水と、前記高温ラジエータを通過した冷却水との温度差を利用して熱電発電する少なくとも１つ以上の熱電発電機をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
前記外気吸入口を選択的に開閉するエアフラップをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、エアダクト１０、１１を通過した空気がホイールＷの前方でエアカーテンを形成する性能が向上するようにダクト出口１６が形成されることによって、空力性能が改善できる。
また、エアダクト１０、１１にラジエータ２０、２１が配置されることによって、冷却水の循環に対する多様な設計が可能である。
さらに、バルブ７０、９０の制御により多様に実現される冷却水の循環によってエンジンＥの条件に合った冷却性能の向上が可能になり、燃費が改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる冷却装置の基本的な構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる冷却装置の基本的な構成図である。
図１に示す通り、本発明の実施形態にかかる冷却装置１は、外気吸入口２２と、エアダクト１０、１１とを含む。
外気吸入口２２は、ラジエータグリル（図示せず）などを介して車両前方の外気をエンジンルームに受け入れる空気の通路である。
【００２２】
外気吸入口２２を通過する空気は、インタークーラ３０、低温ラジエータ２６、および高温ラジエータ２８を冷却させ、エンジンルームに流入する。即ち、インタークーラ３０、低温ラジエータ２６、および高温ラジエータ２８は、外気吸入口２２上に配置される。ここで、インタークーラ３０は、過給機３２が吸入した空気を冷却させる装置であり、高温ラジエータ２８は、エンジンＥを経由した高温の冷却水の熱を空気中に放出する装置であり、低温ラジエータ２６は、高温ラジエータ２８とは別に、低温の冷却水に残存する熱を空気中に放出する装置である。
【００２３】
また、過給機３２は、エンジンＥの出力を高めるために、排気ガスや外部空気を吸入してタービンを回し、高温の圧縮空気をエンジンＥのシリンダに供給する装置である。さらに、インタークーラ３０が過給機３２によって圧縮された高温の空気を冷却することによって、空気の密度が高くなり、シリンダの吸入効率が向上し、エンジンＥの燃焼効率および燃費が改善されると同時に、二酸化炭素の排出量が減少する。
このような、自動車に装着されるインタークーラ３０、低温ラジエータ２６、高温ラジエータ２８、および過給機３２は、当該技術分野における通常の知識を有する者（以下、当業者）に自明であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
エアダクト１０、１１は、外気吸入口２２の両側に形成される。即ち、冷却装置１は、少なくとも２つのエアダクト１０、１１を含む。図１には、２つのエアダクト１０、１１を示す。ここで、２つのエアダクト１０、１１のうちの１つを第１エアダクト１０と称し、他の１つを第２エアダクト１１と称する。
第１、第２エアダクト１０、１１は、前方ダクト１２と、後方ダクト１４と、ダクト出口１６とを含む。
【００２４】
前方ダクト１２は、車両前方の外気を受け入れるように、第１、第２エアダクト１０、１１で相対的に前方に形成された部分である。また、前方ダクト１２は、第１エアダクト１０の前方ダクト１２の延長線と、第２エアダクト１１の前方ダクト１２の延長線とが車両の前方で流線形を形成するように、車両の前方にいくほど内側に湾曲した形状に形成される。さらに、前方ダクト１２が流線形を形成することによって、空気の抵抗が最小となる。
したがって、前方ダクト１２は、外気吸入口２２の両側から車両前方の外気を容易に受け入れることができる。即ち、前方ダクト１２を通過する空気の空力性能が向上する。
後方ダクト１４は、前方ダクト１２を経由した空気が通過するように、第１、第２エアダクト１０、１１で相対的に後方に形成された部分である。また、後方ダクト１４は、第１エアダクト１０の後方ダクト１４の延長線と、第２エアダクト１１の後方ダクト１４の延長線とが車両の前方で流線形を形成するように、車両の後方にいくほど外側に湾曲した形状に形成される。
【００２５】
さらに、車両の外側に湾曲した後方ダクト１４はホイールＷに向かう。即ち、後方ダクト１４は、空気の抵抗を最にしながら、ホイールＷに向かって空気の流れを誘導する。ここで、ホイールＷがフロントホイール（ｆｒｏｎｔ  ｗｈｅｅｌ）であることはいうまでもない。
ダクト出口１６は、後方ダクト１４を経由した空気が通過するように形成される。また、ダクト出口１６は、第１、第２エアダクト１０、１１から空気が流出する出口である。さらに、ダクト出口１６には、空気の流れがホイールＷに向かって誘導されるように、ガイドプレート１８が備えられる。
ガイドプレート１８は、ダクト出口１６を介して流出する空気の流動方向をガイドする板である。一方、ダクト出口１６は、ホイールハウス２４と一体に形成される。即ち、ガイドプレート１８は、ホイールハウス２４に装着される。ここで、ホイールハウス２４は、車体の一部分であって、ホイールＷを覆っているハウジングである。
【００２６】
ガイドプレート１８は、ダクト出口１６を介して流出する空気が、ホイールＷの前方でエアカーテンを形成するように空気の流動方向をガイドする。また、ガイドプレート１８は、ホイールＷの前方でエアカーテンを形成した空気が、ホイールＷの側面から設定角度ａで噴射されるように備えてよい。さらに、設定角度ａは、当業者によってエアカーテンの効果が極大化される角度に設定可能である。
図１には、ホイールＷの側面から空気が噴射される設定角度ａを可視的に示すために、車体の側方向の補助線Ｌ１および車体の長さ方向の補助線Ｌ２を示している。言い換えると、図１には、車体の側方向の補助線Ｌ１と車体の長さ方向の補助線Ｌ２とは直交し、ホイールＷの側面から空気が噴射される方向と車体の長さ方向の補助線Ｌ２とは、設定角度ａの挟角を有することが示された。
【００２７】
第１、第２エアダクト１０、１１の内部には、それぞれ補助ラジエータ２０、２１がさらに配置されてよい。また、第１、第２エアダクト１０、１１の内部に配置される補助ラジエータ２０、２１は、第１、第２エアダクト１０、１１を通過する空気を用いて冷却を行う。ここで、第１、第２エアダクト１０、１１の内部に配置される補助ラジエータ２０、２１は、外気吸入口２２上に配置される低温ラジエータ２６または高温ラジエータ２８を通過した冷却水に残存する熱を空気中に放出する装置である。一方、第１、第２エアダクト１０、１１の内部にそれぞれ配置される補助ラジエータ２０、２１のうちのいずれか１つは、低温ラジエータ２６を通過した冷却水を冷却する低温補助ラジエータ２０であり、他の１つは、高温ラジエータ２８を通過した冷却水を冷却する高温補助ラジエータ２１であってよい。
【００２８】
一方、インタークーラ３０は、冷却方式により水冷式または空冷式があり、前記インタークーラ３０は空冷式である。
このような空冷式インタークーラ３０がエンジンＥの前方に配置される場合、外気によって最も先に冷却できる。したがって、エンジンＥの冷却およびインタークーラ３０の反応性が大きく要求されないエンジンＥの低速低負荷時に、インタークーラ３０の冷却効率が向上する。しかし、エンジンＥの高負荷時には、インタークーラ３０の干渉によって外気の流れが妨げられることによって、エンジンの冷却性能が低下することがある。特に、エンジンＥの高速高負荷時には、インタークーラ３０をエンジンＥおよび過給機３２に連結する配管の長さが長いため、インタークーラ３０の応答性が低下することがある。
【００２９】
図２は、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の構成図である。
図２に示すように、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置２は、低温ラジエータ２６と、高温ラジエータ２８と、エアフラップ２９と、低温補助ラジエータ２０と、高温補助ラジエータ２１と、後方インタークーラ３１と、過給機３２と、後方コンデンサ４０と、コンプレッサ４２と、第１、第２ウォーターポンプ５０、５１と、第１、第２チェックバルブ５２、５３と、低温冷却水通路６０と、高温冷却水通路８０と、第１、第２バルブ７０、９０とを含む。
ここで、低温ラジエータ２６および高温ラジエータ２８に関する説明は、図１を参照して説明した本発明の実施形態にかかる冷却装置１の基本的な構成と同一であるので、これに関する繰り返し説明は省略する。
エアフラップ２９は、空気の通路を選択的に開閉させる装置である。また、エアフラップ２９は、ラジエータグリルと冷却ファン（図示せず）との間に配置され、外気吸入口２２に流入する空気の流れを選択的に遮断するように機能する。  一方、低温ラジエータ２６および高温ラジエータ２８は、エアフラップ２９と冷却ファンとの間に配置される。
【００３０】
エアフラップ２９が外気吸入口２２を開放すると、ラジエータグリル、エアフラップ２９、低温ラジエータ２６、高温ラジエータ２８、および冷却ファンを経由した空気は、エンジンＥを冷却させたり、エンジンＥの吸気として供給される。  また、エンジンの冷却が要求されない場合などには、ラジエータグリルと冷却ファンとの間に配置されたエアフラップ２９が外気吸入口２２を閉鎖する。ここで、エアフラップ２９は、エンジンＥの駆動状態に応じてエンジンルームが車両の前方から外気を選択的に受け入れるように選択的に開閉されるアクティブエアフラップ（ａｃｔｉｖｅ  ａｉｒ  ｆｌａｐ）であってよい。
第１エアダクト１０および第２エアダクト１１の内部には、それぞれ低温補助ラジエータ２０および高温補助ラジエータ２１が配置され、第１エアダクト１０および第２エアダクト１１の後方には、後方インタークーラ３１、過給機３２、後方コンデンサ４０、コンプレッサ４２、および第１、第２ウォーターポンプ５０、５１が配置される。
【００３１】
前記低温補助ラジエータ２０は、前記第１エアダクト１０の内部に配置された低温ラジエータ２６である。
前記高温補助ラジエータ２１は、前記第２エアダクト１１の内部に配置された高温ラジエータ２８である。
前記後方インタークーラ３１は、前記第１エアダクト１０の後方でエンジンＥの近傍に配置される水冷式インタークーラ３１である。
前記過給機３２は、エンジンＥの近傍で前記後方インタークーラ３１に連結された過給機３２である。
前記後方コンデンサ４０は、前記第２エアダクト１１の後方でエンジンＥの近傍に配置される水冷式コンデンサ４０である。
コンプレッサ４２は、エンジンＥの近傍で後方コンデンサ４０に連結され、エアコン（図示せず）に圧縮冷媒を供給するコンプレッサ４２である。また、コンプレッサ４２を経由した冷媒は、後方コンデンサ４０を経由しながら、後方コンデンサ４０を経由する冷却水によって冷却される。ここで、電気容量を確保するための装置のコンデンサ４０、および空気を圧縮して圧力を高める装置のコンプレッサ４２は当業者に自明であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００３２】
第１ウォーターポンプ５０は、後方インタークーラ３１と後方コンデンサ４０との間で冷却水をポンピングする。
第１チェックバルブ５２は、第１ウォーターポンプ５０によってポンピングされる冷却水が逆流するのを防止する。
第２ウォーターポンプ５１は、後方インタークーラ３１と高温ラジエータ２８との間で冷却水をポンピングする。
第２チェックバルブ５３は、第２ウォーターポンプ５１によってポンピングされる冷却水が逆流するのを防止する。
ここで、第１ウォーターポンプ５０によってポンピングされ、低温ラジエータ２６を経由する冷却水の循環は、低温冷却水通路６０を介して行われ、第２ウォーターポンプ５１によってポンピングされ、高温ラジエータ２８を経由する冷却水の循環は、高温冷却水通路８０を介して行われる。
低温冷却水通路６０は、冷却水が、第１ウォーターポンプ５０のポンピングによって、低温補助ラジエータ２０、後方インタークーラ３１、および後方コンデンサ４０を経由しながら循環するように形成される。また、低温冷却水通路６０は、第１、第２、第３、第４低温冷却水通路６１、６２、６４、６６を含む。
【００３３】
第１低温冷却水通路６１は、エンジンＥの近傍に配置された後方インタークーラ３１と後方コンデンサ４０とを連結する。また、第１低温冷却水通路６１上には、第１ウォーターポンプ５０および第１チェックバルブ５２が配置される。
第２低温冷却水通路６２は、後方インタークーラ３１と低温補助ラジエータ２０とを連結する。また、第２低温冷却水通路６２上には、第１バルブ７０が配置される。ここで、第２低温冷却水通路６２が連結される低温補助ラジエータ２０の一端は、低温補助ラジエータ２０で相対的にホイールＷ側に近い外側部分であってよい。
第３低温冷却水通路６４は、低温補助ラジエータ２０と後方コンデンサ４０とを連結する。また、第３低温冷却水通路６４は、低温補助ラジエータ２０と後方コンデンサ４０との間で低温ラジエータ２６を経由する。ここで、第３低温冷却水通路６４に連結される低温補助ラジエータ２０の他端は、低温補助ラジエータ２０で相対的にホイールＷ側から遠い内側部分であってよい。
【００３４】
第４低温冷却水通路６６は、低温補助ラジエータ２０と低温ラジエータ２６との間で、第３低温冷却水通路６４から分岐して第２低温冷却水通路６２上に配置された第１バルブ７０に連結される。ここで、第１バルブ７０は、第１低温冷却水通路６１を経由して第４低温冷却水通路６６に流れる冷却水が、第２低温冷却水通路６２に選択的に流れるように制御するバルブである。
高温冷却水通路８０は、高温ラジエータ２８を通過した冷却水をエンジンＥに伝達する第１高温冷却水通路８１と、エンジンＥを通過した冷却水を高温ラジエータ２８に伝達する第２高温冷却水通路８２と、第２高温冷却水通路８２から分岐して高温補助ラジエータ２１に連結され、再び第２高温冷却水通路８２に連結される第３高温冷却水通路８３と、第１高温冷却水通路８１から分岐して後方インタークーラ３１を経由し、第２高温冷却水通路８２上に連結される第４高温冷却水通路８４とを含む。
【００３５】
第２高温冷却水通路８２上で第３高温冷却水通路８３が分岐する部分と、第４高温冷却水通路８４が第２高温冷却水通路８２上に連結される部分とは同一であり、この部分には、第２高温冷却水通路８２を流れる冷却水が、第３高温冷却水通路８３に選択的に流れるように制御する第２バルブ９０が備えられてよい。また、第２バルブ９０は、後方インタークーラ３１の冷却が必要な場合、第４高温冷却水通路８４に冷却水が流れるように作動することができる。
第１、第２バルブ７０、９０は、伝達される冷却水の温度に応じてその内側に充填されたワックス成分の容積が膨張または収縮する機械的なサーモスタットであるか、図示しない制御部の制御により作動する電子式サーモスタットであってもよい。それぞれ低温冷却水通路６０および高温冷却水通路８０を流れる冷却水が、低温ラジエータ２６および高温ラジエータ２８の冷却のほか、追加的な冷却が必要な場合に作動して冷却効率を高めることができる。
【００３６】
第２ウォーターポンプ５１は、第１高温冷却水通路８１上に配置されてもよいし、第２チェックバルブ５３は、第２ウォーターポンプ５１によってポンピングされる冷却水が逆流するのを防止するように、高温冷却水通路８０上に配置されてもよい。
後方インタークーラ３１の内部は、第１低温冷却水通路６１が経由する部分と、第４高温冷却水通路８４が経由する部分とに区画される。即ち、過給機３２が吸入した空気は、第４高温冷却水通路８４が経由する部分、および第１低温冷却水通路６１が経由する部分を順次に経由しながら冷却できる。したがって、後方インタークーラ３１の冷却効率が向上できる。
【００３７】
以下、図３〜図１０を参照して、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置が実現する冷却水の循環を詳細に説明する。
図３〜図１０は、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
また、図３〜図６は、エアフラップ２９が外気吸入口２２を開放した冷却装置の作動図であり、図７〜図１０は、エアフラップ２９が外気吸入口２２を閉鎖した冷却装置の作動図である。
図３〜図１０には、車体の内部に流入する外気の流れを点線の矢印で示し、低温冷却水の流れが一点鎖線の低温冷却水通路６０上に実線の矢印で示す。
また、高温冷却水の流れを点線の高温冷却水通路８０上に実線の矢印で示し、過給機３２と後方インタークーラ３１を経由する圧縮空気の流れ、およびコンプレッサ４２と後方コンデンサ４０を経由する冷媒の流れを実線の矢印で示す。
【００３８】
図３に示す通り、外気が外気吸入口２２を通過してエンジンＥを冷却させるようにエアフラップ２９が開放された状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度が設定温度以上であれば、第１バルブ７０は、後方インタークーラ３１と第１バルブ７０とを連結する第１低温冷却水通路６１と、第１バルブ７０と低温補助ラジエータ２０とを連結する第２低温冷却水通路６２とを連通させるように作動する。
また、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度が設定温度以上であれば、第２バルブ９０は、後方インタークーラ３１と第２バルブ９０とを連結する第４高温冷却水通路８４と、第２バルブ９０と高温補助ラジエータ２１とを連結する第３高温冷却水通路８３とを連通させるように作動する。
【００３９】
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第２低温冷却水通路６２、および第３低温冷却水通路６４を経由して循環する。また、高温冷却水は、第１、第２、第３、第４高温冷却水通路８１、８２、８３、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を開放し、冷却水が冷却を行うすべての構成要素を経由するように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷およびエンジンＥの負荷が上の場合であってよい。
ここで、後方インタークーラ３１の負荷およびエンジンＥの負荷は、それぞれ上、中、下の３つの段階に区分して説明する。このような負荷の上、中、下は当業者によって設定可能である。一方、第１バルブ７０の設定温度は第１設定温度Ｔ１と称し、第２バルブ９０の設定温度は第２設定温度Ｔ２と称する。
【００４０】
図４に示すように、図３の状態で、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度がＴ２未満になると、第２バルブ９０は、第２バルブ９０と高温補助ラジエータ２１とを連結する第３高温冷却水通路８３との連通を遮断するように作動する。
したがって、高温冷却水は、第１、第２、第４高温冷却水通路８１、８２、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を開放し、高温冷却水が高温補助ラジエータ２１を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷が上で、エンジンＥの負荷が中の場合であってよい。
図５に示す通り、図３の状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度がＴ１未満になると、第１バルブ７０は、第１バルブ７０と低温補助ラジエータ２０とを連結する第２低温冷却水通路６２との連通を遮断し、後方インタークーラ３１と第１バルブ７０とを連結する第１低温冷却水通路６１と、第４低温冷却水通路６６とを連通させるように作動する。
【００４１】
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第４低温冷却水通路６６、および第３低温冷却水通路６４を順次に経由して循環する。このように、エアフラップ２９を開放し、低温冷却水が低温補助ラジエータ２０を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷が中で、エンジンＥの負荷が上の場合であってよい。
図６に示す通り、図３の状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度がＴ１未満になると同時に、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度がＴ２未満になると、第１バルブ７０は、後方インタークーラ３１と第１バルブ７０とを連結する第１低温冷却水通路６１と、第４低温冷却水通路６６とを連通させるように作動し、第２バルブ９０は、第２バルブ９０と高温補助ラジエータ２１とを連結する第３高温冷却水通路８３との連通を遮断するように作動する。
【００４２】
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第４低温冷却水通路６６、および第３低温冷却水通路６４を順次に経由して循環し、高温冷却水は、第１、第２、第４高温冷却水通路８１、８２、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を開放し、低温冷却水が低温補助ラジエータ２０を経由する循環が省略されるように循環し、高温冷却水が高温補助ラジエータ２１を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷およびエンジンＥの負荷が中の場合であってよい。この時、エンジンは、アイドル（ｉｄｌｅ）状態であってよい。
図７に示す通り、外気が外気吸入口２２を通過しないようにエアフラップ２９が閉鎖された状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度がＴ１以上で、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度がＴ２以上であれば、第１バルブ７０および第２バルブ９０は、図３の説明と同様に作動する。
【００４３】
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第２低温冷却水通路６２、および第３低温冷却水通路６４を経由して循環する。また、高温冷却水は、第１、第２、第３、第４高温冷却水通路８１、８２、８３、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を閉鎖し、冷却水が冷却を行うすべての構成要素を経由するように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷およびエンジンＥの負荷が中の場合であってよい。
図８に示す通り、図７の状態で、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度がＴ２未満になると、第２バルブ９０は、図４の説明と同様に作動する。
したがって、高温冷却水は、第１、第２、第４高温冷却水通路８１、８２、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を閉鎖し、高温冷却水が高温補助ラジエータ２１を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷が中で、エンジンＥの負荷が下の場合であってよい。
【００４４】
図９に示す通り、図７の状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度がＴ１未満になると、第１バルブ７０は、図５の説明と同様に作動する。
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第４低温冷却水通路６６、および第３低温冷却水通路６４を順次に経由して循環する。このように、エアフラップ２９を閉鎖し、低温冷却水が低温補助ラジエータ２０を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷が下で、エンジンＥの負荷が中の場合であってよい。
図１０に示す通り、図７の状態で、第１バルブ７０に流入する冷却水の温度がＴ１未満になると同時に、第２バルブ９０に流入する冷却水の温度がＴ２未満になると、第１バルブ７０および第２バルブ９０は、図６の説明と同様に作動する。
【００４５】
したがって、低温冷却水は、第１低温冷却水通路６１、第４低温冷却水通路６６、および第３低温冷却水通路６４を順次に経由して循環し、高温冷却水は、第１、第２、第４高温冷却水通路８１、８２、８４を経由して循環する。このように、エアフラップ２９を閉鎖し、低温冷却水が低温補助ラジエータ２０を経由する循環が省略されるように循環し、高温冷却水が高温補助ラジエータ２１を経由する循環が省略されるように循環する場合は、後方インタークーラ３１の負荷およびエンジンＥの負荷が下の場合であってよい。この時、エンジンは、アイドル（ｉｄｌｅ）状態であってよい。
【００４６】
以下、図１１〜図１３を参照して、本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置が実現する冷却水の循環を詳細に説明する。
図１１〜図１３は、本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置の作動図である。
図１１〜図１３に示す通り、本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置３は、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置２において、第１、第２、３熱電発電機１０１、１０２、１０３をさらに含む。一方、本発明のさらに他の実施形態にかかる冷却装置３の説明では、本発明の他の実施形態にかかる冷却装置２の説明と同一の構成要素の繰り返し説明は省略する。
ここで、熱電発電は、互いに異なる種類の金属からなる閉回路で両接点の温度が異なると電流が流れる現象を利用して発電をすることをいい、熱電発電機１０１、１０２、１０３の基本的な機能は当業者に自明であるので、これに関する詳細な説明は省略する。
【００４７】
第１熱電発電機１０１は、後方インタークーラ３１と第１バルブ７０との間に配置される。また、後方インタークーラ３１を経由した低温冷却水は、第１熱電発電機１０１を経由する。さらに、後方コンデンサ４０を通過した冷媒が流れる冷媒通路４４は、第１熱電発電機１０１を経由する。即ち、第１熱電発電機１０１は、低温ラジエータ２６を通過した低温冷却水と、冷媒通路４４を流れる冷媒との温度差を利用して熱電発電を行う。
第２熱電発電機１０２は、第３低温冷却水通路６４と、第２高温冷却水通路８２とが通過するように配置される。即ち、第２熱電発電機１０２は、第３低温冷却水通路６４を流れる低温冷却水と、第２高温冷却水通路８２を流れる高温冷却水との温度差を利用して熱電発電を行う。
第３熱電発電機１０３は、第３低温冷却水通路６４と、第３高温冷却水通路８３とが通過するように配置される。即ち、第３熱電発電機１０３は、第３低温冷却水通路６４を流れる低温冷却水と、第３高温冷却水通路８３を流れる高温冷却水との温度差を利用して熱電発電を行う。
【００４８】
上述のように、本発明の実施形態によれば、エアダクト１０、１１を通過した空気がホイールＷの前方でエアカーテンを形成する性能が向上するようにダクト出口１６が形成されることによって、空力性能が改善できる。
また、エアダクト１０、１１にラジエータ２０、２１が配置されることによって、冷却水の循環に対する多様な設計が可能である。
さらに、バルブ７０、９０の制御により多様に実現される冷却水の循環によってエンジンＥの条件に合った冷却性能の向上が可能になり、窮極的に燃費が改善できる。
【００４９】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１、２、３：冷却装置
１０：第１エアダクト
１１：第２エアダクト
１２：前方ダクト
１４：後方ダクト
１６：ダクト出口
１８：ガイドプレート
２０：低温補助ラジエータ
２１：高温補助ラジエータ
２２：外気吸入口
２４：ホイールハウス
２６：低温ラジエータ
２８：高温ラジエータ
２９：エアフラップ
３０：インタークーラ
３１：後方インタークーラ
３２：過給機
４０：後方コンデンサ
４２：コンプレッサ
５０：第１ウォーターポンプ
５１：第２ウォーターポンプ
５２：第１チェックバルブ
５３：第２チェックバルブ
６０：低温冷却水通路
７０：第１バルブ
８０：高温冷却水通路
９０：第２バルブ
１０１、１０２、１０３：第１、第２、第３熱電発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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