(57)【要約】【課題】後方排気型横置きエンジンを採用する車両をより効率よく冷却する車両用冷却装置を提供する。【解決手段】車両前部に設けられるフロントグリル５から取り込む外気により、後方排気型横置きエンジン２を搭載する車両の車両用冷却装置１は、フロントグリル５とエンジン２との間に設けられ、開閉状態が切り替えられるグリルシャッタ１１と、グリルシャッタ１１の上方において、フロントグリル５とエンジン２の上方空間との間に設けられ、開閉状態が切り替えられるダクトシャッタ１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方排気型横置きエンジンを搭載する車両の車両用冷却装置において、
車両前部に設けられる開口部と前記エンジンとの間に設けられ、開閉状態が切り替えられる第１のシャッタと、
前記第１のシャッタの上方において、前記開口部と前記エンジンの上方空間との間に設けられ、開閉状態が切り替えられる第２のシャッタと、を備える車両用冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用冷却装置において、
前記第２のシャッタは、前記第１のシャッタと前記エンジンとの間に設けられるラジエターの上方に設けられ、開状態とされるとき、前記ラジエターと前記エンジンとの隙間を覆う車両用冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用冷却装置において、
前記第１のシャッタと前記第２のシャッタとの間に設けられる導風部材を備え、
前記導風部材は、前記開口部から取り込まれて前記第１のシャッタを通過する外気と、前記開口部から取り込まれて前記第２のシャッタを通過する外気とを分ける機能を有する車両用冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の車両用冷却装置において、
前記エンジンが暖機運転中のとき、前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを閉状態とする車両用冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の車両用冷却装置において、
前記エンジンの暖気完了後、前記第１のシャッタを閉状態、前記第２のシャッタを開状態とする車両用冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の車両用冷却装置において、
前記エンジンの高温時且つ車両の走行時、前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開状態とする車両用冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の車両用冷却装置において、
前記第１のシャッタと前記エンジンとの間に外気を取り込むファンを備え、
前記エンジンの高温時且つ車両の停車時、前記第１のシャッタを開状態、前記第２のシャッタを閉状態とする車両用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外気を取り込むことによりエンジンを冷却する車両用冷却装置が周知である。
特許文献１の車両用冷却装置は、エキゾーストマニホールド（以下、エキマニ）がフロントグリル側に設けられる前方排気型横置きエンジンを収容する車両に採用されるものであって、フロントグリルとエキマニとの間に、ラジエターと、一対のファンとを備える。この車両用冷却装置では、ファンの駆動を制御することにより、ラジエター及びエキマニに外気を供給し、エキマニ及びエンジン本体における温度上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２５９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、前方排気型横置きエンジンを採用する場合と比較して、エキマニがエンジン本体からフロントグリルとは反対側に設けられる後方排気型横置きエンジンを採用すれば、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易になることが周知である。しかしながら、後方排気型横置きエンジンを採用する場合、特許文献１の車両用冷却装置では、ファンとエキマニとの間にエンジン本体が位置するため、エキマニに外気を供給することが難しかった。
【０００５】
本発明は、後方排気型横置きエンジンを採用する車両をより効率よく冷却する車両用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】
【０００６】
上記課題を解決するために、後方排気型横置きエンジンを搭載する車両の車両用冷却装置は、車両前部に設けられる開口部と前記エンジンとの間に設けられ、開閉状態が切り替えられる第１のシャッタと、前記第１のシャッタの上方において、前記開口部と前記エンジンの上方空間との間に設けられ、開閉状態が切り替えられる第２のシャッタと、を備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、第２のシャッタを通過する外気は、エンジンの上方空間を通り、エンジン後方に流れ、エキマニに外気を供給でき、エキマニを効率的に冷却することができる。よって、後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。
【０００８】
上記構成において、前記第２のシャッタは、前記第１のシャッタと前記エンジンとの間に設けられるラジエターの上方に設けられ、開状態とされるとき、前記ラジエターと前記エンジンとの隙間を覆うことが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第２のシャッタを通過した外気が、ラジエターとエンジンとの間に進入しにくくなるため、当該外気は、エンジンの上方を通り、エキマニに供給される。これにより、エキマニを効率的に冷却することができる。よって、後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。
【００１０】
上記構成において、前記第１のシャッタと前記第２のシャッタとの間に設けられる導風部材を備え、前記導風部材は、前記開口部から取り込まれて前記第１のシャッタを通過する外気と、前記開口部から取り込まれて前記第２のシャッタを通過する外気とを分ける機能を有することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、導風部材を有することで、ラジエターに効率的に外気を供給することができる。
上記構成において、前記エンジンが暖機運転中のとき、前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを閉状態とすることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、ラジエター及びエキマニが冷却されないので、暖気が完了するまでの時間が短い。
上記構成において、前記エンジンの暖気完了後、前記第１のシャッタを閉状態、前記第２のシャッタを開状態とすることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ラジエターには外気を供給せず、エキマニに外気を供給することができる。これにより、エキマニを効率的に冷却することができる。よって、後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。
【００１４】
上記構成において、前記エンジンの高温時且つ車両の走行時、前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開状態とすることが好ましい。
この構成によれば、積極的にラジエター及びエキマニに外気を供給することができる。これにより、エキマニを効率的に冷却することができる。よって、後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。
【００１５】
上記構成において、前記第１のシャッタと前記エンジンとの間に外気を取り込むファンを備え、前記エンジンの高温時且つ車両の停車時、前記第１のシャッタを開状態、前記第２のシャッタを閉状態とすることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、車両の停車時でも、ファンを回転させることでエンジンを冷却することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車両用冷却装置は、後方排気型横置きエンジンをより効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】グリルシャッタ及びダクトシャッタの両方が閉状態とされるときのエンジンコンパートメント及びその周辺の概略図。
【図２】グリルシャッタが閉状態、ダクトシャッタが開状態とされるときのエンジンコンパートメント及びその周辺の概略図。
【図３】グリルシャッタ及びダクトシャッタの両方が開状態とされるときのエンジンコンパートメント及びその周辺の概略図。
【図４】グリルシャッタが開状態、ダクトシャッタが閉状態とされるときのエンジンコンパートメント及びその周辺の概略図。
【図５】車両用冷却装置の制御システムを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、車両用冷却装置の一実施形態について図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用冷却装置１は、後方排気型横置きエンジン２を採用する車両３に設けられ、グリルシャッタ１１、ラジエター１２、ファン１３、ダクト１４、及びダクトシャッタ１５を備える。なお、後方排気型横置きエンジン２は、エンジン本体２１と、当該エンジン本体２１から車両後方側に向かって延びるエキゾーストマニホールド（以下、エキマニ）２２とを有し、当該エキマニ２２は、マフラー４に接続されている。エキマニ２２の内部には、エンジン本体２１から排出される排気ガスを浄化する図示しない触媒が設けられている。なお、グリルシャッタ１１が第１のシャッタに、ダクトシャッタ１５が第２のシャッタに、それぞれ相当する。
【００２０】
グリルシャッタ１１、ラジエター１２、及びファン１３は、フロントグリル５とエンジン２（エンジン本体２１）との間に設けられている。なお、図１〜４の各図が車両を側方から見た概略図において、破線で示すように、フロントグリル５は、車両前部において開口する開口部であって、車両前方の外部からエンジンコンパートメント６に外気を取り込む部分である。
【００２１】
グリルシャッタ１１は、ラジエター１２及びファン１３よりも前方に設けられ、エンジンコンパートメント６への外気の取り込みを許容する開状態と、外気を取り込まない閉状態とが切り替えられる。図５に示すように、グリルシャッタ１１は、第１モータ３１に接続されており、当該第１モータ３１が駆動することにより、グリルシャッタ１１における開状態と閉状態とが切り替えられる。なお、モータ３１は、制御ＥＣＵ７により駆動状態が制御される。
【００２２】
図１に示すように、ラジエター１２は、開状態のグリルシャッタ１１を通過した外気により、エンジン２を循環する冷却水を熱交換（冷却）する。
ファン１３は、ラジエター１２の後方、すなわちラジエター１２とエンジン本体２１との間に設けられている。図５に示すように、ファン１３は、第２モータ３２に接続されている。第２モータ３２が駆動することによりファン１３が回転する。ファン１３の回転によって開状態のグリルシャッタ１１を通過した外気は、ラジエター１２に供給される。第２モータ３２は、制御ＥＣＵ７により駆動状態が制御される。なお、ファン１３が停止状態であっても、グリルシャッタ１１が開状態であれば、ラジエター１２への外気の供給が許容されている。例えば、グリルシャッタ１１が開状態のまま車両３が前進すれば、外気がラジエター１２に供給される。
【００２３】
図１〜４の各図に示すように、ダクト１４は、グリルシャッタ１１及びラジエター１２の上方に設けられ、前後方向に延びている。ダクト１４は、グリルシャッタ１１及びラジエター１２の上方においてエンジンコンパートメント６に取り込む外気を確保する機能を有する。なお、ダクト１４は、導風部材に相当する。
【００２４】
ダクトシャッタ１５は、ラジエター１２の上方に位置するダクト１４の後端部に設けられている。図５に示すように、ダクト１４には電磁石３３が、ダクトシャッタ１５には磁石３４が、それぞれ取り付けられており、電磁石３３は、制御ＥＣＵ７に接続されている。電磁石３３は、制御ＥＣＵ７により磁石３４を引きつける磁場を発生させる状態と、磁場を発生させない状態とが切り替えられる。図１及び図４に示すように、電磁石３３が磁石３４を引きつける磁場を発生させているとき、ダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部を閉塞する。これにより、ダクトシャッタ１５は、エンジンコンパートメント６への外気の取り込みが規制される閉状態となる。図２及び図３に示すように、電磁石３３が磁石３４を引きつける磁場を発生させていないとき、ダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部を開放可能となる。この状態で、ダクトシャッタ１５は、車両前方から後方に向かう風圧を受けることにより、ダクト１４の後端部を開放する開状態となる。開状態のダクトシャッタ１５は、エンジンコンパートメント６への外気の取り込みを許容する。
【００２５】
なお、開状態のダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部とエンジン２（エンジン本体２１）の上部とを橋渡しする態様とされ、ファン１３の上方、すなわち、ラジエター１２とエンジン本体２１との隙間を閉塞する。また、図１及び図４に示すように、閉状態のダクトシャッタ１５は、ファン１３の上方を開放する。
【００２６】
なお、図５に示すように、車両用冷却装置１は、車速、水温等の図示しない各種検出部を備え、これら各種検出部は、制御ＥＣＵ７に接続されている。制御ＥＣＵ７は、各種検出部における検出結果を通じて、各モータ３１，３２の駆動や、電磁石３３による磁場形成を制御する。制御ＥＣＵ７は、各モータ３１，３２及び電磁石３３の制御を通じて、グリルシャッタ１１の開閉、ファン１３の回転の有無、及びダクトシャッタ１５の開閉をそれぞれ切り替える。
【００２７】
次に、このように構成された車両用冷却装置１の作用及び効果について説明する。
まず、図１に示すように、グリルシャッタ１１及びダクトシャッタ１５がともに閉状態とされている場合について説明する。すなわち、電磁石３３は、磁場を形成し、磁石３４を引きつけており、ダクトシャッタ１５は開状態に移行しないものとする。この状態は、主にエンジン２が暖気運転中の状態である。
【００２８】
この場合、車両の走行の有無にかかわらず、外気は、グリルシャッタ１１及びダクトシャッタ１５を通過しない。したがって、ラジエター１２及びエキマニ２２に対して、外気が供給されないので、エンジン本体２１及びエキマニ２２は冷却されない。これにより、冷間状態のエンジン本体２１及びエキマニ２２が暖気状態に到達するまでの時間が短くなる。
【００２９】
次に、図２に示すように、グリルシャッタ１１が閉状態、ダクトシャッタ１５の閉状態から開状態への移行が許容されている場合について説明する。すなわち、電磁石３３は、磁場を形成せず、磁石３４を引きつけていないものとする。この状態は、主にエンジン２の暖気運転が終わり、車両が走行する場合の状態である。
【００３０】
この場合、車両が走行することにより、車両前方からの風圧を受けるダクトシャッタ１５は、閉状態から開状態へ移行する。これにより、外気は、ダクトシャッタ１５を通過してエンジンコンパートメント６に取り込まれる。取り込まれた外気は、ラジエター１２及びエンジン本体２１の上方を通り、エキマニ２２に供給される。これにより、エキマニ２２を効率的に冷却することができる。
【００３１】
なお、図２に示すように、開状態のダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部とエンジン２（エンジン本体２１）の上部とを橋渡しする態様とされ、ファン１３の上方を閉塞する。これにより、ダクトシャッタ１５を通過してエンジンコンパートメント６に取り込まれる外気がエンジン本体２１の前方に流れ込みにくい。したがって、より外気がエキマニ２２に供給されやすく、当該エキマニ２２をより効率的に冷却することができる。エキマニ２２の効率的な冷却により、エンジンコンパートメント６における温度上昇が抑制される。ひいては、エンジンコンパートメント６に設けられる他の車載機器への熱による影響が抑制される。
【００３２】
また、エキマニ２２の効率的な冷却が可能であることから、車両への後方排気型横置きエンジンの採用が容易になり、クラッシャブルゾーンの確保や車両全体の低重心化が容易となる。
【００３３】
次に、図３に示すように、グリルシャッタ１１が開状態、ダクトシャッタ１５の閉状態から開状態への移行が許容されている場合について説明する。すなわち、電磁石３３は、磁場を形成せず、磁石３４を引きつけていないものとする。この状態は、主にエンジン２が高温で、且つ車両が走行している場合の状態である。
【００３４】
この場合、車両が走行することにより、グリルシャッタ１１を通過した外気がラジエター１２に供給されるとともに、ダクトシャッタ１５を通過した外気がコンパートメント６に取り込まれる。エンジンコンパートメント６に取り込まれた外気は、ラジエター１２及びエンジン本体２１の上方を通り、エキマニ２２に供給される。これにより、エンジン本体２１及びエキマニ２２が、それぞれ冷却される。
【００３５】
このように、冷却水の水温が上がりすぎている場合などに素早くエンジン本体２１及びエキマニ２２を冷却することができるので、エンジン２のオーバーヒートが抑制される。
なお、図３に示すように、開状態のダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部とエンジン２（エンジン本体２１）の上部とを橋渡しする態様とされ、ファン１３の上方を閉塞する。これにより、ダクトシャッタ１５を通過してエンジンコンパートメント６に取り込まれる外気がエンジン本体２１の前方に流れ込みにくい。また、ラジエター１２を通過し、エンジン本体２１の前方側に当たる外気がエンジン本体２１の上方側に流れにくい。すなわち、ダクトシャッタ１５を通過してエンジンコンパートメント６に取り込まれる外気の流れ影響を与えにくい。したがって、外気がエキマニ２２に供給されやすいので、当該エキマニ２２を効率的に冷却することができる。
【００３６】
次に、図４に示すように、グリルシャッタ１１が開状態、ダクトシャッタ１５が閉状態とされている場合について説明する。すなわち、電磁石３３は、磁場を形成し、磁石３４を引きつけており、ダクトシャッタ１５は開状態に移行しないものとする。この状態は、エンジン２が高温で、且つ車両が停車している場合の状態である。
【００３７】
この場合、車両が停止していても、第２モータ３２が駆動してファン１３が回転することにより、外気は、開状態のグリルシャッタ１１を通過して、ラジエター１２に供給される。これにより、エンジン本体２１が冷却される。
【００３８】
ここで、ダクトシャッタ１５が閉状態である、すなわち、ファン１３の上方が開放している。したがって、開状態のグリルシャッタ１１を通過して、ラジエター１２に供給された外気の一部は、ファン１３の上方を通過した後、エンジン本体２１の上方を通り、エキマニ２２に供給される。これにより、車両が停止していても、ファン１３を駆動させることにより、エンジン本体２１及びエキマニ２２を冷却することができるので、エンジン２のオーバーヒートが抑制される。
【００３９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、ダクト１４を省略してもよい。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、ダクト１４が設けられることにより、外気を取り込むための流路が分けられるため、開状態のグリルシャッタ１１を通過しようとする外気は、ダクトシャッタ１５の開閉状態による影響を受けにくい。また、開状態のダクトシャッタ１５を通過しようとする外気は、グリルシャッタ１１の開閉状態による影響を受けにくい。このため、各シャッタを通じて、ラジエター１２やエキマニ２２に外気を供給しやすくなる。
【００４０】
・上記実施形態において、開状態のダクトシャッタ１５は、ダクト１４の後端部とエンジン２（エンジン本体２１）の上部とを橋渡しする態様とされ、ファン１３の上方を閉塞するとしたが、必ずしもファン１３の上方を閉塞しなくてもよい。開状態のダクトシャッタ１５がファン１３の上方を閉塞しなくても、ダクト１４を介してエンジンコンパートメント６に取り込まれる外気は、エキマニ２２に供給されるので、エキマニ２２を効率的に冷却することができる。
【００４１】
・上記実施形態において、エンジン２が暖気運転中のとき、グリルシャッタ１１及びダクトシャッタ１５の両方を閉状態とするとしたが、必ずしもこれは維持されなくてもよい。例えば、ダクトシャッタ１５を開状態に移行して、外気をエキマニ２２に供給し、当該エキマニ２２を冷却することにより、エンジンコンパートメント６における温度上昇を抑制してもよい。
【００４２】
・上記実施形態において、エンジン２の暖気運転が完了したらダクトシャッタ１５を開状態とするとしたが、必ずしもダクトシャッタ１５を開状態としなくてもよい。例えば、エンジン本体２１の暖気運転が完了しても、エキマニ２２に設けられる触媒が好適な温度に到達していなければ、ダクトシャッタ１５を閉状態に維持し、触媒の温度上昇を促してもよい。
【００４３】
・上記実施形態において、グリルシャッタ１１はモータにより、ダクトシャッタ１５は電磁石を利用した磁場により、それぞれの開閉状態が切り替えられたが、これら各シャッタの開閉状態を切り替えるための構成は、電気、空気圧、ばね、重力等を利用する各種構成に適宜変更してよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…車両用冷却装置、２…後方排気型横置きエンジン、３…車両、４…マフラー、５…フロントグリル（開口部）、６…エンジンコンパートメント、７…制御ＥＣＵ、１１…グリルシャッタ（第１のシャッタ）、１２…ラジエター、１３…ファン、１４…ダクト（導風部材）、１５…ダクトシャッタ（第２のシャッタ）、２１…エンジン本体、２２…エキゾーストマニホールド（エキマニ）、３１，３２…モータ、３３…電磁石、３４…磁石。
【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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