JP2007320527A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行中の空気抵抗を低減すると共に、車両に搭載された熱交換器の冷却性能の低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】フロントバンパの車幅方向中央部にラジエータグリル２２を配設し、ラジエータグリル２２の車両上側にラジエータグリル１６を配設する。また、ラジエータグリル１６とラジエータ・コンデンサ２４の前面上部との間に、ラジエータグリル１６を開閉するシャッタ板３０を配設し、ラジエータグリル２２とラジエータ・コンデンサ２４の前面下部との間に、導風板３８を配設する。車両の走行中に、ラジエータグリル１６をシャッタ板３０によって閉塞し、導風板３８によりラジエータグリル２２からシャッタ板３０の車両後方へ外気Ｗを導入する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用冷却装置に関する。

エンジンルーム内の温度に応じて外気導入部の開口面積を調整し、外気導入部からエンジンルーム内への外気の導入量を調整する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によると、車両の走行中の空気抵抗を減少させることができる。

しかしながら、外気導入部の一部を閉塞した際、外気導入部の閉塞された範囲の車両後方へ外気が導入されないので、外気導入部の車両後側に配設された熱交換器に外気が導入されずに冷却されない部位ができてしまい、熱交換器の冷却性能が低下するという問題がある。
実開昭６４−１６４２２号公報

本発明は上記事実を考慮し、車両の走行中の空気抵抗を低減すると共に、車両に搭載された熱交換器の冷却性能の低下を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の車両用冷却装置は、車両に搭載され、外気により冷却される熱交換器と、前記熱交換器の車両前方に配設され、前記熱交換器へ外気を導入する外気導入部と、前記外気導入部の少なくとも一部を開閉する第１空気流制御部材と、前記外気導入部の開口した範囲から前記第１空気流制御部材の車両後方へ外気を導く第２空気流制御部材と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の車両用冷却装置では、熱交換器が車両に搭載され、この熱交換器の車両前方に外気導入部が配設されており、外気導入部から熱交換器へ外気が導入されて熱交換器が冷却される。また、外気導入部の少なくとも一部が第１空気流制御部材によって開閉される。

ここで、第１空気流制御部材によって外気導入部の一部が閉塞された際、第２空気流制御部材によって、外気導入部の開口した範囲から第１空気流制御部材の車両後方へ外気が導かれ、熱交換器の外気導入部の開口した範囲と車両前後方向に重なった範囲のみならず、熱交換器の第１空気流制御部材と車両前後方向に重なった範囲も冷却される。従って、第１空気流制御部材によって外気導入部の一部が閉塞された際の、熱交換器の部位毎の冷却量のバラツキを抑制できるので、車両の走行中の空気抵抗を低減すると共に、車両に搭載された熱交換器の冷却性能の低下を抑制することが可能となる。

請求項２に記載の車両用冷却装置は、請求項１に記載の車両用冷却装置であって、前記第２空気流制御部材は、前記外気導入部の開口面積が減少するにつれて、前記外気導入部の開口した範囲から前記熱交換器へ導入される外気の流れの前記第１空気流制御部材側への傾きを増加させていくことを特徴とする。

請求項２に記載の車両用冷却装置では、第２空気流制御部材が、外気導入部の開口面積が減少するにつれて、外気導入部の開口した範囲から熱交換器へ導入される外気の流れの第１空気流制御部材側への傾きを増加させていく。これによって、第１空気流制御部材によって外気導入部の開口面積が調整される場合に、熱交換器の第１空気流制御部材と車両前後方向に重なった範囲へ、該範囲の面積に応じた必要量の外気を導入できる。

請求項３に記載の車両用冷却装置は、請求項２に記載の車両用冷却装置であって、前記第２空気流制御部材は、前記外気導入部の開口面積が減少するにつれて、前記外気導入部の開口した範囲から前記熱交換器へ導入される外気の流れの前記第１空気流制御部材側への傾きを、前記第１空気流制御部材側から順に増加させていくことを特徴とする。

請求項３に記載の車両用冷却装置では、第２空気流制御部材が、外気導入部の開口面積が減少するにつれて、外気導入部の開口した範囲から熱交換器へ導入される外気の流れの第１空気流制御部材側への傾きを、第１空気流制御部材側から順に増加させていく。これによって、熱交換器の第１空気流制御部材と車両前後方向に重なる範囲と、熱交換器の外気導入部の開口した範囲と車両前後方向に重なる範囲とにバランス良く外気を導入できる。

請求項４に記載の車両用冷却装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用冷却装置であって、前記第１空気流制御部材及び前記第２空気流制御部材は、外気温、前記熱交換器の冷却負荷、車速の少なくとも１つに基づいて制御されることを特徴とする。

請求項４に記載の車両用冷却装置では、外気温、熱交換器の冷却負荷、車速の少なくとも１つに基づいて、第１空気流制御部材及び第２空気流制御部材が制御される。これによって、外気導入部が開口する時間を必要最小限に抑制し、車両の走行中の空気抵抗を最小限に抑制することが可能となる。

以上説明したように、車両の走行中の空気抵抗を低減すると共に、車両に搭載された熱交換器の冷却性能の低下を抑制することが可能となる。

次に、本発明の車両用冷却装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１には、第１実施形態に係る車両用冷却装置１０を備える車両１２を示している。この図に示すように、車両１２の前端部では、フロントバンパ１４が車幅方向に延在している。このフロントバンバ１４の車幅中央の車両上側にはラジエータグリル（外気導入部）１６が配設されている。また、ラジエータグリル１６の車幅外側にはヘッドランプ２０が配設され、ラジエータグリル１６の車両後側にはエンジンフード１８が配設され、さらに、ラジエータグリル１６とフロントバンパ１４との間では、ボディ一般面１９が車幅方向に延在している。

図１、図２に示すように、車両用冷却装置１０は、上述のラジエータグリル１６と、フロントバンパ１４の車幅中央に配設されたラジエータグリル（外気導入部）２２と、ラジエータグリル１６、２２の車両後側且つエンジンルームの車両前端部に配設されたラジエータ・コンデンサ（熱交換器）２４と、ラジエータグリル１６の車両後方且つラジエータ・コンデンサ２４の車両前方に配設されたグリルシャッタ２６と、ラジエータグリル２２の車両後方且つラジエータ・コンデンサ２４の車両前方に配設されたバンパシャッタ２８とを備えている。

ラジエータグリル１６とラジエータ・コンデンサ２４の前面上部とが車両前後方向に対向し、ラジエータグリル２２とラジエータ・コンデンサ２４の前面下部とが車両前後方向に対向している。ラジエータグリル１６、２２は、車両前方から後方へ外気Ｗを導入可能であり、ラジエータグリル１６、２２から導入された外気Ｗによって、ラジエータ・コンデンサ２４が冷却される。

また、グリルシャッタ２６は、複数枚（例えば、図２に示すように３枚）のシャッタ板３０（第１空気流制御部材）と、シャッタ駆動機構３１とを備えている。各シャッタ板３０は、矩形状の平板であり、ラジエータグリル１６の車両後方の範囲３２及びボディ一般面１９の車両後方の範囲３３において、図示しないレール部材によって車両上下方向へスライド可能に支持されている。また、複数枚のシャッタ板３０は、車幅方向に延在し、且つ、車両前後方向に重なるように配設されている。

また、各シャッタ板３０の幅方向端部（車両上下方向端部）には図示しないフック部が形成されており、或るシャッタ板３０が車両上方方向へスライドすると、該シャッタ板３０の下部と該シャッタ板３０の車両前側に重ねられたシャッタ板３０の上部とが係合し、該シャッタ板３０の車両前側に重ねられたシャッタ板３０が車両上方方向へスライドする。また、或るシャッタ板３０が車両下方方向へスライドすると、該シャッタ板３０の車両前側に重ねられたシャッタ板３０が自重で車両下方方向へスライドする。

また、シャッタ駆動機構３１は、モータ２７と、モータ２７によって回転される駆動ギヤ３４と、駆動ギヤ３４と噛合う歯型が長手方向へ連続して形成された伝導ベルト３６とを備えている。駆動ギヤ３４は、上述の範囲３２の車両上側に、回転軸が車幅方向と平行となるように配設されている。また、ベルト３６の長手方向一端部が、複数枚のシャッタ板３０の中で最も車両後側に位置する（最後尾の）シャッタ板３０に固定されている。このため、駆動ギヤ３４が回転すると、上述の範囲３２、３３において、ベルト３４の長手方向一端部及び複数枚のシャッタ板３０が車両上下方向へ移動する。

ここで、駆動ギヤ３４が一方向（図２に示す反時計回り方向）Ａへ回転し、ベルト３６の長手方向一端部及び複数枚のシャッタ板３０が車両下方方向へ移動すると、図２（Ａ）に示すように、最終的には、複数枚のシャッタ板３０が、上述の範囲３３内に格納される。これによって、ラジエータグリル１６の全範囲が開口し、ラジエータグリル１６の全範囲からラジエータ・コンデンサ２４の前面上部へ外気Ｗが導入される。

また、駆動ギヤ３４が他方向（図２に示す時計回り方向）Ｂへ回転し、ベルト３６の長手方向一端部及び複数枚のシャッタ板３０が車両上方方向へ移動すると、図２（Ｂ）に示すように、まず、最後尾のシャッタ板３０によってラジエータグリル１６の車両下側端部が閉塞され、図２（Ｃ）に示すように、最終的には、複数枚のシャッタ板３０によってラジエータグリル１６の全範囲が閉塞される。これによって、ラジエータグリル１６からラジエータ・コンデンサ２４の前面上部への外気Ｗの導入が遮断される。

ここで、グリルシャッタ２６は、板材であるシャッタ板３０が車両上下方向へスライドする構成となっていることによって、板材を回転するタイプのグリルシャッタと比較して、車両前後方向の幅が減少されている。これによって、板材を回転するタイプのグリルシャッタを用いる場合と比較して、ラジエータグリル１６とラジエータ・コンデンサ２４との間隔を狭くすることが可能となる。

また、バンパシャッタ２８は、複数枚（例えば、図に示すように３枚）の導風板３８（第２空気流制御部材）と、シャッタ駆動機構４０とを備えている。各導風板３８は、長手方向の断面が羽形状（次第に肉厚を減少させつつ湾曲した形状）の矩形状の板材であり、ラジエータグリル２２の車両後方の範囲３５において、回転軸４２によって回動可能に支持されて車幅方向に延在している。また、複数の回転軸４２は、車幅方向に延在し、且つ、車両上下方向に重なるように配設されており、各導風板３８の幅方向の一端部（基端部）に挿通されている。また、複数枚の導風板３８は、車両上下方向に重ねられ、且つ、幅方向の他端部（先端部）が車両後方方向を向くように配設されている。

また、シャッタ駆動機構４０は、各回転軸４２が挿通された複数（例えば、図２に示すように３個）のギヤ４４と、上下に並んだ一対のギヤ４４と噛合する複数（例えば、図２に示すように２個）のアイドルギヤ４６と、モータ２９と、モータ２９によって回転される駆動ギヤ４４とを備えている。この駆動ギヤ４４は、各ギヤ４４の中で最も車両下側に配設された（最下位の）ギヤ４４と噛合している。

複数のギヤ４４は、回転半径、歯数が異なっており。車両上方方向へいくにつれて、ギヤ４４の回転半径、歯数が減少するようになっている。このため、駆動ギヤ４８の回転は、最下位のギヤ４４から最上位のギヤ４４へ増速されながら伝達される。

ここで、図２（Ａ）に示すように、複数枚の導風板３８が略平行となるように、複数枚の導風板３８の初期位置が設定されている。複数枚の導風板３８が初期位置に位置する状態で、各導風板３８の先端側が車両上方方向に湾曲するが、その湾曲量は小さく、ラジエータグリル２２を通過した外気Ｗは、各導風板３８の間をそのまま直線的に通過して、ラジエータ・コンデンサ２４の前面下部に当たる。

そして、図２（Ｂ）に示すように、駆動ギヤ４８が一方向（図２に示す時計回り方向）Ｃに回転すると、複数のギヤ４４が他方向（図２に示す反時計回り方向）Ｄに回転し、複数の導風板３８が他方向Ｄに回動する。

ここで、駆動ギヤ４４の回転は、最下位のギヤ４４から最上位のギヤ４４へ増速されながら伝達されるので、導風板３８の回動量は、車両上側へかけて大きくなっていく。このため、駆動ギヤ４４の一方向Ｃへの回転が開始された後、初めは、最上位の導風板３８のみが外気Ｗを整流し、その後、図２（Ｃ）に示すように、上から２段目の導風板３８による外気Ｗの整流が始まる。

即ち、駆動ギヤ４４の一方向Ｃへの回転が開始された後、初めは、図２（Ｂ）に示すように、最上位の導風板３８の車両上側を通過する外気Ｗのみがシャッタ板３０側へ傾斜し、最上位の導風板３８の車両下側を通過する外気Ｗは、そのまま直線的に各導風板３８の間を通過する。その後、図２（Ｃ）に示すように、上から２段目の導風板３８の車両上側を通過した外気Ｗがシャッタ板３０側へ傾斜し、上から２段目の導風板３８の車両下側を通過した外気Ｗはそのまま直線的に各導風板３８の間を通過する。また、最上位の同封版３８の車両上側を通過する外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが増加する。

ここで、駆動ギヤ３４、４８が同期して図２（Ａ）に示す初期位置から回転されるように、モータ２７、２９が制御部２５によって制御されており、シャッタ板３０の車両上方方向へのスライドが開始されると、導風板３８の他方向Ｄへの回動が開始されるようになっている。

図２（Ｂ）に示すように、駆動ギヤ３４の他方向Ｂの回転により最後尾のシャッタ板３０が車両上方方向へスライドし、ラジエータグリル１６の車両下側端部からラジエータ・コンデンサ２４の前面上部への外気Ｗの導入が遮断されるが、これと同時に、駆動ギヤ４８の一方向Ｃの回転により最上位の導風板３８が他方向へ回動することにより、ボディ一般面１９と最上位の導風板３８との間からラジエータ・コンデンサ２４の前面へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが増加される。これによって、ラジエータ・コンデンサ２４の前面のシャッタ板３０と車両前後方向に重なった範囲へ外気Ｗが導入される。

また、図２（Ｃ）に示すように、駆動ギヤ３４の他方向Ｂの回転により全てのシャッタ板３０が車両上方方向へスライドし、ラジエータグリル１６からラジエータ・コンデンサ２４の前面上部への外気Ｗの導入が完全に遮断された際には、最上位の導風板３８が図２（Ｂ）に示す状態からさらに他方向Ｄに回転することにより、ボディ一般面１９と最上位の導風板３８との間からラジエータ・コンデンサ２４の前面へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが、図２（Ｂ）に示す状態からさらに増加される。これによって、ラジエータ・コンデンサ２４の前面の車両上側端部まで外気Ｗが導入される。

ところで、制御部２５には、ラジエータ・コンデンサ２４の水温の閾値Ｔａ１、車両１２の速度に応じた外気温の閾値Ｔｂ１、ＨＶ（High Voltage)バッテリ（図示省略）の水温の閾値Ｔｃ１、インバータ（図示省略）の温度の閾値Ｔｄ１、ＨＶ（Hybrid Vehicle）用モータ（図示省略）の温度の閾値Ｔｅ１を定めたパラメータテーブルが記憶されている。また、制御部２５には、ラジエータ・コンデンサ２４の水温を検出する温度センサ（図示省略）、車両１２の速度を検出する速度センサ（図示省略）、外気温を検出する温度センサ（図示省略）、ＨＶバッテリの水温を検出する温度センサ（図示省略）、インバータの温度を検出する温度センサ（図示省略）、ＨＶ用モータの温度を検出する温度センサ（図示省略）の検出信号が入力されるようになっており、制御部２５は、各センサから入力された検出信号とパラメータテーブルに記憶された各パラメータの閾値に応じて、モータ２７、２９を制御する。

以下、制御部２５よるモータ２７、２９の制御方法について図３のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、ハイブリッドエンジンを搭載した車両を例に取って説明する。

ハイブリッドエンジンがオンになると処理ルーチンが開始されてステップ１へ移行する。なお、処理ルーチンが開始される段階で、ラジエータグリル１６はグリルシャッタ２６によって開口されている。ステップ１では、ラジエータ・コンデンサ２４の水温を検出する温度センサの検出値がパラメータテーブルに記憶された閾値Ｔａ１以下であるか否か、即ち、ラジエータ・コンデンサ２４の水温が許容範囲内であるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ２へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ２では、車両１２の速度を検出する速度センサの検出値に対応する外気温の閾値Ｔｂ１がパラメータテーブルから読み出され、外気温を検出する温度センサの検出値がパラメータテーブルから読み出された外気温の閾値Ｔｂ１以下であるか否か、即ち、外気温が車両１２の速度に応じて定められた許容範囲内であるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ３へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ３では、エアコン（図示省略）が作動されていないか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ４へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ４では、ＨＶバッテリの水温を検出する温度センサの検出値がパラメータテーブルに記憶された閾値Ｔｃ１以下であるか、即ち、ＨＶバッテリの水温が許容範囲内であるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ５へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ５では、インバータの温度を検出する温度センサの検出値がパラメータテーブルに記憶された閾値Ｔｄ１以下であるか、即ち、インバータの温度が許容範囲内であるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ６へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ６では、ＨＶ用モータの温度を検出する温度センサの検出値がパラメータテーブルに記憶された閾値Ｔｅ１以下であるか、即ち、ＨＶ用モータの温度が許容範囲内であるか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ７へ移行し、判定が否定されるとステップ８へ移行する。

ステップ７では、モータ２７、２９が同期して駆動され、ラジエータグリル１６がシャッタ板３０によって閉塞されると共に、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４の前面へ導入される外気Ｗが、導風板３８によって、ラジエータ・コンデンサ２４の前面のラジエータグリル２２の車両後方の範囲のみならず、ラジエータ・コンデンサ２４の前面のシャッタ板３０の車両後方の範囲まで拡散される。

これによって、ラジエータグリル１６を閉塞する際に、ラジエータ・コンデンサ２４の前面のシャッタ板３０の車両後方の範囲も冷却される。従って、車両１２の走行中の空気抵抗を低減するためにシャッタ板３０によってラジエータグリル１６を閉塞した際の、ラジエータ・コンデンサ２４の部位毎の冷却量のバラツキを抑制できるので、燃費の向上、ＣＯ_２排出量の低減と、ラジエータ・コンデンサ２４の冷却性能の確保とを両立できる。

一方、ステップ８では、モータ２７、２９が駆動されることなく、ラジエータグリル１６がシャッタ板３０によって開放された状態が維持され、ラジエータグリル１６、２２からラジエータ・コンデンサ２４の前面の全範囲へ外気Ｗが導入される。これによって、ラジエータ・コンデンサ２４を十分に冷却できるので、ラジエータ・コンデンサ２４の水温、ＨＶバッテリの水温、インバータの温度、ＨＶ用モータの温度を許容範囲内に維持でき、また、エアコンの性能を確保できる。

ここで、外気温、ラジエータ・コンデンサ２４の冷却負荷、車速等が許容範囲を超える時のみ、ラジエータグリル１６が開口するようにし、ラジエータグリル１６が開口する時間を必要最小限に抑制しているので、車両１２の走行中の空気抵抗を最小限に抑制できる。

なお、本実施形態では、外気導入部としてのラジエータグリル１６のみを第１空気流制御部材としてのグリルシャッタ２６によって開閉し、外気導入部としてのラジエータグリル２２を常時開放としたが、ラジエータグリル２２もグリルシャッタ２６によって閉塞されるように構成しても良い。即ち、外気導入部の全体が第１空気流制御部材によって開閉されるように構成しても良い。

また、本実施形態では、車両１２の走行中、車両上側のラジエータグリル１６を閉塞し、車両下側のラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４の車両上側へ外気Ｗを導く構成としたが、車両下側のラジエータグリル２２を閉塞し、車両上側のラジエータグリル１６からラジエータ・コンデンサ２４の車両下側へ外気Ｗを導く構成としても良い。

次に、制御部２５によるモータ２７、２９の制御方法の変形例について図４のフローチャートを参照して説明する。なお、制御部２５には、ラジエータ・コンデンサ２４の水温の閾値Ｔａ１、Ｔａ２（＜Ｔａ１）、車両１２の速度に応じた外気温の閾値Ｔｂ１、Ｔｂ２（＜Ｔｂ１）、ＨＶバッテリの水温の閾値Ｔｃ１、Ｔｃ２（＜Ｔｃ１）、インバータの温度の閾値Ｔｄ１、Ｔｄ２（＜Ｔｄ１）、ＨＶ用モータの温度の閾値Ｔｅ１、Ｔｅ２（＜Ｔｅ１）を定めたパラメータテーブルが記憶されている。

ハイブリッドエンジンがオンになると処理ルーチンが開始されてステップ１０１へ移行する。なお、処理ルーチンが開始される段階で、ラジエータグリル１６はシャッタ板３０によって開放されている。ステップ１０１では、ラジエータ・コンデンサ２４の水温を検出する温度センサの検出値Ｔａ０がＴａ０≦Ｔａ２であるか、Ｔａ２＜Ｔａ０≦Ｔａ１であるか、Ｔａ０＞Ｔａ１であるかが判定され、Ｔａ０≦Ｔａ２であればステップ１０２へ移行し、Ｔａ２＜Ｔａ０≦Ｔａ１であればステップ１１０へ移行し、Ｔａ０＞Ｔａ１であればステップ１２０へ移行する。

ステップ１０２では、車両１２の速度を検出する速度センサの検出値に対応する外気温の閾値Ｔｂ１、Ｔｂ２がパラメータテーブルから読み出され、外気温を検出する温度センサの検出値Ｔｂ０がＴｂ０≦Ｔｂ２であるか、Ｔｂ２＜Ｔｂ０≦Ｔｂ１であるか、Ｔｂ０＞Ｔｂ１であるかが判定され、Ｔｂ０≦Ｔｂ２であればステップ１０３へ移行し、Ｔｂ２＜Ｔｂ０≦Ｔｂ１であればステップ１１０へ移行し、Ｔｂ０＞Ｔｂ１であればステップ１２０へ移行する。

ステップ１０３では、エアコンが作動していないか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ１０４へ移行し、判定が否定されるとステップ１２０へ移行する。

ステップ１０４では、ＨＶバッテリの水温を検出する温度センサの検出値Ｔｃ０がＴｃ０≦Ｔｃ２であるか、Ｔｃ２＜Ｔｃ０≦Ｔｃ１であるか、Ｔｃ０＞Ｔｃ１であるかが判定され、Ｔｃ０≦Ｔｃ２であればステップ１０５へ移行し、Ｔｃ２＜Ｔｃ０≦Ｔｃ１であればステップ１１０へ移行し、Ｔｃ０＞Ｔｃ１であればステップ１２０へ移行する。

ステップ１０５では、インバータの温度を検出する温度センサの検出値Ｔｄ０がＴｄ０≦Ｔｄ２であるか、Ｔｄ２＜Ｔｄ０≦Ｔｄ１であるか、Ｔｄ０＞Ｔｄ１であるかが判定され、Ｔｄ０≦Ｔｄ２であればステップ１０６へ移行し、Ｔｄ２＜Ｔｄ０≦Ｔｄ１であればステップ１１０へ移行し、Ｔｄ０＞Ｔｄ１であればステップ１２０へ移行する。

ステップ１０６では、ＨＶ用モータの温度を検出する温度センサの検出値Ｔｅ０がＴｅ０≦Ｔｅ２であるか、Ｔｅ２＜Ｔｅ０≦Ｔｅ１であるか、Ｔｅ０＞Ｔｅ１であるかが判定され、Ｔｅ０≦Ｔｅ２であればステップ１０７へ移行し、Ｔｅ２＜Ｔｅ０≦Ｔｅ１であればステップ１１０へ移行し、Ｔｅ０＞Ｔｅ１であればステップ１２０へ移行する。

ステップ１０７では、モータ２７、２９が同期して駆動され、図２（Ｃ）に示すように、ラジエータグリル１６がシャッタ板３０によって完全に閉塞されると共に、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４の前面へ導入される外気Ｗが、導風板３８によって、ラジエータ・コンデンサ２４のラジエータグリル２２の車両後方の範囲のみならず、ラジエータ・コンデンサ２４のシャッタ板３０の車両後方の範囲まで拡散される。

一方、ステップ１１０では、モータ２７、２９が駆動されて、図２（Ｂ）に示すように、ラジエータグリル１６の開口面積が減少され、ラジエータグリル１６の車両下側端部がシャッタ板３０によって閉塞され、最上位の導風板３８により、ボディ一般面１９と最上位の導風板３８との間からシャッタ板３０の車両後方へ外気Ｗが導かれる。

ここで、ラジエータグリル１６の開口面積が減少するにつれて、導風板３８のシャッタ板３０側への傾きが増加していき、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが増加する。これによって、シャッタ板３０によってラジエータグリル１６の開口面積が調整された際に、ラジエータ・コンデンサ２４のシャッタ板３０と車両前後方向に重なった範囲の面積に応じた必要量の外気Ｗを、シャッタ板３０の車両後方へ導入できる。

また、ラジエータグリル１６の開口面積が減少するにつれて、導風板３８のシャッタ板３０側への傾きが、シャッタ板３０側の導風板３８から順に増加していき、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが、シャッタ板３０側から順に増加していく。これによって、ラジエータ・コンデンサ２４のシャッタ板３０の車両後方の範囲と、ラジエータ・コンデンサ２４のラジエータグリル２２の車両後方の範囲とにバランス良く外気Ｗを導入できる。

また、ステップ１２０では、モータ２７、２９が駆動されることなく、ラジエータグリル１６がグリルシャッタ２６によって開放された状態が維持され、ラジエータグリル１６、２２からラジエータ・コンデンサ２４の前面の全範囲へ外気Ｗが導入される。

次に、バンパシャッタ２８の変形例であるバンパシャッタ５０について図５を参照して説明する。なお、バンパシャッタ２８と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

バンパシャッタ５０は、複数枚（例えば、図５に示すように３枚）の導風板３８と、シャッタ駆動機構５２とを備えている。シャッタ駆動機構５２は、回転軸４２が挿通された複数（例えば、図５に示すように３個）の同一形状のギヤ５４と、複数のギヤ５４に噛合する伝導ベルト５６と、伝導ベルト５６を駆動する駆動ギヤ５８と、駆動ギヤ５８を回転させるモータ２９とを備えている。

伝導ベルト５６は、車両上下方向にスライド可能に支持されており、一方の面に歯部５６Ａが断続的に形成されている。ここで、複数の導風板３８が初期位置に位置する状態で、最上位のギヤ５４と駆動ギヤ５８にのみ歯部５６Ａが噛合し、その他のギヤ５４には歯部５６Ａが噛合せず、駆動ギヤ５８の初期位置から一方向（図５に示す反時計回り方向）Ａへの回転により伝導ベルト５６が初期位置から車両下方へスライドすると、車両上側のギヤ５４から順に歯部５６Ａに噛合っていくようになっている。

このため、駆動ギヤ５８が初期位置から一方向Ａへ回転し、伝導ベルト５６が初期位置から車両下方へスライドすると、車両上側のギヤ５４から順に一方向Ａへの回転を開始し、車両上側の導風板３８から順に一方向Ａへの回動を開始する。

これによって、上述のバンパシャッタ２８と同様、ラジエータグリル１６の開口面積が減少するにつれて、導風板３８のシャッタ３０側への傾きが増加していき、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが増加する。

また、ラジエータグリル１６の開口面積が減少するにつれて、導風板３８のシャッタ板３０側への傾きが、シャッタ板３０側の導風板３８から順に増加していき、ラジエータグリル２２からラジエータ・コンデンサ２４へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが、シャッタ板３０側から順に増加していく。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図６に示すように、本実施形態の車両用冷却装置１００は、ラジエータシャッタ６０と、バンパシャッタ２８（図２参照）と、バンパシャッタ６２とを備えている。ラジエータシャッタ６０は整流部材６４（第１空気流制御部材）を備え、バンパシャッタ６２は整流部材６６を備えている。

図６（Ａ）に示すように、整流部材６４は、フロントバンパ１４の車両前側に配設されたシャッタ格納部６８に支持され、シャッタ格納部６８の車両上側で車幅方向に延在した三角柱状の部材で、車両前側から後側へかけて昇り勾配のテーパ面６４Ａを有する。このテーパ面６４Ａは、車両１２の高速走行時に、ラジエータグリル１６に向う風を、エンジンフード１８の車両上側へ導く。これによって、ラジエータグリル１６からエンジンルーム内へ風が流入し難くなる。また、図６（Ｂ）に示すように、テーパ面６４Ａは、車両１２の停車時及び低速走行時には、ラジエータグリル１６からエンジンルーム内への風の流入を妨げない。

また、整流部材６６は、シャッタ格納部６８に支持され、シャッタ格納部６８の車両下側で車幅方向に延在した三角柱状の部材で、車両前側から後側へかけて下り勾配のテーパ面６６Ａを有する。図６（Ａ）に示すように、テーパ面６６Ａは、車両１２の高速走行時には、ラジエータグリル２２に向う風Ｗを、フロントバンパ１４の車両下側へ導く。これによって、ラジエータグリル２２からエンジンルーム内へ風Ｗが流入し難くなる。また、図６（Ｂ）に示すように、テーパ面６６Ａは、車両１２の停車時及び低速走行時には、ラジエータグリル２２からエンジンルーム内への風Ｗの流入を妨げない。

ここで、図６（Ｃ）に示すように、整流部材６４、６６は、シャッタ格納部６８内に格納可能となっている。このため、車両１２の高速走行時にも、整流部材６４、６６をシャッタ格納部６８に格納することで、ラジエータグリル１６、２２からエンジンルーム内へ風Ｗを導入させることが可能となる。

次に、本発明の第３実施形態の車両用冷却装置について説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図７に示すように、車両用冷却装置２００は、車両前部に配設されたラジエータグリル（外気導入部）１０２と、ラジエータグリル１０２の車両後側且つエンジンルームの車両前側端部に配設されたラジエータ・コンデンサ（熱交換器）１０４と、ラジエータグリル１０２とラジエータ・コンデンサ１０４との間の車幅中央に配設されたグリルシャッタ１０６と、ラジエータグリル１０２とラジエータ・コンデンサ１０４との間の車幅両端部に配設された一対のグリルシャッタ１０８とを備えている。

グリルシャッタ１０６は、２枚のシャッタ板１１０（第１空気流制御部材）と、シャッタ駆動機構１１１とを備えている。各シャッタ板１１０は、可撓性を有する矩形状の平板である。また、シャッタ駆動機構１１１は、ラジエータグリル１０２とラジエータ・コンデンサ１０４との間の車幅中央に回転可能に立設され、シャッタ板１１０を巻取った２本の巻取りロール１１２と、各巻取りロール１１２に挿通された一対のギヤ１１４と、一対のギヤ１１４に噛合したアイドルギヤ１１８と、一対のギヤ１１４の一方に噛合した駆動ギヤ１２０と、駆動ギヤ１２０を回転させるモータ２７を備えている。

一対の巻取りロール１１２は、車幅方向に配列されている。また、シャッタ板１１０は、図示しないレール部材によって車幅方向にスライド可能に支持されている。このため、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、駆動ギヤ１２０が一方向（図７に示す時計回り方向）Ａへ回転すると、駆動ギヤ１２０と噛合したギヤ１１４に挿通された（図７中下側の）一方の巻取りロール１１２が他方向（図７に示す反時計回り方向）Ｂへ回転し、他方の（図７中上側の）巻取りロール１１２が一方向Ａへ回転して、一対のシャッタ板１１０が、車幅外方へ巻き出される。

また、グリルシャッタ１０８は、複数枚（例えば、図７に示すように３枚）の導風板３８と、シャッタ駆動機構４０とを備えている。各導風板３８は、ラジエータグリル１０２の車幅方向端部の車両後方の範囲において、車両上下方向に沿って延びる回転軸４２によって回動可能に支持されている。また、複数の回転軸４２は、車量上下方向に延在し、且つ、車幅方向に重なるように配設されており、各導風板３８の幅方向の一端部（基端部）に挿通されている。また、複数枚の導風板３８は、車幅方向に重ねられ、且つ、幅方向の他端部（先端部）が車両後方方向を向くように配設されている。

また、シャッタ駆動機構４０は、各回転軸４２が挿通された複数（例えば、図７に示すように３個）のギヤ４４と、車幅方向に並んだ一対のギヤ４４と噛合する複数（例えば、図７に示すように２個）のアイドルギヤ４６と、各ギヤ４４の中で最も車幅外側に配設されたギヤ４４と噛合する駆動ギヤ４８と、駆動ギヤ４８を回転させるモータ２９とを備えている。

複数のギヤ４４は、回転半径、歯数が異なっており、ギヤ４４の回転半径、歯数が、車幅内方方向へいくにつれて減少するようになっている。このため、駆動ギヤ４８の回転は、最も車幅外側のギヤ４４から最も車幅内側のギヤ４４へ増速されながら伝達される。

ここで、図７（Ａ）に示すように、複数枚の導風板３８が略平行となるように、複数枚の導風板３８の初期位置が設定されている。複数枚の導風板３８が初期位置に位置する状態で、各導風板３８の先端側が車幅内側に湾曲するが、その湾曲量は小さく、ラジエータグリル１０２の車幅方向両端部を通過した外気Ｗは、各導風板３８の間をそのまま直線的に通過して、ラジエータ・コンデンサ１０４の前面に当たる。

そして、図７（Ｂ）に示すように、駆動ギヤ４８が一方向（図７に示す時計回り方向）Ｃに回転すると、複数のギヤ４４が他方向（図７に示す反時計回り方向）Ｄに回転し、複数の導風板３８が他方向Ｄに回動する。

ここで、駆動ギヤ４８の回転は、最も車幅外側のギヤ４４から最も車幅内側のギヤ４４へ増速されながら伝達されるので、導風板３８の回動量は、車幅外側から車幅内側へかけて大きくなる。このため、駆動ギヤ４８の一方向Ｃへの回転が開始された後、初めは、最も車幅内側の導風板３８のみが外気Ｗを整流し、その後、図７（Ｃ）に示すように、車幅内側から２列目の導風板３８による外気Ｗの整流が始まる。

即ち、駆動ギヤ４４の一方向Ｃへの回転が開始された後、初めは、図７（Ｂ）に示すように、最も車幅内側の導風板３８の車幅内側を通過する外気Ｗのみがシャッタ板１１０側へ傾き、最も車幅内側の導風板３８の車幅外側を通過する外気Ｗはそのまま直線的に各導風板３８の間を通過する。その後、図７（Ｃ）に示すように、車幅内側から２列目の導風板３８の車幅内側を通過した外気Ｗがシャッタ板１１０側へ傾斜し、車幅内側から２列目の導風板３８の車幅外側を通過した外気Ｗはそのまま直線的に各導風板３８の間を通過する。また、最も車幅内側の導風板３８の車幅内側を通過した外気Ｗの流れのシャッタ板１１０への傾きが増加する。

ここで、駆動ギヤ１２０、４８が同期して図７（Ａ）に示す初期位置から回転されるように、モータ２７、２９が制御部（図示省略）によって制御されており、シャッタ板１１０の車幅外方へのスライドが開始されると、導風板３８の他方向Ｄへの回動が開始されるようになっている。

図７（Ｂ）に示すように、駆動ギヤ１２０の一方向Ａへの回転によりシャッタ板１１０が車幅外方へスライドし、ラジエータグリル１０２の車幅中央からラジエータ・コンデンサ１０４への外気Ｗの導入が遮断されるが、これと同時に、駆動ギヤ４８の一方向Ｃへの回転により最も車幅内側の導風板３８が他方向Ｄへ回動することにより、シャッタ板１１０の車幅外側からラジエータ・コンデンサ１０４の前面へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板３０側への傾きが増加される。これによって、ラジエータ・コンデンサ１０４の前面のシャッタ板１１０の車両後方の範囲へ外気Ｗが導入される。

また、図７（Ｃ）に示すように、駆動ギヤ１２０の一方向Ａの回転によりシャッタ板１１０の車幅外方への巻き出し量が増加し、ラジエータ・コンデンサ１０４の車幅中央への外気Ｗの導入が完全に遮断された際には、最も車幅内側の導風板３８が図７（Ｂ）に示す状態からさらに他方向Ｄに回転することにより、シャッタ板１１０の車幅外側からラジエータ・コンデンサ１０４の前面へ導入される外気Ｗの流れのシャッタ板１１０側への傾きが、図７（Ｂ）に示す状態からさらに増加される。これによって、シャッタ板１１０の車両後方に位置するラジエータ・コンデンサ１０４の車幅方向中央部まで外気Ｗが導入される。

即ち、ラジエータグリル１０２の車幅中央がグリルシャッタ１０６によって閉塞されると共に、シャッタ板１１０の車幅外側からラジエータ・コンデンサ１０４の前面へ導入される外気Ｗが、導風板３８によって、ラジエータ・コンデンサ１０４の車幅端部のみならず、ラジエータ・コンデンサ１０４の車幅中央まで拡散される。

これによって、ラジエータグリル１０２の車幅中央を閉塞する際に、ラジエータ・コンデンサ１０４の前面のシャッタ板１１０の車両後方の範囲も冷却される。従って、車両の走行中の空気抵抗を低減するためにシャッタ板１１０によってラジエータグリル１０２の車幅中央が閉塞された際の、ラジエータ・コンデンサ１０２の部位毎の冷却量のバラツキを抑制できるので、燃費の向上、ＣＯ_２排出量の低減と、ラジエータ・コンデンサ１０２の冷却性能の確保とを両立できる。

なお、本実施形態では、車両の走行中、ラジエータグリル１０２の車幅中央を閉塞し、ラジエータグリル１０２の車幅外側からラジエータ・コンデンサ１０４の車幅中央へ外気Ｗを導く構成としたが、ラジエータグリル１０２の車幅外側を閉じ、ラジエータグリル１０２の車幅中央からラジエータ・コンデンサ１０４の車幅外側へ外気Ｗを導く構成としても良い。

本発明の第１実施形態に係る車両用冷却装置を備える車両を示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る車両用冷却装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用冷却装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る車両用冷却装置の制御方法の変形例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る車両用冷却装置に備えられたバンパシャッタの変形例を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用冷却装置に備えられたグリルシャッタとバンパシャッタの変形例を示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る車両用冷却装置を示す断面図である。

符号の説明

１０ 車両用冷却装置
１２ 車両
１６ ラジエータグリル（外気導入部）
２２ ラジエータグリル（外気導入部）
２４ ラジエータ・コンデンサ（熱交換器）
３０ シャッタ板（第１空気流制御部材）
３８ 導風板（第２空気流制御部材）
６４ 整流部材（第１空気流制御部材）
１００ 車両用冷却装置
１０２ ラジエータグリル（外気導入部）
１０４ ラジエータ・コンデンサ（熱交換器）
１１０ シャッタ板（第１空気流制御部材）
２００ 車両用冷却装置

Claims (4)

1. 車両に搭載され、外気により冷却される熱交換器と、
   前記熱交換器の車両前方に配設され、前記熱交換器へ外気を導入する外気導入部と、
   前記外気導入部の少なくとも一部を開閉する第１空気流制御部材と、
   前記外気導入部の開口した範囲から前記第１空気流制御部材の車両後方へ外気を導く第２空気流制御部材と、
   を有することを特徴とする車両用冷却装置。
2. 前記第２空気流制御部材は、前記外気導入部の開口面積が減少するにつれて、前記外気導入部の開口した範囲から前記熱交換器へ導入される外気の流れの前記第１空気流制御部材側への傾きを増加させていくことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
3. 前記第２空気流制御部材は、前記外気導入部の開口面積が減少するにつれて、前記外気導入部の開口した範囲から前記熱交換器へ導入される外気の流れの前記第１空気流制御部材側への傾きを、前記第１空気流制御部材側から順に増加させていくことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
4. 前記第１空気流制御部材及び前記第２空気流制御部材は、外気温、前記熱交換器の冷却負荷、車速の少なくとも１つに基づいて制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用冷却装置。

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