JP2014080123A - 車両用熱管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】流路切替時に熱媒体の温度が変動することを抑制する。
【解決手段】第１ポンプ２３が配置された第１ポンプ配置流路１１、第２ポンプ２４が配置された第２ポンプ配置流路１２、および熱媒体流通機器３１〜３５が配置された機器配置流路１３〜１６が接続され、機器配置流路１３〜１６を第１ポンプ配置流路１１または第２ポンプ配置流路１２に選択的に連通させる切替手段２１、２２と、切替手段２１、２２によって、機器配置流路１３〜１６が連通する流路を第１ポンプ配置流路１１および第２ポンプ配置流路１２のうち一方の流路から他方の流路へ切り替える流路切替時に、第１ポンプ配置流路１１の熱媒体と第２ポンプ配置流路１２の熱媒体とが混合するのを抑制するように第１ポンプ２３、第２ポンプ２４および切替手段２１、２２のうち少なくとも１つの作動を制御する制御手段５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に用いられる熱管理システムに関する。

従来、特許文献１には、暖房用熱交換器に温水（エンジン冷却水）を循環させる手段として、走行用エンジンで駆動されるウオーターポンプを使用する車両用空調装置において、エンジン回転数の変動とともにウォータポンプの回転数（換言すれば暖房用熱交換器への温水流量）が変動し、その結果として暖房用熱交換器吹出空気温度も変動してしまうとう現象を抑制する技術が記載されている。

特開平１０−１２９２４２号公報

本出願人は先に特願２０１２−１８７１５３号にて、冷却水流通機器に循環する冷却水を切り替える車両用熱管理システム（以下、先願例と言う。）を提案している。

この先願例では、第１ポンプが配置された第１ポンプ配置流路、第２ポンプが配置された第２ポンプ配置流路、冷却水流通機器が配置された機器配置流路を含む多数個の流路の一端側が第１切替弁に接続され、多数個の流路の他端側が第２切替弁に接続されている。

第１切替弁および第２切替弁はドア式の弁体を有しており、このドア式の弁体が第１ポンプ配置流路側および第２ポンプ配置流路側を切替開閉することによって、冷却水流通機器に第１ポンプ配置流路の冷却水が循環する場合と、冷却水流通機器に第２ポンプ配置流路の冷却水が循環する場合とを切り替えることができる。

しかしながら、この先願例では、ドア式の弁体による切り替えの過程において、第１ポンプ配置流路側および第２ポンプ配置流路側の両方が開かれる状態になるので、第１ポンプ配置流路の冷却水と第２ポンプ配置流路の冷却水とが機器配置流路を介して混ざり合ってしまう。その結果、第１ポンプ配置流路および第２ポンプ配置流路のそれぞれにおいて冷却水の温度が所望の温度から変動してしまい、エネルギーロスが発生してしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、熱媒体流通機器に循環する熱媒体を切り替える車両用熱管理システムにおいて、流路切替時に熱媒体の温度が変動することを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（２３）および第２ポンプ（２４）と、
熱媒体が流れるように構成された熱媒体流通機器（３１、３２、３３、３４、３５）と、
熱媒体が流れる流路であって、第１ポンプ（２３）が配置された第１ポンプ配置流路（１１）と、
第１ポンプ配置流路（１１）を流れる熱媒体とは異なる温度の熱媒体が流れる流路であって、第２ポンプ（２４）が配置された第２ポンプ配置流路（１２）と、
熱媒体が流通する流路であって、熱媒体流通機器（３１、３２、３３、３４、３５）が配置された機器配置流路（１３、１４、１５、１６）と、
第１ポンプ配置流路（１１）、第２ポンプ配置流路（１２）および機器配置流路（１３、１４、１５、１６）が接続され、機器配置流路（１３、１４、１５、１６）を第１ポンプ配置流路（１１）または第２ポンプ配置流路（１２）に選択的に連通させる切替手段（２１、２２）と、
切替手段（２１、２２）によって、機器配置流路（１３、１４、１５、１６）が連通する流路を第１ポンプ配置流路（１１）および第２ポンプ配置流路（１２）のうち一方の流路から他方の流路へ切り替える流路切替時に、第１ポンプ配置流路（１１）の熱媒体と第２ポンプ配置流路（１２）の熱媒体とが混合するのを抑制するように第１ポンプ（２３）、第２ポンプ（２４）および切替手段（２１、２２）のうち少なくとも１つの作動を制御する制御手段（５０）とを備えることを特徴とする。

これによると、流路切替時に第１ポンプ配置流路（１１）の熱媒体と第２ポンプ配置流路（１２）の熱媒体とが混合するのを抑制するので、熱媒体流通機器（３１、３２、３３、３４、３５）に循環する熱媒体を切り替える際に熱媒体の温度が変動することを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 図１の第１切替弁および第２切替弁の要部構成図である。 図１の車両用熱管理システムにおける電気制御部を示すブロック図である。 第１実施形態における車両用熱管理システムの作動モードを示す全体構成図である。 第１実施形態におけるポンプ駆動制御に用いるマップを示す図である。 第２実施形態におけるポンプ駆動制御を示すフローチャートである。 第３実施形態におけるバルブ制御を示すフローチャートである。 第４実施形態における第１切替弁の要部を示す断面図である。 第５実施形態における第１切替弁および第２切替弁を示す構成図である。 第６実施形態における第１切替弁を示す構成図である。 他の実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 他の実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 他の実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 他の実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。 他の実施形態における車両用熱管理システムの全体構成図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。図１に示す車両用熱管理システム１０は、車両が備える各種温度調整対象機器（冷却または加熱を要する機器）を適切な温度に冷却するために用いられる。

本実施形態では、熱管理システム１０を、エンジン（内燃機関）および走行用モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両の走行負荷や電池の蓄電残量等に応じてエンジンを作動あるいは停止させて、エンジンおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態（ＨＶ走行）や、エンジン１０を停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態（ＥＶ走行）等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動源としてエンジンのみを有する車両と比較して燃費を向上させることができる。

本実施形態のハイブリッド自動車は、車両停車時に外部電源（商用電源）から供給された電力を、車両に搭載された電池（車載バッテリ）に充電可能なプラグインハイブリッド自動車として構成されている。電池としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

エンジンから出力される駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。そして、発電機にて発電された電力および外部電源から供給された電力を電池に蓄わえることができ、電池に蓄えられた電力は、走行用モータのみならず、冷却システムを構成する電動式構成機器をはじめとする各種車載機器に供給される。

図１に示すように、熱管理システム１０は、多数個の流路１１〜１６、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第１ポンプ２３、第２ポンプ２４（複数個のポンプ）、およびラジエータ２６（熱交換器）を備えている。

多数個の流路１１〜１６は、冷却水が流れる冷却水流路である。多数個の流路１１〜１６は、樹脂材（ナイロン、ポリフタルアミド等）、金属材（ＳＵＳ）等のソリッド配管、およびゴム材（ＥＰＤＭ）等のホース配管によって形成されている。

冷却水は、熱媒体としての流体である。本実施形態では、冷却水として、少なくともエチレングリコール、ジメチルポリシロキサンまたはナノ流体を含む液体が用いられている。

多数個の流路１１〜１６は、一端側が第１切替弁２１に接続され、他端側が第２切替弁２２に接続されている。図１では、第１切替弁２１および第２切替弁２２を模式的に図示している。

第１切替弁２１は、冷却水が流入する第１入口２１ａおよび第２入口２１ｂと、冷却水が流出する第１出口２１ｃ、第２出口２１ｄ、第３出口２１ｅおよび第４出口２１ｆを有している。第１切替弁２１は、第１、第２入口２１ａ、２１ｂと第１〜第４出口２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆとの連通状態を切り替える第１切替手段である。

第１入口２１ａには、多数個の流路１１〜１６のうち第１流路１１の一端側が接続されている。第２入口２１ｂには、多数個の流路１１〜１６のうち第２流路１２の一端側が接続されている。

第１出口２１ｃには、多数個の流路１１〜１６のうち第３流路１３の一端側が接続されている。第２出口２１ｄには、多数個の流路１１〜１６のうち第４流路１４の一端側が接続されている。第３出口２１ｅには、多数個の流路１１〜１６のうち第５流路１５の一端側が接続されている。第４出口２１ｆには、多数個の流路１１〜１６のうち第６流路１６の一端側が接続されている。

第２切替弁２２は、冷却水が流出する第１出口２２ａおよび第２出口２２ｂと、冷却水が流入する第１入口２２ｃ、第２入口２２ｄ、第３入口２２ｄおよび第４入口２２ｆを有している。第２切替弁２２は、第１、第２出口２２ａ、２２ｂと第１〜第４入口２２ｃ〜２２ｆとの連通状態を切り替える第２切替手段である。

第１出口２２ａには、多数個の流路１１〜１６のうち第１流路１１の他端側が接続されている。第２出口２２ｂには、多数個の流路１１〜１６のうち第２流路１２の他端側が接続されている。

第１入口２２ｃには、多数個の流路１１〜１６のうち第３流路１３の他端側が接続されている。第２入口２２ｄには、多数個の流路１１〜１６のうち第４流路１４の他端側が接続されている。第３入口２２ｅには、多数個の流路１１〜１６のうち第５流路１５の他端側が接続されている。第４入口２２ｆには、多数個の流路１１〜１６のうち第６流路１６の他端側が接続されている。

第１ポンプ２３および第２ポンプ２４は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。第１ポンプ２３は第１流路１１（第１ポンプ配置流路）に配置され、第２ポンプ２４は第２流路１２（第２ポンプ配置流路）に配置されている。第１ポンプ２３および第２ポンプ２４はいずれも、冷却水を第２切替弁２２側から吸入して第１切替弁２１側に吐出するように配置されている。

ラジエータ２６は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換することによって冷却水の熱を外気に放熱させる放熱用の熱交換器（空気熱媒体熱交換器）である。ラジエータ２６は、第１流路１１のうち第１ポンプ２３と第２切替弁２２との間の部位に配置されている。

図示を省略しているが、ラジエータ２６は車両の最前部に配置されている。ラジエータ２６への外気の送風は室外送風機２７によって行われる。車両の走行時にはラジエータ２６に走行風が当たるようになっている。

第１流路１１のうちラジエータ２６よりも第１切替弁２１側の部位には、バイパス流路２８の一端側が接続されている。バイパス流路２８の他端側は、第２切替弁２２の第３出口２２ｇに接続されている。

第２切替弁２２は、第３出口２２ｇと第１〜第３入口２２ｃ〜２２ｅとの連通状態を切り替えて、冷却水がラジエータ２６をバイパスしてバイパス流路２８に流れるように切り替えることができるようになっている。

第３流路１３（機器配置流路）には、冷却水が流通する冷却水流通機器（熱媒体流通機器）としてのインバータ３１および走行用電動モータ３２が互いに直列に配置されている。

インバータ３１は、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換装置であり、パワーコントロールユニットを構成している。

パワーコントロールユニットは、走行用モータを駆動させるために電池の出力を制御する部品であり、インバータ３１の他にも、電池の電圧を上げる昇圧コンバータ等を有している。

インバータ３１の内部には、冷却水が流れる冷却水流路が形成されており、この冷却水流路に冷却水が流れることによってインバータ３１が冷却される。インバータ３１は、内部の半導体素子の熱害や劣化防止等の理由から６５℃以下の温度に維持されるのが好ましい。

走行用電動モータ３２は、電気エネルギを出力軸の回転という機械エネルギに変換する電動機（モータ）としての機能と、出力軸の回転（機械エネルギ）を電気エネルギに変換する発電機（ジェネレータ）としての機能とを有している。

第４流路１４（機器配置流路）には、冷却水流通機器としての電池３３が配置されている。電池３３の内部には、冷却水が流れる電池用流路が形成されており、この電池用流路に冷却水が流れることによって電池３３が冷却される。電池３３は、出力低下、充電効率低下および劣化防止等の理由から１０〜４０℃程度の温度に維持されるのが好ましい。

第４流路１４には、電池３３の代わりに、冷却水（熱媒体）と空気とが熱交換し、その空気が電池３３に導風されることによって電池３３を冷却または加熱するような電池冷却用熱交換器が配置されていてもよい。

第５流路１５（機器配置流路）には、冷却水流通機器としてのチラー３４が配置されている。チラー３４は、冷凍サイクル４０の低圧冷媒（低温冷媒）と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を冷却する冷却水冷却用の熱交換器（熱媒体冷却手段）である。

第６流路１６（機器配置流路）には、冷却水流通機器としてのコンデンサ３５およびヒータコア３６が互いに直列に配置されている。コンデンサ３５は、冷凍サイクル４０の高圧冷媒（高温冷媒）と冷却水とを熱交換させることによって冷却水を加熱する冷却水加熱用の熱交換器（熱媒体加熱手段）である。ヒータコア３６は、コンデンサ３５で加熱された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気を加熱する空気加熱用の熱交換器（空気熱媒体熱交換器）である。

冷凍サイクル４０は、蒸気圧縮式冷凍機である。本例では、冷凍サイクル４０の冷媒としてフロン系冷媒が用いられているので、冷凍サイクル４０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。

冷凍サイクル４０は、低圧側熱交換器としてのチラー３４、および高圧側熱交換器としてのコンデンサ３５の他、圧縮機４１およびチラー用膨張弁４２を有している。

圧縮機４１は、電池から供給される電力によって駆動される電動圧縮機であり、気相冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機４１は、プーリー、ベルト等を介してエンジンにより回転駆動されるようになっていてもよい。圧縮機４１から吐出された高温高圧の気相冷媒は、コンデンサ３５で冷却水と熱交換することによって吸熱されて凝縮する。

チラー用膨張弁４２は、コンデンサ３５で凝縮された液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。チラー用膨張弁４２で減圧膨張された冷媒は、チラー３４で冷却水と熱交換することによって冷却水から吸熱して蒸発する。チラー３４で蒸発した気相冷媒は圧縮機４１に吸入されて圧縮される。

チラー３４では冷凍サイクル４０の低圧冷媒によって冷却水を冷却するので、外気によって冷却水を冷却するラジエータ２６と比較して冷却水を低い温度まで冷却することが可能である。

具体的には、ラジエータ２６では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却することができないのに対し、チラー３４では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却することが可能である。

さらに、冷凍サイクル４０は、蒸発器用膨張弁４３および蒸発器４４を有している。蒸発器用膨張弁４３および蒸発器４４は、冷凍サイクル４０において、チラー用膨張弁４２およびチラー３４に対して並列に配置されている。蒸発器用膨張弁４３は、コンデンサ３５で凝縮された液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。

蒸発器４４は、蒸発器用膨張弁４３で減圧膨張された冷媒と車室内への送風空気とを熱交換することによって送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器（空気冷媒熱交換器）である。蒸発器４４で送風空気から吸熱して蒸発した気相冷媒は圧縮機４１に吸入されて圧縮される。

蒸発器４４およびヒータコア３６は、室内空調ユニットのケーシング４５の内部に形成された空気通路に配置されている。具体的には、ケーシング４５内の空気通路において、ヒータコア３６が蒸発器４４よりも空気流れ下流側に配置されている。

ケーシング４５内の空気通路には、室内送風機４６によって送風された送風空気が流れる。ケーシング４５の内部において蒸発器４４とヒータコア３６との間には、エアミックスドア４７が配置されている。エアミックスドア４７は、ヒータコア３６を通過する送風空気と蒸発器４４をバイパスして流れる送風空気との風量割合を調整する風量割合調整手段である。

第１流路１１にはリザーブタンク４９が接続されている。リザーブタンク４９は、冷却水を貯留する大気開放式の容器（熱媒体貯留手段）である。したがって、リザーブタンク４９に蓄えている冷却水の液面における圧力は大気圧になる。

リザーブタンク４９に余剰冷却水を貯留しておくことによって、各流路を循環する冷却水の液量の低下を抑制することができる。リザーブタンク４９は、冷却水中に混入した気泡を気液分離する機能を有している。

次に、第１切替弁２１および第２切替弁２２の詳細を説明する。第１切替弁２１は、第１入口２１ａと連通する第１入口側流路２１１と、第２入口２１ｂと連通する第２入口側流路２１２とを有している。

さらに、第１切替弁２１は、第１出口２１ｃ、第２出口２１ｄ、第３出口２１ｅおよび第４出口２１ｆに対応して設けられた４個の出口側流路２１３を有している。図２は、４個の出口側流路２１３のうち、第１出口２１ｃと連通する出口側流路２１３を模式的に示している。

他の３個の出口側流路２１３、すなわち第２出口２１ｄと連通する出口側流路２１３、第３出口２１ｅと連通する出口側流路２１３、および第４出口２１ｆと連通する出口側流路２１３は図２と同様である。したがって、図２の括弧内に、他の３個の出口側流路２１３に対応する符号を付して、他の３個の出口側流路２１３の図示および説明を省略する。

第１出口２１ｃと連通する出口側流路２１３は、第１入口側流路２１１と連通する第１入口側連通口２１３ａと、第２入口側流路２１２と連通する第２入口側連通口２１３ｂとを有している。換言すれば、各出口側流路２１３は、第１出口２１ｃを第１入口側流路２１１および第２入口側流路２１２と連通させている。

出口側流路２１３には、ドア式の弁体２１４が配置されている。弁体２１４は、第１入口側流路２１１側の第１入口側連通口２１３ａと、第２入口側流路２１２側の第２入口側連通口２１３ｂとを開閉する。

以下では、弁体２１４が第１入口側流路２１１側を全閉して第２入口側流路２１２側を全開している状態をバルブ開度＝０％と言い、第１切替弁２１の弁体２１４が第１入口側流路２１１側を全開して第２入口側流路２１２側を全閉している状態をバルブ開度＝１００％と言う。

各出口側流路２１３の弁体２１４は電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。電動アクチュエータの個数は、弁体２１４の個数と同数であってもよいし、弁体２１４の個数よりも少なくてもよい。電動アクチュエータの個数を弁体２１４の個数よりも少なくする場合、電動アクチュエータと各弁体２１４とをリンク機構で連結して各弁体２１４を連動駆動すればよい。

図１に示すように、第２切替弁２２は、第１切替弁２１と同様に、第１出口２２ａと連通する第１出口側流路２２１と、第２出口２２ｂと連通する第２出口側流路２２２とを有している。

さらに、第２切替弁２２は、第１入口２２ｃ、第２入口２２ｄ、第３入口２２ｅおよび第４入口２２ｆに対応して設けられた４個の入口側流路２２３を有している。図２は、４個の出口側流路２２３のうち、第１入口２２ｃと連通する入口側流路２２３を模式的に示している。

他の３個の入口側流路２２３、すなわち第２入口２２ｄと連通する入口側流路２２３、第３入口２２ｅと連通する入口側流路２２３、および第４入口２２ｆと連通する入口側流路２２３は図２と同様である。したがって、図２の括弧内に、他の３個の入口側流路２２３に対応する符号を付して、他の３個の入口側流路２２３の図示および説明を省略する。

第１入口２２ｃと連通する入口側流路２２３は、第１出口側流路２２１と連通する第１出口側連通口２２３ａと、第２出口側流路２２２と連通する第２出口側連通口２２３ｂとを有している。換言すれば、各入口側流路２２３は、各入口２２ｃ〜２２ｆを第１出口側流路２２１および第２出口側流路２２２と連通させている。

入口側流路２２３には、ドア式の弁体２２４が配置されている。弁体２２４は、第１出口側流路２２１側の第１出口側連通口２２３ａと、第２出口側流路２２２側の第２出口側連通口２２３ｂとを開閉する。

以下では、第２切替弁２２の弁体２２４が第１出口側流路２２１側を全閉して第２出口側流路２２２側を全開している状態をバルブ開度＝０％と言い、第２切替弁２２の弁体２２４が第１出口側流路２２１側を全開して第２出口側流路２２２側を全閉している状態をバルブ開度＝１００％と言う。

各入口側流路２２３の弁体２２４は電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。電動アクチュエータの個数は、弁体２２４の個数と同数であってもよいし、弁体２２４の個数よりも少なくてもよい。電動アクチュエータの個数を弁体２２４の個数よりも少なくする場合、電動アクチュエータと各弁体２２４とをリンク機構やギア機構等の動力伝達機構で連結して各弁体２２４を連動駆動すればよい。

図１に示すように、第２切替弁２２は、第３出口２２ｇと連通する第３出口側流路２２５を有している。第１〜第３入口２２ｃ〜２２ｅに対応する入口側流路２２３には、第１〜第３入口２２ｃ〜２２ｅを第３出口側流路２２５と連通させる場合と、第１〜第３入口２２ｃ〜２２ｅを第１出口側流路２２１または第２出口側流路２２２に連通させる場合とを切り替える弁体２２６が配置されている。図１では、弁体２２６を模式的に図示している。弁体２２６は電動アクチュエータ（図示せず）によって駆動される。

これにより、第１〜第３入口２２ｃ〜２２ｅから第２切替弁２２に流入した冷却水が第１出口２２ａまたは第２出口２２ｂから流出する場合と第３出口２２ｇから流出する場合とを切り替えることができる。

さらに、第２切替弁２２は、第１出口側流路２２１と第２出口側流路２２２とを連通する連通流路２２７を有している。連通流路２２７には、流路断面積を非常に小さくするための絞り部２２７ａが設けられている。連通流路２２７は、冷却水の圧力を適正に維持することを目的として設けられている。

ここで、第１切替弁２１および第２切替弁２２における「弁漏れ」について説明する。例えば、第１切替弁２１の入口２１ａ、２１ｂと出口２１ｃ〜２１ｆとの間に圧力差がある場合、弁体２１４が第１入口側流路２１１側または第２入口側流路２１２側を全閉する位置に操作されていても、圧力差の大きさに応じて弁体２１４が微少に開けられて冷却水漏れが発生する。以下、このような冷却水の漏れのことを「弁漏れ」と言い、弁漏れによる冷却水漏れ量を「弁漏れ量」と言う。

弁漏れ量は、弁体２１４のシール構造や、弁体２１４をその位置に留めようとする保持力によって変動する。そのため、弁漏れ量を少なくしようとすれば、強固なシール構造や強力な電動アクチュエータが必要となる。しかしながら、強固なシール構造や強力な電動アクチュエータを採用した場合、体積や重量の増大を招くため、現実的には若干の弁漏れを許容せざるを得ない。

第２切替弁２２についても同様に、例えば第２切替弁２２の出口２２ａ、２２ｂと入口２２ｃ〜２２ｆとの間に圧力差がある場合、弁体２２４が第１出口側流路２２１側または第２出口側流路２２２側を全閉する位置に操作されていても、圧力差の大きさに応じて弁体２１４が微少に開けられて弁漏れが発生する。

次に、熱管理システム１０の電気制御部を図２に基づいて説明する。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された第１ポンプ２３、第２ポンプ２４、圧縮機４１、第１切替弁２１の電動アクチュエータ５１、および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５２等の作動を制御する制御手段である。

制御装置５０は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御手段を構成している。

本実施形態では、特に第１切替弁２１の電動アクチュエータ５１および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５２の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）を切替弁制御手段５０ａとし、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）をポンプ制御手段５０ｂとする。もちろん、切替弁制御手段５０ａおよびポンプ制御手段５０ｂを制御装置５０に対して別体で構成してもよい。

制御装置５０の入力側には、内気センサ５３、外気センサ５４、日射センサ５５、湿度センサ５６および第１、第２水温センサ５７、５８等の検出信号が入力される。

内気センサ５３は、内気温（車室内温度）を検出する検出手段（内気温度検出手段）である。外気センサ５４は、外気温を検出する検出手段（外気温度検出手段）である。日射センサ５５は、車室内の日射量を検出する検出手段（日射量検出手段）である。湿度センサ５６は、車室内の湿度を検出する検出手段（湿度検出手段）である。

第１水温センサ５７は、第１流路１１（第１ポンプ配置流路）における冷却水の温度を検出する検出手段（温度検出手段）である。本例では、図１に示すように、第１水温センサ５７は、第１流路１１のうち第１ポンプ２３の吐出側の部位に配置されている。

第２水温センサ５８は、第２流路１２（第２ポンプ配置流路）における冷却水の温度を検出する検出手段（温度検出手段）である。本例では、図１に示すように、第２水温センサ５８は、第２流路１２のうち第２ポンプ２４の吐出側の部位に配置されている。

制御装置５０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル５９に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル５９に設けられた各種空調操作スイッチとしては、エアコンスイッチ、オートスイッチ、風量設定スイッチ、車室内温度設定スイッチ等が設けられている。

エアコンスイッチは、空調（冷房または暖房）の作動・停止（オン・オフ）を切り替えるスイッチである。オートスイッチは、空調の自動制御を設定または解除するスイッチである。風量設定スイッチは、室内送風機の風量を設定するスイッチである。車室内温度設定スイッチは、乗員の操作によって車室内目標温度を設定する目標温度設定手段である。

次に、上記構成における作動を説明する。制御装置５０が第１切替弁２１用の電動アクチュエータ５１および第２切替弁２２の電動アクチュエータ５２の作動を制御して、第１切替弁２１の弁体２１４および第２切替弁２２の弁体２２４を駆動することによって、各種作動モードに切り替えられる。

具体的には、第１流路１１と第３〜第６流路１３〜１６のうち少なくとも１つの流路とで第１冷却水循環回路（第１熱媒体回路）が形成され、第２流路１２と第３〜第６流路１３〜１６のうち残余の流路とで第２冷却水循環回路（第２熱媒体回路）が形成される。

第３〜第６流路１３〜１６（共通流路）のそれぞれについて、第１冷却水循環回路に接続される場合と、第２冷却水循環回路に接続される場合とを状況に応じて切り替えることによって、各冷却水流通機器３１〜３５を状況に応じて適切な温度に調整することができる。

図４の例では、第１、第３、第６流路１１、１３、１６が互いに連通し、第２、第４、第５流路１２、１４、１５が互いに連通するように第１切替弁２１および第２切替弁２２が切り替えられる。

これにより、図４の太実線に示す第１冷却水循環回路（高温冷却水回路）と、図４の太一点鎖線に示す第２冷却水循環回路（低温冷却水回路）とが形成される。

第１冷却水循環回路では、ラジエータ２６、インバータ３１、走行用電動モータ３２、コンデンサ３５およびヒータコア３６の間で冷却水が循環するので、インバータ３１、走行用電動モータ３２、コンデンサ３５の廃熱をラジエータ２６およびヒータコア３６で放熱することによってインバータ３１、走行用電動モータ３２、コンデンサ３５を冷却することができる。ヒータコア３６で車室内への送風空気へ放熱することによって、車室内を暖房することができる。

第２冷却水循環回路では、電池３３およびチラー３４の間で冷却水が循環するので、チラー３４で外気温よりも低い温度まで冷却された冷却水で電池３３を冷却することができる。

次に、作動モードを切り替える際の作動を説明する。制御装置５０は、作動モードを切り替える際（すなわち、第１切替弁２１の弁体２１４および第２切替弁２２の弁体２２４を駆動する際）に、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施する。

具体的には、第１切替弁２１における切り替え対象の弁体２１４よりも第１入口２１ａ側の冷却水圧力Ｐ１と、当該弁体２１４よりも第２入口２１ｂ側の冷却水圧力Ｐ２とが同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御（例えばフィードバック制御）を実施する。

冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２は、種々の方法によって検出、推定することが可能である。例えば、第１ポンプ２３の吐出側、および第２ポンプ２４の吐出側のそれぞれに圧力センサを設置すれば、冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を検出することができる。

例えば、第１ポンプ２３の吐出側、および第２ポンプ２４の吐出側のそれぞれに、差圧センサの圧力検知部位を設置することによって、第１ポンプ２３の吐出側の冷却水圧力と第２ポンプ２４の吐出側の冷却水圧力の差異を検出することができる。

例えば、短尺配管を用いて第１ポンプ２３の吐出側と第１切替弁２１の第１入口２１ａを接続し、同様に短尺配管を用いて第２ポンプ２４の吐出側と第１切替弁２１の第２入口２１ｂとを接続することや、第１ポンプ２３の吐出側と第１切替弁２１の第１入口２１ａとが一体的になり、かつ第２ポンプ２４の吐出側と第１切替弁２１の第２入口２１ｂとが一体的になるように、第１、第２ポンプ２３、２４および第１切替弁２１のケーシングを一体的な構成にすることで、第１、第２ポンプ２３、２４から第１切替弁へ至る流路における圧力低下量を抑制すれば、各々のポンプ吐出側の圧力を冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２と推定することができる。

各々のポンプ吐出側の圧力を推定する方法としては、例えば、第１ポンプ配置流路１１および第２ポンプ配置流路１２にそれぞれ冷却水の流量を測定する流量センサと冷却水の水温を検出する温度センサとを設置し、制御装置５０において第１、第２ポンプ２３、２４それぞれのインペラ回転数と冷却水水温と冷却水流量を検知した上で、あらかじめ設定されたマップ（各々のポンプの「流量」と「インペラ回転数」と「ポンプ揚程（発生圧力）」と「冷却水温度」の関係を表すマップ）を参照し、各々のポンプ吐出側の圧力を推定することができる。

インペラ回転数の検知方法としては、ポンプの駆動モータ制御用の電子回路からモータ回転数信号を取り出す方法や、ポンプの電源線の電流（又は電圧）の変動波形を検知して回転数を推定する方法がある。

例えば、予め設定されたマップを参照することによって冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を推定することもできる。冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を推定するために用いるマップの一例を図５に示す。

図５のマップは、冷却水温度およびポンプ駆動力に対応する冷却水圧力を表すマトリックス表で構成されており、図５では具体的数値の図示を省略している。

図５のマップは、各作動モード毎（第１、第２第１切替弁２１、２２の作動状態毎）に、第１冷却水循環回路用と第２冷却水循環回路用の２つが作成される。例えば、作動モードが８種類ある場合、８×２＝１６個のマップが作成される。

具体的には、各作動モード毎（第１、第２第１切替弁２１、２２の作動状態毎）に、第１冷却水循環回路の冷却水温度Ｔ１および第１ポンプ２３の駆動力Ｆ１に対する冷却水圧力Ｐ１を示すマップを予め作成しておく。

そして、第１冷却水循環回路の冷却水温度Ｔ１および第１ポンプ２３の駆動力Ｆ１に基づいて、切り替えようとする作動モードに対応するマップを参照して冷却水圧力Ｐ１を推定する。冷却水温度Ｔ１に基づいて冷却水圧力Ｐ１を推定する理由は、冷却水温度Ｔ１によって冷却水の粘性が変化し、ひいては冷却水圧力Ｐ１が変化するからである。

同様に、各作動モード毎（第１、第２第１切替弁２１、２２の作動状態毎）に、第２冷却水循環回路の冷却水温度Ｔ２および第２ポンプ２４の駆動力Ｆ２に対する冷却水圧力Ｐ２を示すマップを予め作成しておく。

そして、第２冷却水循環回路の冷却水温度Ｔ２および第２ポンプ２４の駆動力Ｆ２に基づいて、切り替えようとする作動モードに対応するマップを参照して冷却水圧力Ｐ２を推定することができる。

このように、予め設定されたマップを参照することによって冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を推定すれば、冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を検出する圧力センサを設ける必要がない。

なお、冷却水には、エチレングリコール等の不凍液が混ぜられるが、通常、不凍液の濃度が高いほど粘性が高まる。このため、不凍液の濃度が設計値と異なっていると、マップに基づいて推定される冷却水圧力と実際の冷却水圧力との間に乖離が生じてしまう。

この点を考慮して、不凍液の濃度が許容範囲の最大値程度である場合を想定してマップを設定しておくのが望ましい。これにより、マップに基づいて推定される冷却水圧力が実際の冷却水圧力よりも低くなるので、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４が高めの出力となるように駆動され、ひいては冷却水の流量を十分に確保することができる。

本実施形態によると、作動モードを切り替える際に、第１冷却水循環回路の冷却水圧力と第２冷却水循環回路の冷却水圧力とが近づいて同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施するので、第１流路１１の冷却水と第２流路１２の冷却水とが混合するのを抑制することができる。

すなわち、作動モードを切り替える過程では第１、第２切替弁２１２の弁体２１４、２２４の開度が中間開度になるので、第１流路１１の冷却水と第２流路１２の冷却水とが混合し得る状態となるが、このとき第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力を同等にすることによって、冷却水の混合量を抑制することができる。

そのため、第１流路１１および第２流路１２のそれぞれにおいて冷却水の温度が所望の温度から変動してエネルギーロスが発生してしまうことを抑制できる。

特に、空調用熱交換器であるヒータコア３６を流れる冷却水の温度が変動した場合、車室内に吹き出される空調風の温度が変動して乗員の温熱感が損なわれてしまうが、本実施形態によると、ヒータコア３６を流れる冷却水の温度の変動を抑制できるので、車室内に吹き出される空調風の温度が変動して乗員の温熱感が悪化してしまうことを抑制できる。

なお、本実施形態によると、リザーブタンク４９が、第１冷却水循環回路を形成する第１流路１１（第１回路形成流路）と接続されているので、第１冷却水循環回路の冷却水の温度変化に伴って冷却水の体積が膨張や収縮して第１冷却水循環回路の圧力が変化した場合にリザーブタンク４９との間で冷却水を出し入れすることができる。このため、第１冷却水循環回路の圧力を適正範囲に維持することができる。

第２冷却水循環回路は、連通流路２２７によって第１冷却水循環回路と連通しているので、第２冷却水循環回路の冷却水の温度変化に伴って冷却水の体積が膨張や収縮して第２冷却水循環回路の圧力が変化した場合にリザーブタンク４９との間で冷却水を出し入れすることができる。このため、第２冷却水循環回路の圧力を適正範囲に維持することができる。

リザーブタンク４９は第１流路１１と接続され、第２流路１２と接続されていないので、リザーブタンク４９を介して第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路との間で冷却水が出入りすることはない。このため、第１ポンプ２３の出力と第２ポンプ２４の出力とに差がある場合に局所的なループ回路が形成されてポンプ動力が無駄に消費されることや、異なる温度帯の冷却水が混合することによる熱損失の発生を防止できる。

リザーブタンク４９は、第１冷却水循環回路において、ラジエータ２６よりも冷却水流れ下流側、かつ第１ポンプ２３の吸入側に接続されているので、第１ポンプ２３の吸入側の圧力が大気圧程度となる。このため、第１ポンプ２３の吸入側における圧力が負圧となってキャビテーションが発生したり冷却水ホースが潰れて圧力損失が増大したりすることを防止できる。

また、本実施形態によると、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とを連通させる連通流路２２７は、下流側（ポンプ吸入側）に位置している第２切替弁２２に形成されている。ここで、「第２切替弁２２が下流側（ポンプ吸入側）に位置している」とは、第３〜第６流路１３〜１６に配置された冷却水流通機器３１〜３５のうち少なくとも１つの機器よりも冷却水流れ下流側、かつ第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の吸入側に第２切替弁２２が位置していることを意味する。図１の例では、第２切替弁２２は、冷却水流通機器３１〜３５よりも冷却水流れ下流側、かつ第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の吸入側に位置している。

このように、連通流路２２７は、下流側（ポンプ吸入側）に位置している第２切替弁２２に形成されているので、第１ポンプ２３の揚程が第２ポンプ２４の揚程よりも低くなる運転状況の場合、第２冷却水循環回路において負圧となる部位が生じることを防止できる。以下、その理由を説明する。

理解を容易にするために、ここでは、第１ポンプ２３が停止して、第２ポンプ２４が所定の揚程で稼動している運転状況を想定して説明する。

第１ポンプ２３が停止している場合、第１冷却水循環回路には大気開放式のリザーブタンク４９が接続されているので、第１冷却水循環回路はどこの圧力も大気圧程度となる。このとき、第１ポンプ２３の揚程と第２ポンプ２４の揚程とに差があるので、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで圧力差が生じる。そのため、第１切替弁２１および第２切替弁２２において、上述の「弁漏れ」が発生する。

第１切替弁２１および第２切替弁２２で弁漏れが発生すると、第１切替弁２１および第２切替弁２２のそれぞれにおいて、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路との間で、圧力が均等となる方向に冷却水の授受が発生する。

ここで、連通流路２２７が形成されていない場合で、上流側（ポンプ吐出側）の弁漏れ量が下流側（ポンプ吸入側）の弁漏れ量よりも多い場合を考えると、第１冷却水循環回路および第２冷却水循環回路の圧力は、弁漏れ量の最も多い第１切替弁２１において均等化されることとなる。上述のごとく第１冷却水循環回路には大気開放式のリザーブタンク４９が接続されているので、第１ポンプ２３が停止している場合、第１冷却水循環回路はどこの圧力も大気圧程度となる。そのため、第２冷却水循環回路の圧力は、第１切替弁２１での圧力が大気圧程度となるので、第２ポンプ２４の吐出側での圧力も大気圧程度となる。

そうすると、第２ポンプ２４の吸入側における圧力は、第２ポンプ２４の吐出側における圧力からポンプ揚程分を差し引いた圧力となることから、第２ポンプ２４の吸入側における圧力が負圧となる。

したがって、連通流路２２７が形成されていない場合、第１ポンプ２３の揚程と第２ポンプ２４の揚程とに差があると、第２ポンプ２４の吸入側における圧力が負圧となってキャビテーションが発生したりする可能性がある。

その点、本実施形態では、下流側に位置する第２切替弁２２に連通流路２２７を形成し、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路との間の冷却水の授受量が連通流路２２７で最も多くなるようにしている。

このため、第１冷却水循環回路および第２冷却水循環回路の圧力は、冷却水の授受量が最も多い連通流路２２７において均等化されることとなる。その結果、第２冷却水循環回路の圧力は、第２切替弁２２での圧力が大気圧程度となるので、第２ポンプ２４の吸入側での圧力も大気圧程度となる。よって、第２ポンプ２４の吸入側における圧力が負圧となることを回避できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、作動モード切替時、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施するが、本第２実施形態では、作動モード切替時、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となり、さらに空調用熱交換器であるヒータコア３６が配置される流路の流量が作動モード切替前と比較して下回らないように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施する。

例えば、冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を圧力センサによって検出するようになっている場合には、切替後の作動モードにおいてヒータコア３６が連通する冷却水循環回路の冷却水圧力（切替中および切替後の時点における冷却水圧力）が、切替前の作動モードにおいてヒータコア３６が連通していた冷却水循環回路の冷却水圧力（切替前の時点における冷却水圧力）と同じになるように、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御（例えばフィードバック制御）を実施する。

例えば、冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を、予め設定されたマップを参照することによって冷却水圧力Ｐ１、Ｐ２を推定するようになっている場合には、以下のように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施する。

予め設定されたマップは、上記第１実施形態と同様に、各作動モード毎（第１、第２第１切替弁２１、２２の作動状態毎）に、第１冷却水循環回路および第２冷却水循環回路のそれぞれについて、冷却水温度およびポンプの駆動力に対する冷却水圧力を示すものである。

制御装置５０は、作動モードを切り替える直前に図６のフローチャートに示す制御処理を実行する。まず、ステップＳ１００では、切替後の作動モードにおいてヒータコア３６が連通する冷却水循環回路（以下、切替後の熱交換器側回路と言う。）に対応するマップを参照し、切替前の作動モードにおいてヒータコア３６が連通している冷却水循環回路（以下、切替前の熱交換器側回路と言う。）の冷却水圧力を下回らず、かつポンプ駆動力が最小となるポイントを選定する。

ここで、マップを参照する際に、切替後の熱交換器側回路における冷却水温度を取得する必要があるが、本実施形態では、切替前の第１冷却水循環回路における冷却水の温度および容積と、第２冷却水循環回路における冷却水の温度および容積と、第３〜第６流路１３〜１６のうち切り替え対象の流路の容積とに基づいて、切替後の熱交換器側回路における冷却水温度を推定する。

次のステップＳ１１０では、切替後の作動モードにおいてヒータコア３６が連通しない冷却水循環回路（以下、切替後の非熱交換器側回路と言う。）に対応するマップを参照し、ステップＳ１００で選定したポイントにおける冷却水圧力と同じ冷却水圧力となるポイントを選定する。

次のステップＳ１２０では、切替後の熱交換器側回路におけるポンプの駆動力を、ステップＳ１００で選定したポイントにおけるポンプ駆動力に決定する。

次のステップＳ１３０では、切替後の非熱交換器側回路におけるポンプの駆動力を、ステップＳ１１０で選定したポイントにおけるポンプ駆動力に決定する。

本実施形態によると、上記第１実施形態と同様に、作動モード切替時、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるので、冷却水の混合量を抑制することができる。

さらに、本実施形態によると、空調用熱交換器であるヒータコア３６を流れる冷却水の流量が作動モード切替前と比較して下回らないので、作動モード切替後にヒータコア３６に循環する冷却水の流量が不足することを防止することができ、ひいては車室内に吹き出される空調風の温度が変動して乗員の温熱感が損なわれてしまうことを防止できる。

例えば、本実施形態によると、作動モードの切り替えによって、ヒータコア３６が配置されている流路１６（以下、ヒータコア配置流路と言う。）が、一方の冷却水循環回路から他方の冷却水循環回路へ切り替えられた場合、切り替え後の他方の冷却水循環回路における冷却水圧力が、切り替え前の一方の冷却水循環回路における冷却水圧力を下回らないようにポンプが駆動される。このため、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が作動モード切替前と比較して下回らないようにすることができる。

例えば、本実施形態によると、作動モードの切り替えによって、ヒータコア配置流路１６が接続されている冷却水循環回路に、他の流路１３〜１６のうち少なくとも１つの流路が加わることになった場合、当該冷却水循環回路における冷却水圧力が作動モード切替前と比較して下回らないようにポンプが駆動される。そのため、当該冷却水循環回路におけるポンプの吐出流量作動モード切り替え前と比較して増加するので、ヒータコア３６を流れる冷却水の流量が作動モード切替前と比較して下回らないようにすることができる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、作動モード切替時、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施することによって、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制するが、本第３実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２の作動タイミングを制御することによって、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制する。

図７のタイムチャートは、第１切替弁２１の各弁体２１４および第２切替弁２２の各弁体２２４のうち切替対象の弁体２１４、２２４のバルブ開度を１００％から０％に切り替える場合の例を示している。

図７中、Ｔ０は作動モードの切り替えを開始するタイミングであり、Ｔ１は作動モードの切り替えを終了するタイミングである。作動モードの切り替えを開始すると、まず第１切替弁２１の各弁体２１４のうち切替対象の弁体２１４のバルブ開度を１００％から０％に切り替え、その後、第２切替弁２２の各弁体２１４のうち切替対象の弁体２２４のバルブ開度を１００％から０％に切り替える。

これにより、切替対象の流路を介して第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制できるので、冷却水の混合量を抑制することができる。そのため、第１流路１１および第２流路１２のそれぞれにおいて冷却水の温度が所望の温度から変動してエネルギーロスが発生してしまうことを抑制できる。

なお、図７中、機器に流れ込む流量を示すグラフにおける太破線は、切替前に連通していた冷却水循環回路から流れ込む冷却水流量を示し、当該グラフにおける太実線は、切替後に連通する冷却水循環回路から流れ込む冷却水流量を示している。図７中、ΔＱは、両冷却水循環回路間のポンプ揚程差による流量差を示している。

図７の例では、第１切替弁２１のバルブ開度を１００％から０％に切り替えた後、第２切替弁２２のバルブ開度を１００％から０％に切り替えるが、これとは逆に、第２切替弁２２のバルブ開度を１００％から０％に切り替えた後、第１切替弁２１のバルブ開度を１００％から０％に切り替えるようにしてもよい。

（第４実施形態）
上記第１、第２実施形態では、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御によって、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制し、上記第３実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２の作動制御によって、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制するが、本第４実施形態では、第１切替弁２１の構造によって、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制する。

具体的には、図８に示すように、第１切替弁２１のうち出口側流路２１３の部分は、ロータリー式の三方弁で構成されている。図８は、第１出口２１ｃに対応して設けられた出口側流路２１３の構造を示している。第２出口２１ｄ、第３出口２１ｅおよび第４出口２１ｆに対応して設けられた出口側流路２１３の構造については、図８と同様であるので図示を省略する。

弁体２２４は、断面円弧状のロータリー弁体で構成されており、出口側流路２１３のうち断面円形状に形成された弁体収容部２１５に同軸状に収容されている。弁体収容部２１５には、第１入口側連通口２１３ａと連通する第１入口ポート２１５ａ、第２入口側連通口２１３ｂと連通する第２入口ポート２１５ｂ、および第１出口２１ｃ（第２出口２１ｄ、第３出口２１ｅおよび第４出口２１ｆ）と連通する出口ポート２１５ｃが形成されている。

第１入口ポート２１５ａ、第２入口ポート２１５ｂおよび出口ポート２１５ｃの周縁部には、シール部材２１６が配置されている。

断面円弧状の弁体２２４が弁体収容部２１５に対して同軸状に回転することによって、第１入口ポート２１５ａ、第２入口ポート２１５ｂおよび出口ポート２１５ｃが開閉される。

弁体２２４、第１入口ポート２１５ａ、第２入口ポート２１５ｂおよび出口ポート２１５ｃは、次の数式を満たすように設計されている。

θｖ≦θｉｎ−θｐ
θｏｕｔ≦θｖ＋θｐ
但し、θｖは、断面円弧状の弁体２２４の開口角であり、θｉｎは、第１入口ポート２１５ａの中心から第２入口ポート２１５ｂの中心までの角度であり、θｐは、第１入口ポート２１５ａまたは第２入口ポート２１５ｂの開口角であり、θｏｕｔは、第１入口ポート２１５ａの中心または第２入口ポート２１５ｂの中心から出口ポート２１５ｃの中心までの角度である。

このように弁体２２４、第１入口ポート２１５ａ、第２入口ポート２１５ｂおよび出口ポート２１５ｃが設計されているので、弁体２２４が第１入口ポート２１５ａおよび第２入口ポート２１５ｂの両方を同時に開くことがない。このため、作動モードの切替時に、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制できる。

（第５実施形態）
上記第４実施形態では、第１切替弁２１が三方弁で構成されているが、本第５実施形態では、図９に示すように、第１切替弁２１がシャットバルブ（開閉弁）で構成されている。

具体的には、第１切替弁２１の各出口側流路２１３には、第１入口側流路２１１との連通を断続するシャットバルブ２１７Ａと、第２入口側流路２１２との連通を断続するシャットバルブ２１７Ｂとが配置されている。

シャットバルブ２１７Ａ、２１７Ｂは、例えば電磁弁のように通電・非通電が切り替えられると瞬時に流路の開閉が実施されるものであってもよいし、例えばボールバルブのように流路の開閉にある程度の時間を要するものであってもよい。

シャットバルブ２１７Ａ、２１７Ｂが前者のものである場合、１組のシャットバルブ２１７Ａ、２１７Ｂを同時に作動させればよい。

シャットバルブ２１７Ａ、２１７Ｂが後者のものである場合、１組のシャットバルブ２１７Ａ、２１７Ｂの作動は、一方のシャットバルブの作動が終了した後に他方のシャットバルブを作動させるようにすればよい。

これにより、第１切替弁２１が第１入口側流路２１１および第２入口側流路２１２の両方を同時に開くことがないので、作動モードの切替時に、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制できる。

なお、図９では、第２切替弁２２もシャットバルブで構成されている例を示している。具体的には、第２切替弁２２の各入口側流路２２３には、第１出口側流路２２１との連通を断続するシャットバルブ２２８Ａと、第２出口側流路２２２との連通を断続するシャットバルブ２２８Ｂとが配置されている。

さらに、第２切替弁２２の各入口側流路２２３のうち第１入口２２ｃ、第２入口２２ｄおよび第３入口２２ｅに対応する入口側流路２２３には、第３出口側流路２２５との連通を断続するシャットバルブ２２８Ｃと、シャットバルブ２２８Ａ、２２７Ｂ側との連通を断続するシャットバルブ２２８Ｄとが配置されている。

このように、第２切替弁２２もシャットバルブで構成することによって、作動モードの切替時に、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを一層抑制できる。

（第６実施形態）
上記第４実施形態では、第１切替弁２１が三方弁で構成され、上記第５実施形態では、第１切替弁２１がシャットバルブで構成されているが、本第６実施形態では、図１０に示すように、第１切替弁２１がスプール弁で構成されている。

具体的には、弁体２１４が直線的に駆動されることによって、第１入口側流路２１１および第２入口側流路２１２を出口側流路２１３と切替連通させる。

これにより、第１切替弁２１が第１入口側流路２１１および第２入口側流路２１２の両方を同時に開くことがないので、作動モードの切替時に、第１冷却水循環回路の冷却水と第２冷却水循環回路の冷却水とが混ざり合うことを抑制できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。

（１）上記第１〜第６実施形態では、４個の流路１３〜１６に対して、循環する冷却水を切り替えるようになっているが、図１１に示すように、１個の流路１３に対して、循環する冷却水を切り替えるようになっていてもよい。

（２）上記第１〜第６実施形態では、第１切替弁２１および第２切替弁２２を設けているが、図１２に示すように、第１切替弁２１および第２切替弁２２のいずれか一方を廃止してもよい。図１２の例では、第２切替弁２２を廃止し、第３流路１３を第１流路１１および第２流路１２と単純に連通させる連通部Ｒを設けている。

第１切替弁２１および第２切替弁２２のいずれか一方を廃止しても、第１流路１１の冷却水と第２流路１２の冷却水とが定常的に混ざり合うことはない。以下、この理由を説明する。

例えば、流路１３と第１流路１１とによって冷却水循環回路が形成されるように第１切替弁２１が形成されている場合、第３流路１３の冷却水が連通部Ｒを介して第２流路１２に定常的に流入すると仮定した場合、第２流路１２に流入した冷却水が第３流路１３に戻ってくる経路が必要であるが、連通部Ｒ以外では第３流路１３と第２流路１２とが連通していないので、連通部Ｒを介して第２流路１２に流入した冷却水は第３流路１３に戻ってくることができない。よって、第１流路１１の冷却水と第２流路１２の冷却水とが定常的に混ざり合うことはない。

ただし、第１ポンプ２３、第２ポンプ２３の作動開始時等の過渡的な段階においては、第１流路１１および第２流路１２の圧力均圧化現象によって冷却水が若干量混ざることはある。

（３）図１３に示すように、第１切替弁２１および第２切替弁２２によって切り替えられる流路が、第１切替弁２１と第２切替弁２２との間で分岐していてもよい。図１３の例では、第４流路１４が、第１切替弁２１と第２切替弁２２との間で分岐している。

（４）上記第１〜第６実施形態では、２つの冷却水循環回路が形成されるようになっているが、図１４に示すように、３つ以上の冷却水循環回路が形成されるようになっていてもよい。

図１４の例では、第３ポンプ６０が配置された第３ポンプ配置流路６１が第１切替弁２１および第２切替弁２２に接続されており、第１切替弁２１および第２切替弁２２が、共通流路１３〜１６と第１、第２、第３ポンプ配置流路１１、１２、６１との連通状態を切り替えることによって、３つの冷却水循環回路が形成されるようになっている。

ちなみに、図１４の例では、第３ポンプ配置流路６１にエンジン１０が配置され、エンジン用ラジエータ６２が、第３ポンプ配置流路６１と並列なラジエータ配置流路６３に配置されている。

（５）図１５の例では、冷却水が電池３３のみを循環する冷却水循環回路と、クーラコア７０用の冷却水循環回路とを形成できるようになっている。以下、図１５の例における具体的構成を説明する。

第１ポンプ配置流路１１には、コンデンサ３５およびヒータコア３６が互いに直列に配置されている。第２ポンプ配置流路１２には、チラー３４が配置されている。チラー３４は第２ポンプ２４の吸入側に配置されている。

第２ポンプ配置流路１２のうち第２ポンプ２４の吐出側には、クーラコア配置流路７１の一端側が接続され、第２流路１２のうちチラー３４の上流側には、クーラコア配置流路７１の他端側が接続されている。

クーラコア配置流路７１には、クーラコア７０および流量調整弁７２が配置されている。クーラコア７０は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換することによって送風空気を冷却する熱交換器である。流量調整弁７２は、クーラコア配置流路７１を流れる冷却水の流量を調節するための弁である。

第３流路１３には電池３３が配置されている。第３流路１３には、第３ポンプ配置流路６１が電池３３と並列に接続されている。第３流路１３のうち電池３３の上流側に対する第３ポンプ配置流路６１の接続部には三方弁７３が配置されている。三方弁７３は、第１切替弁２１からの冷却水が電池３３に流入する場合と、第３ポンプ配置流路６１からの冷却水が電池３３に流入する場合とを切り替える。

第４流路１４にはインバータ３１が配置されている。第５流路１５には冷却水流通機器が配置されていない。第６流路１６にはラジエータ２６が配置されている。

図１５の例によると、三方弁７３の制御により、冷却水が電池３３のみを循環する冷却水循環回路（以下、電池用冷却水循環回路と言う。）を形成することができる。具体的には、電池用冷却水循環回路では、第３ポンプ６０から吐出された冷却水が電池３３を流通して第３ポンプ６０に吸入される。

例えば、第１ポンプ配置流路１１および第２ポンプ配置流路１２の水温がそれぞれ電池３３の許容温度範囲（例えば１０℃〜４０℃）に収まっていない場合、電池用冷却水循環回路を形成し、第１ポンプ配置流路１１または第２ポンプ配置流路１２の冷却水、すなわち許容温度範囲を超えた冷却水を少量だけ電池用冷却水循環回路に流し込むように三方弁７３を制御することで、電池３３を許容温度範囲に近い温度に温度調整することができる。

なお、電池用冷却水循環回路の水温が許容を超えそうな場合、第１ポンプ配置流路１１の冷却水および第２ポンプ配置流路１２の冷却水のうち低温の方の冷却水を少量、電池用冷却水循環回路に混ぜるように流し込むようにすればよい。

図１５の例によると、第２ポンプ２４から吐出された冷却水がクーラコア７０およびチラー３４を流通して第２ポンプ２４に吸入されるので、クーラコア用冷却水循環回路が形成される。クーラコア用冷却水循環回路における冷却水流量は流量調整弁７２によって制御される。

例えば、チラー３４で０℃以下（氷点以下）の冷却水を作り出している場合、クーラコア７０へ断続的に冷却水が送られるように流量調整弁７２を制御することによって、クーラコア７０でのフロストの発生を防止することができる。

（６）上記第１実施形態では、作動モードを切り替える際に、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるように第１ポンプ２３および第２ポンプ２４の駆動制御を実施するが、作動モードを切り替える際に第１ポンプ２３および第２ポンプ２４を停止させてもよい。

第１ポンプ２３および第２ポンプ２４を停止させることによって、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とで冷却水圧力が同等となるので、第１流路１１の冷却水と第２流路１２の冷却水とが混合するのを抑制することができる。

ただし、車室内の空調が行われている場合は、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４を停止させるとヒータコア３６で車室内への送風空気を加熱することができなくなってしまい、乗員の温熱感を損ねてしまうので、第１ポンプ２３および第２ポンプ２４を停止させないようにするのが好ましい。

（７）上記実施形態では、車室内の空調のために用いられる空調用熱交換器がヒータコア３６である例を説明したが、空調用熱交換器として種々の機器を用いることができる。

例えば、空調用熱交換器は、チラー３４で冷却された冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却するクーラコアであってもよい。例えば、空調用熱交換器は、乗員が着座するシートに内蔵されて冷却水によりシートを冷却・加熱する熱交換器であってもよい。

（８）上記各実施形態において、冷却水流通機器に冷却水を間欠的に循環させることによって冷却水流通機器の温度を制御するようにしてもよい。

（９）上記実施形態では、冷却水を冷却する冷却手段として、冷凍サイクル４０の低圧冷媒で冷却水を冷却するチラー３４を用いているが、ペルチェ素子を冷却手段として用いてもよい。

（１０）上記各実施形態では、熱媒体として冷却水を用いているが、油などの各種媒体を熱媒体として用いてもよい。

冷却水（熱媒体）として、ナノ流体を用いてもよい。ナノ流体とは、粒子径がナノメートルオーダーのナノ粒子が混入された流体のことである。ナノ粒子を冷却水に混入させることで、エチレングリコールを用いた冷却水（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させる作用効果に加えて、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、特定の温度帯での熱伝導率を向上させる作用効果、冷却水の熱容量を増加させる作用効果、金属配管の防食効果やゴム配管の劣化を防止する作用効果、および極低温での冷却水の流動性を高める作用効果を得ることができる。

このような作用効果は、ナノ粒子の粒子構成、粒子形状、配合比率、付加物質によって様々に変化する。

これによると、熱伝導率を向上させることができるので、エチレングリコールを用いた冷却水と比較して少ない量の冷却水であっても同等の冷却効率を得ることが可能になる。

また、冷却水の熱容量を増加させることができるので、冷却水自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）を増加させることができる。

蓄冷熱量を増せることにより、圧縮機４１を作動させない状態であっても、ある程度の時間は蓄冷熱を利用した機器の冷却、加熱の温調が実施できるため、車両熱管理システムの省動力化が可能になる。

ナノ粒子のアスペクト比は５０以上であるのが好ましい。十分な熱伝導率を得ることができるからである。なお、アスペクト比は、ナノ粒子の縦×横の比率を表す形状指標である。

ナノ粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、ＣｕおよびＣのいずれかを含むものを用いることができる。具体的には、ナノ粒子の構成原子として、Ａｕナノ粒子、Ａｇナノワイヤー、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（上記原子を囲むようにカーボンナノチューブ等の構造体があるような粒子体）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

（１１）上記各実施形態の冷凍サイクル４０では、冷媒としてフロン系冷媒を用いているが、冷媒の種類はこれに限定されるものではなく、二酸化炭素等の自然冷媒や炭化水素系冷媒等を用いてもよい。

また、上記各実施形態の冷凍サイクル４０は、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成しているが、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成していてもよい。

（１２）上記各実施形態では、本発明の車両用冷却システムをハイブリッド自動車に適用した例を示したが、エンジンを備えず走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車や、燃料電池を走行用エネルギー発生手段とする燃料電池自動車等に本発明を適用してもよい。

（１３）上記各実施形態では、リザーブタンク４９を第１流路１１に接続した例を説明したが、リザーブタンク４９を第２〜第６流路１２〜１６等の他の流路に接続してもよい。

（１４）上記各実施形態では、第１切替弁２１が三方弁の弁構造を有しているが、三方弁に限定されるものではなく、四方弁等の多方弁の弁構造を有していてもよい。

１１ 第１流路（第１ポンプ配置流路）
１２ 第２流路（第２ポンプ配置流路）
１３〜１６ 第３〜第６流路（機器配置流路）
２１ 第１切替弁（切替手段）
２２ 第２切替弁（切替手段）
２３ 第１ポンプ
２４ 第２ポンプ
３１〜３５ 熱媒体流通機器
３６ ヒータコア（空調用熱交換器）
５０ 制御装置（制御手段）

Claims (8)

1. 熱媒体を吸入して吐出する第１ポンプ（２３）および第２ポンプ（２４）と、
   前記熱媒体が流れるように構成された熱媒体流通機器（３１、３２、３３、３４、３５）と、
   前記熱媒体が流れる流路であって、前記第１ポンプ（２３）が配置された第１ポンプ配置流路（１１）と、
   前記第１ポンプ配置流路（１１）を流れる前記熱媒体とは異なる温度の前記熱媒体が流れる流路であって、前記第２ポンプ（２４）が配置された第２ポンプ配置流路（１２）と、
   前記熱媒体が流通する流路であって、前記熱媒体流通機器（３１、３２、３３、３４、３５）が配置された機器配置流路（１３、１４、１５、１６）と、
   前記第１ポンプ配置流路（１１）、前記第２ポンプ配置流路（１２）および前記機器配置流路（１３、１４、１５、１６）が接続され、前記機器配置流路（１３、１４、１５、１６）を前記第１ポンプ配置流路（１１）または前記第２ポンプ配置流路（１２）に選択的に連通させる切替手段（２１、２２）と、
   前記切替手段（２１、２２）によって、前記機器配置流路（１３、１４、１５、１６）が連通する流路を前記第１ポンプ配置流路（１１）および前記第２ポンプ配置流路（１２）のうち一方の流路から他方の流路へ切り替える流路切替時に、前記第１ポンプ配置流路（１１）の前記熱媒体と前記第２ポンプ配置流路（１２）の前記熱媒体とが混合するのを抑制するように前記第１ポンプ（２３）、前記第２ポンプ（２４）および前記切替手段（２１、２２）のうち少なくとも１つの作動を制御する制御手段（５０）とを備えることを特徴とする車両用熱管理システム。
2. 前記制御手段（５０）は、前記流路切替時に、前記一方の流路における前記熱媒体の圧力と前記他方の流路における前記熱媒体の圧力とが近づくように、前記第１ポンプ（２３）および前記第２ポンプ（２４）の駆動力を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理システム。
3. 車室内への送風空気と前記熱媒体とを熱交換する空調用熱交換器（３６）を備え、
   前記制御手段（５０）は、流路切替後に前記空調用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の圧力が、流路切替前に前記空調用熱交換器（３６）を流れる前記熱媒体の圧力に近づくように、前記第１ポンプ（２３）および前記第２ポンプ（２４）の駆動力を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用熱管理システム。
4. 前記流路切替前に前記空調用熱交換器（３６）が前記他方の流路と連通している場合、前記制御手段（５０）は、前記第１ポンプ（２３）および前記第２ポンプ（２４）のうち前記他方の流路に配置されたポンプの吐出流量が前記流路切り替え前と比較して増加するように、前記他方の流路に配置されたポンプの駆動力を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両用熱管理システム。
5. 前記制御手段（５０）は、前記流路切替時に、前記第１ポンプ（２３）および前記第２ポンプ（２４）を停止させることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理システム。
6. 車室内の空調を行うために車室内への送風空気と前記熱媒体とを熱交換する空調用熱交換器（３６）を備え、
   前記制御手段（５０）は、前記流路切替時であっても、前記空調が行われている場合は前記第１ポンプ（２３）および前記第２ポンプ（２４）を停止させないことを特徴とする請求項５に記載の車両用熱管理システム。
7. 前記切替手段（２１、２２）は、前記機器配置流路（１３、１４、１５、１６）の一端側に接続された第１切替手段（２１）、および前記機器配置流路（１３、１４、１５、１６）の他端側に接続された第２切替手段（２２）であり、
   前記制御手段（５０）は、前記流路切替時に、前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２１）のうち一方の切替手段を先に切り替え、前記一方の切替手段の切り替えが終わった後、他方の切替手段を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理システム。
8. 前記第１切替手段（２１）および前記第２切替手段（２２）は、多方弁の弁構造を有するものであることを特徴とする請求項７に記載の車両用熱管理システム

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