JP2017008847A - 車両用熱管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リザーブタンク内の熱媒体の減少を抑制する。
【解決手段】熱媒体を貯留するリザーブタンク５５と、複数の熱機器１３、１６、１７、１８、２０、２１のうち少なくとも１つの熱機器に対して熱媒体の流れの上流側に配置され、熱媒体の流路の開度を調整する上流側バルブ２２と、複数の熱機器のうち少なくとも１つの熱機器に対して熱媒体の流れの下流側に配置され、熱媒体の流路の開度を調整する下流側バルブ２３と、熱媒体の圧力に応じて膨張・収縮するホース４３、４６、４７、４８、５０、５１とを備え、複数の熱機器のうち他の少なくとも１つの熱機器に熱媒体が流通している場合、上流側バルブ２２における熱媒体の圧力損失が下流側バルブ２３における熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における熱媒体の流量が制限される。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に用いられる熱管理装置に関する。

従来、特許文献１には、冷凍サイクルのコンデンサで生成された温水、および冷凍サイクルのエバポレータで生成された冷水をバルブユニットで複数の熱機器に選択的に通水させる車両用熱管理装置が記載されている。複数の熱機器は、電気機器、空調用熱交換器および蓄熱器等である。

国際公開第２０１１／０１５４２６号

上記従来技術では、水の温度変化に伴って水の体積が変動する。この水の体積変動を緩衝するためにリザーブタンクが必要となる。リザーブタンクは、余剰の水を貯留する容器である。例えば、低気温時に水が収縮すると、その分、リザーブタンクから水が補給されるためリザーブタンク内の水量が減少する。

しかしながら、上記従来技術では、水配管や水ホースが多用されているため、多量の水が回路に封入されている。そのため、低気温時に水が収縮すると、リザーブタンクから補給される水が大量に必要になるため、リザーブタンクが空になって水が不足するおそれがある。リザーブタンクが空になると空気を吸い込んで冷却不能になったり、ポンプのインペラが空回りしてシャフト溶損に至るおそれがある。

その対策としてリザーブタンクの容積を大きくすると、搭載性の悪化、重量の増加、水の熱容量増加による伝熱遅れ、および水交換時に廃棄される水の増加といった問題が生じる。

本発明は上記点に鑑みて、リザーブタンク内の熱媒体の減少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ポンプ（１１、１２）と、
熱媒体を貯留するリザーブタンク（５５）と、
熱媒体と熱交換される複数の熱機器（１３、１６、１７、１８、２０Ａ、２０Ｂ）と、
複数の熱機器のうち少なくとも１つの熱機器に対して熱媒体の流れの上流側に配置され、熱媒体の流路の開度を調整する上流側バルブ（２２）と、
複数の熱機器（１３、１６、１７、１８、２０Ａ、２０Ｂ）のうち少なくとも１つの熱機器に対して熱媒体の流れの下流側に配置され、熱媒体の流路の開度を調整する下流側バルブ（２３）と、
上流側バルブ（２２）と少なくとも１つの熱機器との間における熱媒体の流路、および少なくとも１つの熱機器と下流側バルブ（２３）との間における熱媒体の流路のうち少なくとも一部を形成し、熱媒体の圧力に応じて膨張・収縮するホース（４３、４６、４７、４８、５０、５１）とを備え、
複数の熱機器のうち他の少なくとも１つの熱機器に熱媒体が流通している場合、上流側バルブ（２２）における熱媒体の圧力損失が下流側バルブ（２３）における熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における熱媒体の流量が制限されることを特徴とする。

これによると、上流側バルブ（２２）における熱媒体の圧力損失が下流側バルブ（２３）における熱媒体の圧力損失以下になっている場合と比較して、少なくとも１つの熱機器における熱媒体の圧力を低くできるので、ホース（４３、４６、４７、４８、５０、５１）の膨張を抑制してホースの容積を小さく抑えることができる。そのため、リザーブタンク（５５）内の熱媒体の減少を抑制できる。

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装置の全体構成図である。 第１実施形態における車両用熱管理装置の冷凍サイクルを示す構成図である。 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第１作動例を示す図である。 第１実施形態における車両用熱管理システムの水温と冷却水の比容積との関係を示すグラフである。 第１実施形態における車両用熱管理システムのポンプの特性を示すグラフである。 第１実施形態における車両用熱管理システムの第２作動例を示す図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第１切替弁を示す断面図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第１切替弁の要部を示す斜視図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第１切替弁の要部を示す分解斜視図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第１実施例における切替弁の弁体開口部形状を示す模式図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第２実施例における切替弁の弁体開口部形状を示す模式図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第３実施例における切替弁の弁体開口部形状を示す模式図である。 第２実施形態における車両用熱管理システムの第４実施例における切替弁の弁体開口部形状を示す模式図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に示す車両用熱管理装置１０は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調節するために用いられる。本実施形態では、車両用熱管理装置１０を、エンジンおよび走行用電動モータから車両走行用駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。エンジンは内燃機関である。走行用電動モータはモータージェネレータである。

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から供給された電力を、車両に搭載された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。外部電源は商用電源である。車載バッテリは電池である。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、車両走行用駆動力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る。電池は、減速時や降坂時に走行用電動モータにて回生された電力を回生エネルギとして蓄えることもできる。

電池に蓄えられた電力は、走行用電動モータのみならず、車両用熱管理装置１０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。

プラグインハイブリッド自動車は、車両走行開始前の車両停車時に外部電源から電池に充電しておくことによって、走行開始時のように電池の蓄電残量ＳＯＣが予め定めた走行用基準残量以上になっているときにはＥＶ走行モードとなる。ＥＶ走行モードは、走行用電動モータが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードである。

一方、車両走行中に電池の蓄電残量ＳＯＣが走行用基準残量よりも低くなっているときにはＨＶ走行モードとなる。ＨＶ走行モードは、主にエンジンが出力する駆動力によって車両を走行させる走行モードであるが、車両走行負荷が高負荷となった際には走行用電動モータを作動させてエンジンを補助する。

本実施形態のプラグインハイブリッド自動車では、このようにＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとを切り替えることによって、車両走行用の駆動力をエンジンのみから得る通常の車両に対してエンジンの燃料消費量を抑制して、車両燃費を向上させている。ＥＶ走行モードとＨＶ走行モードとの切り替えは、駆動力制御装置（図示せず）によって制御される。

図１に示すように、車両用熱管理装置１０は、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、ラジエータ１３、冷却水冷却器１４、冷却水加熱器１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａ、オイル熱交換器２０Ｂ、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４を備えている。

第１ポンプ１１および第２ポンプ１２は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。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もしくはナノ流体を含む液体、または不凍液体が用いられている。

第１ポンプ１１および第２ポンプ１２は、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を調節する流量調節手段である。

ラジエータ１３、冷却水冷却器１４、冷却水加熱器１５、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂは、冷却水が流通する冷却水流通機器である。

ラジエータ１３は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換させる冷却水外気熱交換器である。以下では、車室外空気を外気と言う。

ラジエータ１３に外気温以上の温度の冷却水を流すことにより、冷却水から外気に放熱させることが可能である。ラジエータ１３に外気温以下の冷却水を流すことにより、外気から冷却水に吸熱させることが可能である。換言すれば、ラジエータ１３は、冷却水から外気に放熱させる放熱器としての機能、および外気から冷却水に吸熱させる吸熱器としての機能を発揮できる。

ラジエータ１３は、冷却水が流通する流路を有し、冷却水冷却器１４や冷却水加熱器１５で温度調節された冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器である。

室外送風機３０は、ラジエータ１３へ外気を送風する外気送風機である。室外送風機３０は、電動送風機である。ラジエータ１３および室外送風機３０は車両の最前部に配置されている。このため、車両の走行時にはラジエータ１３に走行風を当てることができる。室外送風機３０は、ラジエータ１３を流れる外気の流量を調節する流量調節手段である。

冷却水冷却器１４および冷却水加熱器１５は、冷却水を熱交換させて冷却水の温度を調節する冷却水温度調節用熱交換器である。冷却水冷却器１４は、冷却水を冷却する冷却水冷却用熱交換器である。冷却水加熱器１５は、冷却水を加熱する冷却水加熱用熱交換器である。

冷却水冷却器１４は、図２に示す冷凍サイクル３１の低圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって冷却水から低圧側冷媒に吸熱させる熱媒体用吸熱器である。冷却水冷却器１４は、冷凍サイクル３１の蒸発器である。冷却水冷却器１４は、冷凍サイクル３１の低圧側熱交換器である。

冷凍サイクル３１は、圧縮機３２、冷却水加熱器１５、レシーバ３５、膨張弁３３、冷却水冷却器１４および内部熱交換器３４を備える蒸気圧縮式冷凍機である。本実施形態の冷凍サイクル３１では、冷媒としてフロン系冷媒を用いており、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。

圧縮機３２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、冷凍サイクル３１の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。

冷却水加熱器１５は、圧縮機３２から吐出された高圧側冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧側冷媒を凝縮させる凝縮器である。冷却水加熱器１５は、冷凍サイクル３１の高圧側熱交換器である。

レシーバ３５は、冷却水加熱器１５で凝縮された冷媒を気液分離して余剰冷媒を蓄えるとともに、液相冷媒のみを下流側に流す気液分離器である。

膨張弁３３は、レシーバ３５から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧手段である。膨張弁３３は、冷却水冷却器１４出口側冷媒の温度および圧力に基づいて冷却水冷却器１４出口側冷媒の過熱度を検出する感温部３３ａを有し、冷却水冷却器１４出口側冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように機械的機構によって絞り通路面積を調節する温度式膨張弁である。

冷却水冷却器１４は、膨張弁３３で減圧膨張された低圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって低圧冷媒を蒸発させる蒸発器である。冷却水冷却器１４で蒸発した気相冷媒は圧縮機３２に吸入されて圧縮される。

内部熱交換器３４は、冷却水加熱器１５から流出した冷媒と、冷却水冷却器１４から流出した冷媒とを熱交換させる熱交換器である。

冷凍サイクル３１は、冷却水を冷却する冷却水冷却器１４と、冷却水を加熱する冷却水加熱器１５とを有する冷却水冷却加熱手段である。換言すれば、冷凍サイクル３１は、冷却水冷却器１４で低温冷却水を作り出す低温冷却水発生手段であるとともに、冷却水加熱器１５で高温冷却水を作り出す高温冷却水発生手段である。

ラジエータ１３では外気によって冷却水を冷却するのに対し、冷却水冷却器１４では冷凍サイクル３１の低圧冷媒によって冷却水を冷却する。このため、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水の温度を、ラジエータ１３で冷却された冷却水の温度に比べて低くできる。具体的には、ラジエータ１３では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できないのに対し、冷却水冷却器１４では冷却水を外気の温度よりも低い温度まで冷却できる。

クーラコア１６およびヒータコア１７は、冷却水冷却器１４および冷却水加熱器１５で温度調節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の温度を調節する熱媒体空気熱交換器である。

クーラコア１６は、冷却水と車室内への送風空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却除湿する空気冷却用熱交換器である。ヒータコア１７は、車室内への送風空気と冷却水とを熱交換させて車室内への送風空気を加熱する空気加熱用熱交換器である。

クーラコア１６およびヒータコア１７は、車両用空調装置の室内空調ユニットのケース（図示せず）に収容されている。室内空調ユニットのケースは、車室内に送風される送風空気の空気通路を形成している。

ケース内の空気流れ最上流側には、内気吸込口および外気吸込口が形成されている。内気吸込口は、ケース内に内気を導入させる。外気吸込口は、ケース内に外気を導入させる。

ケース内には室内送風機が配置されている。室内送風機５４は、内気吸込口から吸入した内気および外気吸込口から吸入した外気を車室内へ向けて送風する送風手段である。室内送風機は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。遠心多翼ファンはシロッコファンである。

ケースの空気流れ最下流部には、空調対象空間である車室内へ送風空気を吹き出す吹出口が形成されている。この吹出口としては、具体的には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口およびフット吹出口が設けられている。

デフロスタ吹出口は、車両前面窓ガラスの内側の面に向けて空調風を吹き出す。フェイス吹出口は、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。フット吹出口は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。

冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０Ａは、冷却水が流通する流路を有し、冷却水との間で熱授受が行われる熱授受機器である。冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９および電池温調用熱交換器２０Ａは、冷却水によって温度調整される温度調節対象機器である。

冷却水冷却水熱交換器１８は、車両用熱管理装置１０の冷却水と、エンジン冷却回路の冷却水とを熱交換する熱交換器である。エンジン冷却回路は、エンジンを冷却するための冷却水循環回路である。エンジン冷却回路の冷却水はエンジン用熱媒体である。

冷却水冷却水熱交換器１８は、第１ポンプ１１または第２ポンプ１２によって循環される冷却水とエンジンとの間で熱授受が行われるエンジン用熱授受部を構成している。エンジンは、作動に伴って発熱する発熱機器である。

インバータ１９は、電池から供給された直流電力を交流電圧に変換して走行用電動モータに出力する電力変換装置である。インバータ１９は、作動に伴って発熱する発熱機器である。インバータ１９の発熱量は、車両の走行状況によって変化するようになっている。インバータ１９の冷却水流路は、発熱機器と冷却水との間で熱授受が行われる機器用熱授受部を構成している。

電池温調用熱交換器２０Ａは、電池への送風経路に配置され、送風空気と冷却水とを熱交換させる熱交換器である。電池温調用熱交換器２０Ａは、熱媒体と空気とを熱交換させる熱媒体空気熱交換器である。電池温調用熱交換器２０Ａは、電池と冷却水との間で熱授受が行われる電池用熱授受部を構成している。電池は、作動に伴って発熱する発熱機器である。

オイル熱交換器２０Ｂは、エンジンオイルまたはトランスミッションオイルと冷却水とを熱交換してオイルの温度を調節する熱交換器である。

第１ポンプ１１は、第１ポンプ用流路４１に配置されている。第２ポンプ１２は、第２ポンプ用流路４２に配置されている。ラジエータ１３は、ラジエータ用流路４３に配置されている。

冷却水冷却器１４は、冷却水冷却器用流路４４に配置されている。冷却水加熱器１５は、冷却水加熱器用流路４５に配置されている。

クーラコア１６は、クーラコア用流路４６に配置されている。ヒータコア１７は、ヒータコア用流路４７に配置されている。

冷却水冷却水熱交換器１８は、熱交換器用流路４８に配置されている。熱交換器用流路４８には冷却水冷却水熱交換器用ポンプ４８ａが配置されている。冷却水冷却水熱交換器用ポンプ４８ａは、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。

インバータ１９は、インバータ用流路４９に配置されている。電池温調用熱交換器２０Ａは、電池熱交換用流路５０に配置されている。オイル熱交換器２０Ｂは、オイル熱交換器用流路５１に配置されている。

各流路４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１は、配管またはホースで形成されている。配管は、金属等の硬質材料で成形されており、冷却水の圧力に応じて膨張・収縮しない。ホースは、ゴム等の柔軟性を有する材料で成形されており、冷却水の圧力に応じて膨張・収縮する。

本例では、ラジエータ用流路４３、クーラコア用流路４６、ヒータコア用流路４７、熱交換器用流路４８、インバータ用流路４９、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１の大部分は、柔軟性を有するホースで形成されている。

第１ポンプ用流路４１および第２ポンプ用流路４２には、共通のリザーブタンク５５が接続されている。リザーブタンク５５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５５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５５は、熱媒体を貯留する熱媒体貯留手段である。

リザーブタンク５５は、蓄えている冷却水の液面における圧力が所定圧力（大気圧とは異なる圧力）になるような密閉式のリザーブタンクであってもよい。

リザーブタンク５５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５５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。

第１ポンプ用流路４１、第２ポンプ用流路４２、ラジエータ用流路４３、冷却水冷却器用流路４４、冷却水加熱器用流路４５、クーラコア用流路４６、ヒータコア用流路４７、熱交換器用流路４８、インバータ用流路４９、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１は、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４のいずれかに接続されている。

第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、冷却水の流れを切り替える冷却水流れ切替手段である。第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、冷却水循環状態を切り替える循環切替手段である。

第１切替弁２１は、冷却水の入口として第１入口２１ａおよび第２入口２１ｂを有し、冷却水の出口として第１出口２１ｃ、第２出口２１ｄおよび第３出口２１ｃを有している。

第２切替弁２２は、冷却水の入口として第１入口２２ａおよび第２入口２２ｂを有し、冷却水の出口として第１出口２２ｃ、第２出口２２ｄ、第３出口２２ｅ、第４出口２２ｆ、第５出口２２ｇおよび第６出口２２ｈを有している。

第３切替弁２３は、冷却水の出口として第１出口２３ａおよび第２出口２３ｂを有し、冷却水の入口として第１入口２３ｃ、第２入口２３ｄ、第３入口２３ｅ、第４入口２３ｆ、第５入口２３ｇおよび第６入口２３ｈを有している。

第４切替弁２４は、冷却水の出口として第１出口２４ａおよび第２出口２４ｂを有し、冷却水の入口として第１入口２４ｃ、第２入口２４ｄおよび第３入口２４ｅを有している。

第１切替弁２１の第１入口２１ａには、第１ポンプ用流路４１の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第１入口２１ａには、第１ポンプ１１の冷却水吐出側が接続されている。

第１切替弁２１の第２入口２１ｂには、第２ポンプ用流路４２の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第２入口２１ｂには、第２ポンプ１２の冷却水吐出側が接続されている。

第１切替弁２１の第１出口２１ｃには、冷却水冷却器用流路４４の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第１出口２１ｃには冷却水冷却器１４の冷却水入口側が接続されている。

第１切替弁２１の第２出口２１ｄには、冷却水加熱器用流路４５の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第２出口２１ｄには冷却水加熱器１５の冷却水入口側が接続されている。

第１切替弁２１の第３出口２１ｅには、インバータ用流路４９の一端が接続されている。換言すれば、第１切替弁２１の第３出口２１ｅにはインバータ１９の冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第１入口２２ａには、冷却水冷却器用流路４４の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第１入口２２ａには、冷却水冷却器１４の冷却水出口側が接続されている。

第２切替弁２２の第２入口２２ｂには、冷却水加熱器用流路４５の他端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第２入口２２ｂには、冷却水加熱器１５の冷却水出口側が接続されている。

第２切替弁２２の第１出口２２ｃには、ラジエータ用流路４３の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第１出口２２ｃにはラジエータ１３の冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第２出口２２ｄには、クーラコア用流路４６の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第２出口２２ｄにはクーラコア１６の冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第３出口２２ｅには、ヒータコア用流路４７の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第３出口２２ｅにはヒータコア１７の冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第４出口２２ｆには、熱交換器用流路４８の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第４出口２２ｆには冷却水冷却水熱交換器１８の冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第５出口２２ｇには、電池熱交換用流路５０の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第５出口２２ｇには電池温調用熱交換器２０Ａの冷却水入口側が接続されている。

第２切替弁２２の第６出口２２ｈには、オイル熱交換器用流路５１の一端が接続されている。換言すれば、第２切替弁２２の第６出口２２ｈにはオイル熱交換器２２の冷却水入口側が接続されている。

第３切替弁２３の第１出口２３ａには、第４切替弁２４の第１入口２４ｃが接続されている。第３切替弁２３の第２出口２３ｂには、第４切替弁２４の第２入口２４ｄが接続されている。

第３切替弁２３の第１入口２３ｃには、ラジエータ用流路４３の他端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第１入口２３ｃにはラジエータ１３の冷却水出口側が接続されている。

第３切替弁２３の第２入口２３ｄには、クーラコア用流路４６の他端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第２入口２３ｄにはクーラコア１６の冷却水出口側が接続されている。

第３切替弁２３の第３入口２３ｅには、ヒータコア用流路４７の他端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第３入口２３ｅにはヒータコア１７の冷却水出口側が接続されている。

第３切替弁２３の第４入口２３ｆには、熱交換器用流路４８の他端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第４入口２３ｆには冷却水冷却水熱交換器１８の冷却水出口側が接続されている。

第３切替弁２３の第５入口２３ｇには、電池熱交換用流路５０の他端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第５入口２３ｇには電池温調用熱交換器２０Ａの冷却水出口側が接続されている。

第３切替弁２３の第６入口２３ｈには、オイル熱交換器用流路５１の一端が接続されている。換言すれば、第３切替弁２３の第６入口２３ｈにはオイル熱交換器２０Ｂの冷却水出口側が接続されている。

第４切替弁２４の第１出口２４ａには、第１ポンプ用流路４１の他端が接続されている。換言すれば、第４切替弁２４の第１出口２４ａには、第１ポンプ１１の冷却水吸入側が接続されている。

第４切替弁２４の第２出口２４ｂには、第２ポンプ用流路４２の他端が接続されている。換言すれば、第４切替弁２４の第２出口２４ｂには、第２ポンプ１２の冷却水吸入側が接続されている。

第４切替弁２４の第３入口２４ｅには、インバータ用流路４９の他端が接続されている。換言すれば、第４切替弁２４の第３入口２４ｅにはインバータ１９の冷却水出口側が接続されている。

第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、各入口と各出口との連通状態を任意または選択的に切り替え可能な構造になっている。

具体的には、第１切替弁２１は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれについて、第１ポンプ１１から吐出された冷却水が流入する状態と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入する状態と、第１ポンプ１１から吐出された冷却水および第２ポンプ１２から吐出された冷却水が流入しない状態とを切り替える弁体を有している。

第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれについて、第１ポンプ１１へ冷却水が流出する状態と、第２ポンプ１２へ冷却水が流出する状態と、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２へ冷却水が流出しない状態とを切り替える弁体を有している。

第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４の各弁体は、弁開度を調節可能になっている。これにより、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂを流れる冷却水の流量を調節できる。

すなわち、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれに対して、冷却水の流量を調節する流量調節手段である。

第１切替弁２１は、第１ポンプ１１から吐出された冷却水と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水とを選択的にラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂに流入させることが可能になっている。

すなわち、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれに対して、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水と、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水とを選択的に通水させる流路切替手段である。

第１切替弁２１は、第１ポンプ１１から吐出された冷却水と、第２ポンプ１２から吐出された冷却水とを任意の流量割合で混合して、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂに流入させることが可能になっている。

すなわち、第１切替弁２１および第２切替弁２２は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれに対して、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水と、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水との流量割合を調節する流量割合調節手段である。

第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、一体的に形成されて弁体駆動源が共用化されていてもよい。第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４は、多数の弁の組み合わせで構成されていてもよい。

次に、車両用熱管理装置１０の電気制御部を図３に基づいて説明する。制御装置６０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各種制御対象機器の作動を制御する制御手段である。

制御装置６０によって制御される制御対象機器は、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３、第４切替弁２４等である。

制御装置６０のうち、その出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御するハードウェアおよびソフトウェアは、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。

制御装置６０のうち第１ポンプ１１および第２ポンプ１２の作動を制御するハードウェアおよびソフトウェアは、ポンプ制御手段６０ａである。ポンプ制御手段６０ａは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を制御する流量制御手段である。

制御装置６０のうち第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４の作動を制御するハードウェアおよびソフトウェアは、切替弁制御手段６０ｂである。切替制御手段６０ｂは、冷却水の循環状態を切り替える循環切替制御手段でもある。切替制御手段６０ｂは、各冷却水流通機器を流れる冷却水の流量を調節する流量制御手段でもある。

制御装置６０のうち圧縮機３２の作動を制御するハードウェアおよびソフトウェアは、圧縮機制御手段６０ｃである。圧縮機制御手段７０ｄは、圧縮機３２から吐出される冷媒の流量を制御する冷媒流量制御手段である。

各制御手段６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、制御装置６０に対して別体で構成されていてもよい。

制御装置６０の入力側には、センサ群の検出信号が入力される。センサ群は、第１水温センサ６１、第２水温センサ６２、回路圧センサ６３、水位センサ６４、外気温度センサ６５、ラジエータ温度センサ６６、クーラコア温度センサ６７、ヒータコア温度センサ６８、熱交換器温度センサ６９、インバータ温度センサ７０、電池温度センサ７１、エンジン冷却水温度センサ７２等である。

第１水温センサ６１は、第１ポンプ１１によって循環される冷却水の温度を検出する温度検出手段である。例えば、第１水温センサ６１は、冷却水冷却器１４から流出した冷却水の温度を検出する。

第２水温センサ６２は、第２ポンプ１２によって循環される冷却水の温度を検出する温度検出手段である。例えば、第２水温センサ６２は、冷却水加熱器１５から流出した冷却水の温度を検出する。

回路圧センサ６３は、冷却水回路の基準圧力を検出する基準圧力検出手段である。例えば、回路圧センサ６３は、第１ポンプ用流路４１および第２ポンプ用流路４２とリザーブタンク５５とを連通する冷却水流路の圧力を検出する。

水位センサ６４は、リザーブタンク５５内の冷却水の水位を検出する液面高さ検出手段である。外気温度センサ６５は、外気温度を検出する外気温度検出手段である。

ラジエータ温度センサ６６は、ラジエータ１３の温度を検出する温度検出手段である。例えば、ラジエータ温度センサ６６は、ラジエータ１３の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ラジエータ１３を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

クーラコア温度センサ６７は、クーラコア１６の温度を検出する温度検出手段である。例えば、クーラコア温度センサ６７は、クーラコア１６の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、クーラコア１６を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

ヒータコア温度センサ６８は、ヒータコア１７の温度を検出する温度検出手段である。例えば、ヒータコア温度センサ６８は、ヒータコア１７の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、ヒータコア１７を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

熱交換器温度センサ６９は、冷却水冷却水熱交換器１８の温度を検出する温度検出手段である。例えば、熱交換器温度センサ６９は、冷却水冷却水熱交換器１８の熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、冷却水冷却水熱交換器１８を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

インバータ温度センサ７０は、インバータ１９の温度を検出する温度検出手段である。例えば、インバータ温度センサ７０は、インバータ１９を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

電池温度センサ７１は、電池温調用熱交換器２０Ａの温度を検出する温度検出手段である。例えば、電池温度センサ７１は、電池温調用熱交換器２０Ａの熱交換フィンの温度を検出するフィンサーミスタや、電池温調用熱交換器２０Ａを流れる冷却水の温度を検出する水温センサ等である。

エンジン冷却水温度センサ７２は、エンジン冷却回路の冷却水の温度を検出する温度検出手段である。

次に、上記構成における作動を説明する。制御装置６０が第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、圧縮機３２、第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４等の作動を制御することによって、種々の作動モードに切り替えられる。

例えば、第１ポンプ１１によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水冷却器１４と、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち少なくとも１つの機器との間で循環する低温側冷却水回路が形成され、第２ポンプ１２によって吸入されて吐出された冷却水が、冷却水加熱器１５と、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち少なくとも１つの機器との間で循環する高温側冷却水回路が形成される。

ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのそれぞれについて、低温側冷却水回路に接続される場合と、高温側冷却水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、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂを状況に応じて適切な温度に調整できる。

ラジエータ１３が低温側冷却水回路に接続された場合、冷凍サイクル３１のヒートポンプ運転を行うことができる。すなわち、低温側冷却水回路では、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水が外気から吸熱する。

そして、ラジエータ１３にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器１４で冷凍サイクル３１の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器１４では、冷凍サイクル３１の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。

冷却水冷却器１４にて外気から吸熱した冷媒は、冷却水加熱器１５にて高温側冷却水回路の冷却水と熱交換して放熱する。したがって、外気の熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

ラジエータ１３が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がラジエータ１３を流れるので、ラジエータ１３で冷却水の熱を外気に放熱できる。

クーラコア１６が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がクーラコア１６を流れるので、クーラコア１６で車室内への送風空気を冷却・除湿できる。すなわち車室内を冷房・除湿できる。

ヒータコア１７が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がヒータコア１７を流れるので、ヒータコア１７で車室内への送風空気を加熱できる。すなわち車室内を暖房できる。

冷却水冷却水熱交換器１８が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水が冷却水冷却水熱交換器１８を流れるのでエンジン冷却水を冷却できる。換言すれば、冷却水冷却水熱交換器１８で低温側冷却水回路の冷却水がエンジン冷却水から吸熱できるので、エンジンの廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

冷却水冷却水熱交換器１８が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水が冷却水冷却水熱交換器１８を流れるのでエンジン冷却水を加熱できる。したがって、エンジンを加熱して暖機を促進できる。エンジン冷却水が流れる機器、たとえばエンジンの排気から熱を回収する排気熱回収器や、ＥＧＲクーラの加熱を促進することもできる。

インバータ１９が低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がインバータ１９を流れるのでインバータ１９を冷却できる。換言すれば、インバータ１９の廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

インバータ１９が高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がインバータ１９を流れるのでインバータ１９を加熱して暖機できる。

電池温調用熱交換器２０Ａが低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水が電池温調用熱交換器２０Ａを流れるので電池を冷却できる。

電池温調用熱交換器２０Ａが高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水が電池温調用熱交換器２０Ａを流れるので電池を加熱して暖機できる。

オイル熱交換器２０Ｂが低温側冷却水回路に接続された場合、冷却水冷却器１４で冷却された冷却水がオイル熱交換器２０Ｂを流れるのでオイルを冷却できる。換言すれば、オイルの廃熱を汲み上げるヒートポンプ運転を実現できる。

オイル熱交換器２０Ｂが高温側冷却水回路に接続された場合、冷却水加熱器１５で加熱された冷却水がオイル熱交換器２０Ｂを流れるのでオイルを加熱して暖機できる。

図４の作動例では、ラジエータ１３およびインバータ１９が低温側冷却水回路に接続され、ヒータコア１７が高温側冷却水回路に接続されるように、制御装置６０が第１切替弁２１、第２切替弁２２、第３切替弁２３および第４切替弁２４の作動を制御する。

制御装置６０は、クーラコア１６、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂへの通水が遮断されるように第２切替弁２２の作動を制御する。すなわち、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１は、それらの冷却水流れ上流側に位置する第２切替弁２２によって閉じられる。一方、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１は、それらの冷却水流れ下流側に位置する第３切替弁２３によって開放される。

これにより、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１では、第２切替弁２２の圧力損失が第３切替弁２３の圧力損失よりも大きくなる。

クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１が第２切替弁２２によって閉じられ且つ第３切替弁２３によって開放されると、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１の内圧は、それらの冷却水流れ下流側に位置する第３切替弁２３と同等に均圧する。

第３切替弁２３の圧力は、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２の吸入圧相当になり、冷却水回路内では圧力が低い側になる。

そのため、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１を形成するホースが内圧によって膨張することを抑制できるので、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１の内容積が増加することを抑制できる。その結果、リザーブタンク５５内の冷却水の水位が低下することを抑制できる。

図５に示すように、冷却水は、温度が低くなるほど収縮して比容積が小さくなる。そのため、冷却水回路の冷却水容積が一定であれば、温度が低くなって冷却水の比容積が小さくなるほどリザーブタンク５５内の冷却水が冷却水回路に補充され、リザーブタンク５５内の冷却水の液面が低下する。

このとき、図４の作動例に示すように第２切替弁２２側で通水を遮断することによって、リザーブタンク５５内の冷却水の水位が低下することを抑制できる。

図６に示すように、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２は、冷却水の流量が多くなるほど発生揚程が低くなるというポンプ特性を持っている。よって、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち１つの機器に通水させて他の機器への通水を遮断した場合、ポンプの吐出圧が最も高くなり冷却水ホースが最も膨張する。

冷却水ホースが膨張すると、その分、冷却水回路の冷却水容量が大きくなるので、リザーブタンク５５内の冷却水が冷却水回路に補充され、リザーブタンク５５内の冷却水の液面が低下する。特に、冷却水温度や雰囲気温度が高い場合、ホースが柔らかくなるため、内圧による膨張量が顕著に増加するので液面低下量が多くなる。

仮に冷却水ホースの内径がφ１６ｍｍであり、冷却水ホースの総長さが１０ｍ程度であるとすると、冷却水ホース内の冷却水の体積は約２Ｌとなる。その構成において、冷却水回路の内圧が高くなり（例えば１０８ｋＰａ程度）、冷却水ホースの内径が１５％大きくなると、冷却水ホースの内容積が約３００ｃｃ増加する。そのため、リザーブタンク５５内の冷却水が３００ｃｃ減少する。

このとき、図４の作動例に示すように第２切替弁２２側で通水を遮断することによって、リザーブタンク５５内の冷却水の水位が低下することを抑制できる。

制御装置６０は、冷却水回路の圧力が高い場合、冷却水温度が高い場合、またはリザーブタンク５５内の冷却水の水位が高い場合、図７の作動例に示すように第２切替弁２２および第３切替弁２３の作動を制御する。

例えば、制御装置６０は、第１水温センサ６１、第２水温センサ６２、回路圧センサ６３、水位センサ６４のうち少なくとも１つの検出値に基づいてリザーブタンク５５内の冷却水が増加すると判断される場合、図７の作動例に示すように第２切替弁２２および第３切替弁２３の作動を制御する。

図７の作動例では、制御装置６０は、クーラコア１６、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂへの通水が遮断されるように第３切替弁２３の作動を制御する。すなわち、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１は、それらの冷却水流れ下流側に位置する第３切替弁２３によって閉じられる。一方、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１は、それらの冷却水流れ上流側に位置する第２切替弁２２によって開放される。

これにより、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１では、第３切替弁２３の圧力損失が第２切替弁２２の圧力損失よりも大きくなる。

クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１が第３切替弁２３によって閉じられ且つ第２切替弁２２によって開放されると、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１の内圧は、それらの冷却水流れ上流側に位置する第２切替弁２２と同等に均圧する。

第２切替弁２２の圧力は、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２の吐出圧相当になり、冷却水回路内では圧力が高い側になる。

そのため、クーラコア用流路４６、電池熱交換用流路５０およびオイル熱交換器用流路５１を形成するホースが内圧によって膨張するので、クーラコア用流路４６、ヒータコア用流路４７および電池熱交換用流路５０の内容積が増加する。その結果、リザーブタンク５５内の冷却水の水位が上昇することを抑制できる。

すなわち、図５に示すように、冷却水は、水温が高くなるほど膨張して比容積が大きくなる性質を持っている。そのため、水温が高くなるほどリザーブタンク５５の水位が上昇することになる。リザーブタンク５５の水位が上昇するほど、リザーブタンク５５での圧力（基準圧）が上昇する。

このとき、図７の作動例に示すように第３切替弁２３側で通水を遮断することによって、リザーブタンク５５の水位の上昇を抑制できる。

制御装置６０は、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち少なくとも１つの温度が冷却水の沸騰温度（例えば１１０℃）を超えると推定される場合、図７の作動例に示すように第２切替弁２２および第３切替弁２３の作動を制御する。

制御装置６０は、外気温度センサ６５、ラジエータ温度センサ６６、クーラコア温度センサ６７、ヒータコア温度センサ６８、熱交換器温度センサ６９、インバータ温度センサ７０、電池温度センサ７１、エンジン冷却水温度センサ７２のうち少なくとも１つの検出値に基づいて、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち少なくとも１つの温度が冷却水の沸騰温度（例えば１１０℃）を超えると推定される場合、図７の作動例に示すように第２切替弁２２および第３切替弁２３の作動を制御する。

これにより、ラジエータ用流路４３、クーラコア用流路４６、ヒータコア用流路４７、熱交換器用流路４８、電池熱交換用流路５０、クーラコア１６、ヒータコア１７、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂのうち第３切替弁２３によって閉じられた流路の内圧が高くなるので、冷却水の沸騰温度を上昇させて冷却水の沸騰を抑制できる。

以下では、ラジエータ１３、クーラコア１６、ヒータコア１７、冷却水冷却水熱交換器１８、インバータ１９、電池温調用熱交換器２０Ａおよびオイル熱交換器２０Ｂを複数の熱機器と言う。

以下では、第２切替弁２２を上流側バルブと言い、第３切替弁２３を下流側バルブと言う。

本実施形態では、図４の実施例で説明したように、複数の熱機器のうち他の少なくとも１つの熱機器に冷却水が流通している場合、上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失が下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流量が制限される。

これによると、上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失が下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失以下になっている場合と比較して、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を低くできるので、冷却水流路４３、４６、４７、４８、５０、５１を形成するホースの膨張を抑制してホースの容積を小さく抑えることができる。そのため、リザーブタンク５５内の冷却水の減少を抑制できる。

また、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を低くできるので、熱機器の寿命を高めたり、構造を簡素化できる。

具体的には、上流側バルブ２２の開度が下流側バルブ２３の開度よりも小さくなることによって、上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失が下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失よりも大きくなる。これにより、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を確実に低くできる。

本実施形態では、図４の実施例で説明したように、複数の熱機器のうち他の少なくとも１つの熱機器に冷却水が流通している場合、上流側バルブ２２の開度が０％になり、下流側バルブ２３の開度が０％よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流通が遮断される。

これによると、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流通が遮断されても下流側バルブ２３が開けられるので、少なくとも１つの熱機器自身の発熱や外的要因によって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の温度が上昇しても、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力が上昇することを抑制できる。

本実施形態では、上流側バルブ２２は、第１ポンプ１１が吐出した冷却水、および第２ポンプ１２が吐出した冷却水のいずれかを少なくとも１つの熱機器に選択的に流入させ、下流側バルブ２３は、少なくとも１つの熱機器から流出した冷却水を、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２のいずれかに選択的に流入させる。

これによると、少なくとも１つの熱機器に流入する冷却水を切り替えることができるので、熱管理を適切に行うことができる。

本実施形態では、図７の実施例で説明したように、他の少なくとも１つの熱機器に冷却水が流通している場合において、冷却水の圧力、冷却水の温度、およびリザーブタンク５５に貯留されている冷却水の液面の高さのうち少なくとも１つに基づいて、リザーブタンク５５に貯留されている冷却水が増加すると判断される場合、下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失が上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流量が制限される。

これによると、リザーブタンク５５に貯留されている冷却水が増加すると判断される場合、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を高くできるので、ホース４３、４６、４７、４８、５０、５１を膨張させてホースの容積を大きくできる。そのため、リザーブタンク５５内の冷却水の増加を抑制できる。

本実施形態では、他の少なくとも１つの熱機器に冷却水が流通している場合において、冷却水の圧力、冷却水の温度、およびリザーブタンク５５に貯留されている冷却水の液面の高さのうち少なくとも１つに基づいて、リザーブタンク５５に貯留されている冷却水が減少すると判断される場合、上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失が下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流量が制限される。

これによると、リザーブタンク５５に貯留されている冷却水が減少すると判断される場合、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を低くできるので、ホース４３、４６、４７、４８、５０、５１の膨張を抑制させてホースの容積を小さくできる。そのため、リザーブタンク５５内の冷却水の減少を抑制できる。

本実施形態では、図７の実施例で説明したように、他の少なくとも１つの熱機器に冷却水が流通している場合において、少なくとも１つの熱機器の温度、または他の少なくとも１つの熱機器の温度が所定温度を超えると推定される場合、下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失が上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流量が制限される。

これによると、少なくとも１つの熱機器の温度、または他の少なくとも１つの熱機器の温度が所定温度を超えると推定される場合、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を高くできるので、冷却水の沸騰温度を上昇させることができる。そのため、冷却水の沸騰を抑制できる。

以下では、クーラコア１６で熱交換される空気、ヒータコア１７で熱交換される空気、冷却水冷却水熱交換器１８で熱交換されるエンジン冷却水、および電池温調用熱交換器２０Ａで熱交換される空気のうち少なくとも１つを相手側流体と言う。

本実施形態では、図７の実施例に示すように、相手側流体の温度が所定温度を超えると推定される場合、下流側バルブ２３における冷却水の圧力損失が上流側バルブ２２における冷却水の圧力損失よりも大きくなることによって、少なくとも１つの熱機器における冷却水の流量が制限される。

これによると、相手側流体の温度が所定温度を超えると推定される場合、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を高くできるので、冷却水の沸騰温度を上昇させることができる。そのため、冷却水の沸騰を抑制できる。

（第２実施形態）
上記実施形態では、制御装置６０による制御によって第２切替弁２２および第３切替弁２３の開度を互いに異ならせるが、本実施形態では、第２切替弁２２および第３切替弁２３の開口形状が異なっていることによって第２切替弁２２および第３切替弁２３の開度を互いに異ならせる。

本実施形態では、第２切替弁２２および第３切替弁２３の基本的構成は同一である。したがって、図８、図９、図１０では第２切替弁２２を図示し、図８、図９、図１０の括弧内に第３切替弁２３に対応する符号を付して第３切替弁２３の図示を省略している。

第２切替弁２２は、ケーシング２２１、弁体２２２、シール部材２２３および板バネ２２４を有している。

ケーシング２２１は、弁体２２２、シール部材２２３および板バネ２２４を収容している。ケーシング２２１は、入口流路（図示せず）および出口流路２２１ａを形成している。入口流路は、第２切替弁２２に流入する冷却水が流れる流路である。出口流路２２１ａは、第２切替弁２２から流出する冷却水が流れる流路である。

弁体２２２には、出口流路２２１ａと連通可能な開口部２２２ａが形成されている。弁体２２２は、電動アクチュエータ等の駆動源（図示せず）によって駆動されて出口流路２２１ａを開閉する。弁体２２２の開口部２２２ａが出口流路２２１ａと連通することによって出口流路２２１ａを開けられ、弁体２２２の開口部２２２ａが出口流路２２１ａと連通しないことによって出口流路２２１ａが閉じられる。

シール部材２２３は、弁体２２２の開口部２２２ａの周縁部に密着可能になっており、閉弁時の冷却水の漏れを防止する。

板バネ２２４は、シール部材２２３を弁体２２２側に付勢する弾性部材であり、シール部材２２３のシール性を向上させる。

同様に、第３切替弁２３は、ケーシング２３１、弁体２３２、シール部材２３３および板バネ２３４を有している。第３切替弁２３のケーシング２３１は、入口流路（図示せず）および出口流路２３１ａを形成している。

図１１、図１２、図１３、図１４に示すように、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２ａの形状と第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２ａの形状とが互いに異なっているので、第２切替弁２２および第３切替弁２３の開弁時の開度が互いに異なることとなる。図１１、図１２、図１３、図１４では、第２切替弁２２の弁体２２２および第３切替弁２３の弁体２３２は、左右方向に移動する。

図１１に示す第１実施例では、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２ａの形状は正三角形であり、第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２ａの形状は正円形である。

図１２に示す第２実施例では、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２ａの形状は、弁体２２２の移動方向に延びる長円形であり、第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２ａの形状は正円形である。

図１３に示す第３実施例では、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２ａの形状は、弁体２２２の移動方向に延びる長円と正円とを同心状に重ねた形状であり、第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２ａの形状は、弁体２３２の移動方向に延びる長円形である。

図１４に示す第４実施例では、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２の形状は弁体２２２の移動方向に高さが変化する直角三角形であり、第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２の形状は、弁体２３２の移動方向に延びる長円形である。

本実施形態では、第２切替弁２２の開口部２２２ａの形状と第３切替弁２３の開口部２３２ａの形状とが互いに異なっていることによって、第２切替弁２２の開度が第３切替弁２３の開度よりも小さくなる。

これにより、簡素な構成によって、第２切替弁２２および第３切替弁２３の開度を互いに異ならせることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を適宜組み合わせ可能である。上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記第２実施形態では、第２切替弁２２の弁体２２２の開口部２２２の形状と第３切替弁２３の弁体２３２の開口部２３２の形状とが互いに異なっていることによって第２切替弁２２および第３切替弁２３の圧力損失を互いに異ならせるが、第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力と第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力とが互いに異なっていることによって第２切替弁２２および第３切替弁２３の圧力損失を互いに異ならせるようにしてもよい。

例えば、第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力が第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力よりも弱くなっていることによって、第２切替弁２２における圧力損失が第３切替弁２３における圧力損失よりも大きくなる。したがって、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

具体的には、第２切替弁２２の板バネ２２４のバネ力と第３切替弁２３の板バネ２３４のバネ力とが互いに異なっていれば、第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力と第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力とが互いに異なることとなる。

具体的には、第３切替弁２３のシール部材２３３の圧縮率と第２切替弁２２のシール部材２２３の圧縮率とが互いに異なっていれば、第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力と第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力とが互いに異なることとなる。

具体的には、第３切替弁２３のシール部材２３３の硬度と第２切替弁２２のシール部材２２３の硬度とが互いに異なっていれば、第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力と第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力とが互いに異なることとなる。

具体的には、第３切替弁２３のシール部材２３３および第２切替弁２２のシール部材２２３の有無によって、第２切替弁２２のシール部材２２３によるシール力と第３切替弁２３のシール部材２３３によるシール力とが互いに異なることとなる。

本実施形態では、第３切替弁２３のシール部材２３３のシール力が第２切替弁２２のシール部材２２３のシール力よりも弱くなっていることによって、第２切替弁２２における冷却水の圧力損失が第３切替弁２３における冷却水の圧力損失よりも大きくなる。

これにより、上記実施形態と同様に、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を低くできるので、リザーブタンク５５内の冷却水の減少を抑制できる。また、少なくとも１つの熱機器における冷却水の圧力を低くできるので、熱機器の寿命を高めたり、構造を簡素化できる。

（２）上記各実施形態では、温度調節対象機器を温度調節するための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。

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。ナノ粒子を熱媒体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のように凝固点を低下させて不凍液にす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、熱媒体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、および極低温での熱媒体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熱媒体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、熱媒体の熱容量を増加させることができるので、熱媒体自体の顕熱による蓄冷熱量を増加させることができる。

蓄冷熱量を増加させることにより、圧縮機３２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、車両用熱管理装置１０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、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

ＣＮＴはカーボンナノチューブである。グラファイトコアシェル型ナノ粒子は、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である。

（３）上記各実施形態の冷凍サイクル３１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３１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。

１１ 第１ポンプ（ポンプ）
１２ 第２ポンプ（ポンプ）
１３ ラジエータ（熱機器）
１６ クーラコア（熱機器）
１７ ヒータコア（熱機器）
１８ 冷却水冷却水熱交換器（熱機器）
２０Ａ 電池温調用熱交換器（熱機器）
２０Ｂ オイル熱交換器（熱機器）
２２ 第２切替弁（上流側バルブ）
２３ 第３切替弁（下流側バルブ）
５５ リザーブタンク

Claims (10)

1. 熱媒体を吸入して吐出するポンプ（１１、１２）と、
   前記熱媒体を貯留するリザーブタンク（５５）と、
   前記熱媒体と熱交換される複数の熱機器（１３、１６、１７、１８、２０Ａ、２０Ｂ）と、
   前記複数の熱機器のうち少なくとも１つの熱機器に対して前記熱媒体の流れの上流側に配置され、前記熱媒体の流路の開度を調整する上流側バルブ（２２）と、
   前記複数の熱機器のうち少なくとも１つの熱機器に対して前記熱媒体の流れの下流側に配置され、前記熱媒体の流路の開度を調整する下流側バルブ（２３）と、
   前記上流側バルブ（２２）と前記少なくとも１つの熱機器との間における前記熱媒体の流路、および前記少なくとも１つの熱機器と前記下流側バルブ（２３）との間における前記熱媒体の流路のうち少なくとも一方の流路を形成し、前記熱媒体の圧力に応じて膨張・収縮するホース（４３、４６、４７、４８、５０、５１）とを備え、
   前記複数の熱機器のうち他の少なくとも１つの熱機器に前記熱媒体が流通している場合、前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失が前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流量が制限されることを特徴とする車両用熱管理装置。
2. 前記上流側バルブ（２２）の開度が前記下流側バルブ（２３）の開度よりも小さくなることによって、前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失が前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理装置。
3. 前記複数の熱機器（１３、１６、１７、１８、２０Ａ、２０Ｂ）のうち他の少なくとも１つの熱機器に前記熱媒体が流通している場合、前記上流側バルブ（２２）の開度が０％になり、前記下流側バルブ（２３）の開度が０％よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流通が遮断されることを特徴とする請求項２に車両用熱管理装置。
4. 前記上流側バルブ（２２）および前記下流側バルブ（２３）はそれぞれ、前記熱媒体の流路と連通する開口部（２２２ａ、２３２ａ）が形成された弁体（２２２、２３２）を有しており、
   前記上流側バルブ（２２）の開口部（２２２ａ）の形状と前記下流側バルブ（２３）の開口部（２３２ａ）の形状とが互いに異なっていることによって、前記上流側バルブ（２２）の開度が前記下流側バルブ（２３）の開度よりも小さくなることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用熱管理装置。
5. 前記上流側バルブ（２２）および前記下流側バルブ（２３）はそれぞれ、前記熱媒体の流路と連通する開口部（２２２ａ、２３２ａ）が形成された弁体（２２２、２３２）と、前記弁体（２２２、２３２）からの前記冷却水の漏れを抑制するシール部材（２２３、２３３）とを有しており、
   前記下流側バルブ（２３）のシール部材（２３３）のシール力が前記上流側バルブ（２２）のシール部材（２２３）のシール力よりも弱くなっていることによって、前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失が前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱管理装置。
6. 前記ポンプは第１ポンプ（１１）であり、
   さらに、前記熱媒体を吸入して吐出する第２ポンプ（１２）を備え、
   前記上流側バルブ（２２）は、前記第１ポンプ（１１）が吐出した前記熱媒体、および前記第２ポンプ（１２）が吐出した前記熱媒体のいずれかを前記少なくとも１つの熱機器に選択的に流入させ、
   前記下流側バルブ（２３）は、前記少なくとも１つの熱機器から流出した前記熱媒体を、前記第１ポンプ（１１）および前記第２ポンプ（１２）のいずれかに選択的に流入させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
7. 前記他の少なくとも１つの熱機器に前記熱媒体が流通している場合において、
   前記熱媒体の圧力、前記熱媒体の温度、および前記リザーブタンク（５５）に貯留されている前記熱媒体の液面の高さのうち少なくとも１つに基づいて、前記リザーブタンク（５５）に貯留されている前記熱媒体が増加すると判断される場合、
   前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失が前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流量が制限されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
8. 前記他の少なくとも１つの熱機器に前記熱媒体が流通している場合において、
   前記熱媒体の圧力、前記熱媒体の温度、および前記リザーブタンク（５５）に貯留されている前記熱媒体の液面の高さのうち少なくとも１つに基づいて、前記リザーブタンク（５５）に貯留されている前記熱媒体が減少すると判断される場合、
   前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失が前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流量が制限されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
9. 前記他の少なくとも１つの熱機器に前記熱媒体が流通している場合において、
   前記少なくとも１つの熱機器の温度、または前記他の少なくとも１つの熱機器の温度が所定温度を超えると推定される場合、
   前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失が前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流量が制限されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
10. 前記複数の熱機器は、前記熱媒体と相手側流体とを熱交換させる熱交換器（１６、１７、１８、２０）を含んでおり、
    前記相手側流体の温度が所定温度を超えると推定される場合、
    前記下流側バルブ（２３）における前記熱媒体の圧力損失が前記上流側バルブ（２２）における前記熱媒体の圧力損失よりも大きくなることによって、前記少なくとも１つの熱機器における前記熱媒体の流量が制限されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。

Images