JP3282391B2 - 車両用燃料冷却装置 - Google Patents

車両用燃料冷却装置

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JP3282391B2 JP18004894A JP18004894A JP3282391B2 JP 3282391 B2 JP3282391 B2 JP 3282391B2 JP 18004894 A JP18004894 A JP 18004894A JP 18004894 A JP18004894 A JP 18004894A JP 3282391 B2 JP3282391 B2 JP 3282391B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車室冷却用の冷媒の一
部を燃料冷却系に迂回させる燃料冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用燃料冷却装置として、例えば特開
昭63−212756号公報には、冷媒の循環経路中に
車室冷却系および燃料冷却系を並列に設け、車両の燃料
の温度が所定値を越えると燃料冷却系へ冷媒を導いて燃
料冷却を行うものが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報記載の装
置では、燃料冷却系への冷媒の供給および供給停止を電
磁弁の全開および全閉操作で切換えるので、車室冷却系
および燃料冷却系への冷媒の分配量が不連続に変化し、
車室側の空調の吹出し温度が急激に変化する。冷媒の循
環量が限られているにも拘らず、燃料温度が所定値を僅
かに越えただけで多量の冷媒が燃料冷却系へと導かれる
ので、車室側の冷却性能が過剰に損われ、コンプレッサ
の消費動力が不必要に増加する。
【0004】本発明の目的は、限られた流量の冷媒を車
室冷却系および燃料冷却系へ適切に分配して、車室の冷
却性能に与える影響を最小限に止めつつ燃料を過不足な
く冷却できる車両用燃料冷却装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、請求項1の発明は、冷媒と車室へ
の取り込み空気との間で熱交換を行う車室冷却系10
と、冷媒と車両の燃料との間で熱交換を行う燃料冷却系
20とが冷媒の循環経路中に並列に設けられ、車室冷却
系10および燃料冷却系20への冷媒の分配量を調整す
る分配量調整手段23が設けられた車両用燃料冷却装置
に適用される。そして、燃料の温度を検出する燃料温度
検出手段50と、燃料温度検出手段50により検出され
た燃料温度の高低に応じて燃料冷却系20への冷媒の分
配量が連続的に変化するように分配量調整手段23を制
御する分配量制御手段51とを備えることにより、上述
した目的を達成する。請求項2の発明は請求項1の車両
用燃料冷却装置に適用され、冷媒の循環経路に冷媒を膨
張させる膨張弁4が介装され、この膨張弁4よりも冷媒
の流れ方向下流側に車室冷却系10および燃料冷却系2
0の分岐点Aが設定されている。請求項3の発明は請求
項2の車両用燃料冷却装置に適用され、冷媒の圧力およ
び温度に基づいて膨張弁4の開度を増減させる開度調整
手段30、31、40、41、42が膨張弁4に付設さ
れ、この開度調整手段30、31、40、41、42に
よる冷媒の圧力および温度の取り込み位置よりも車室冷
却系10および燃料冷却系20の合流点Bが冷媒の流れ
方向上流側に設定されている。請求項4の発明は請求項
1の車両用燃料冷却装置に適用され、分配量調整手段
が、車室冷却系10および燃料冷却系20のいずれか一
方の流路面積を増減させる絞り弁23を備える。
【0006】
【作用】請求項1の発明では、燃料温度の高低に応じて
燃料冷却系20への冷媒の分配量が連続的に変化するよ
うに分配量調整手段23が調整される。このため、燃料
温度が低いときには燃料冷却系20への冷媒分配量を絞
り込み、燃料温度が高いときには燃料冷却系20への冷
媒分配量を増加させて過不足なく燃料を冷却できる。冷
媒の分配量が連続的に変化するので車室冷却系10の冷
却性能も緩やかに変化する。請求項2の発明では、膨張
弁4よりも下流側にて車室冷却系10と燃料冷却系20
とが分岐するので、二つの冷却系10、20で膨張弁4
が共用される。請求項3の発明では、車室冷却系10お
よび燃料冷却系20の双方の熱負荷の合計に応じて冷媒
循環経路全体の冷媒流量が調整される。請求項4の発明
では、絞り弁23の開度に応じて車室冷却系10または
燃料冷却系20のいずれか一方の流路面積が増減し、そ
れに応答して両冷却系10、20への冷媒の分配量が変
化する。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0008】
【実施例】図1〜図4を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本実施例の燃料冷却装置の概略構成を示
し、1はエンジンEに駆動されて冷媒を圧縮するコンプ
レッサ、2はコンプレッサ1から吐出された冷媒を外気
で冷却するコンデンサ、3はコンデンサ2からの冷媒を
気液分離するリキッドタンク、4は冷媒を膨張させる膨
張弁である。膨張弁4の詳細は後述する。膨張弁4から
先の冷媒流路は、分岐点Aにおいて車室冷却系10と燃
料冷却系20とに分岐され、両冷却系10、20は合流
点Bにて合流する。なお、コンプレッサ1から冷却系1
0、20を経てコンプレッサ1に戻るまでの冷媒の流れ
方向は図に適宜矢印で示した通りである。
【0009】車室冷却系10には、空調ダクト5内に取
り込まれた空気を膨張弁4からの冷媒で冷却するエバポ
レータ11が設けられる。なお、6は空調ダクト5内へ
送風するブロアファンである。一方、燃料冷却系20に
は、燃料流通管21aの内部を図の矢印方向に通過する
燃料と、燃料流通管21aの周囲を流れる冷媒とを熱交
換させて燃料を冷却する燃料冷却器21が設けられる。
燃料冷却器21から合流点Bへ向う冷媒の流路22に
は、絞り弁23が設けられる。絞り弁23は、アクチュ
エータ24により図示の如く流路22を完全に開口させ
る開位置と、流路22を完全に閉塞する閉位置との間の
任意の位置に駆動される。
【0010】合流点Bからコンプレッサ1へ冷媒を戻す
ための流路25には均圧管30が接続され、流路25の
外周には感温筒31が取り付けられている。図2に示す
ように、均圧管30に取り込まれた冷媒の圧力は膨張弁
4の第1の圧力室40に導かれる。第1の圧力室40は
ダイアフラム41を挟んで第2の圧力室42と対向し、
第2の圧力室42は管路42aを介して感温筒31の内
部と連通する。第2の圧力室42から感温筒31にかけ
ての密封部分には不活性ガスが封入され、感温筒31の
内部には温度に応じて不活性ガスの吸収量が変化する活
性炭が封入されている。ダイアフラム41はロッド43
を介して球状の弁体44と連結され、その弁体44はば
ね45により弁座46側へ常時付勢されている。
【0011】流路25の冷媒温度が上昇すると感温筒3
1内部の活性炭からのガス放出量が増加して第2の圧力
室42の内圧が第1の圧力室40側よりも高くなり、ダ
イアフラム41がば45に抗して第1の圧力室40側へ
撓む。これにより弁体44が弁座46から離れる方向へ
移動して膨張弁4の開度が増加する。このように、コン
プレッサ1へ戻る冷媒の温度が冷媒圧力に応じて定まる
所定の値よりも上昇すれば膨張弁4の開度が増加して冷
媒の流量が増加し、冷媒温度が低下すれば膨張弁4の開
度が減少して冷媒の流量が減少する。
【0012】図1に示すように、燃料冷却器21の燃料
流通管21aの入口側には、燃料温度TFを検出する燃
料温度センサ50が設けられている。燃料温度センサ5
0が検出した燃料温度に関する情報は制御装置51に入
力される。制御装置51は、検出された燃料温度TF
基づいてアクチュエータ24を駆動して絞り弁23の開
度θvを制御する。
【0013】図3は制御装置51による絞り弁23の開
度制御に係る割込み処理を示す。この処理では先ずステ
ップS1で燃料温度センサ50が検出する燃料温度TF
を読み込む。続くステップS2では検出された燃料温度
Fに対応する絞り弁23の開度θvを図4のグラフにし
たがって決定する。すなわち、燃料温度がTF1未満の領
域では開度θvを0%とし、温度TFがTF1以上TF2未満
の領域では燃料温度TFに比例して連続的に開度θvを増
加させ、温度TF2以上の領域では開度θvを100%と
する。続くステップS3では、決定した開度θvが得ら
れるようにアクチュエータ24を駆動する。以上により
割込み処理を終了する。
【0014】以上の装置では、燃料温度TFの高低に応
じて絞り弁23の開度θvが連続的に変化するために、
システム全体を循環する冷媒のうち、燃料温度TFに見
合った量の冷媒が過不足なく燃料冷却系20へと導か
れ、車室冷却系10側の冷却性能の低下が必要最小限に
止められる。車室冷却系10への冷媒の分配量も連続的
に変化するので、車室への空調吹出し温度の急変が防が
れる。また、二つの冷却系10、20の分岐点Aが膨張
弁4の下流側なので、各冷却系10、20にそれぞれ膨
張弁を設ける必要がない。冷却系10、20の合流点B
が膨張弁4への冷媒圧力および冷媒温度の取り込み位置
(均圧管30および感温筒31の取り付け位置)よりも
上流側なので、車室冷却系10および燃料冷却系20の
双方の熱負荷の合計に応じて膨張弁4の開度が調整さ
れ、システム全体の冷媒の循環量が増減される。
【0015】以上の実施例では、絞り弁23が分配量調
整手段を、燃料温度センサ50が燃料温度検出手段を、
制御装置51が分配量制御手段を、均圧管30、感温筒
31、膨張弁4内の一対の圧力室40、42およびダイ
アフラム41が開度調整手段をそれぞれ構成する。な
お、絞り弁23は車室冷却系10側に設けることもでき
る。その場合は、燃料温度TFと開度θvとの関係を図4
と反対の特性に設定する。燃料温度は燃料冷却器21へ
の燃料流入位置に限らず、燃料冷却の程度を検知できる
箇所であればどこで検出してもよい。冷媒温度と絞り弁
の開度との関係は正比例に限らず、二次関数、正弦曲線
など種々の関数曲線を用いてよい。
【0016】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、燃料温度に応
じた流量の冷媒を燃料冷却系へ導いて過不足なく燃料を
冷却しつつ、車室冷却性能の低下やコンプレッサの消費
動力の増加を最小限に止めることができる。冷媒の分配
量が連続的に変化するので、車室への空調の吹出し温の
急激な変化が防がれる。請求項2の発明では、車室冷却
系と燃料冷却系とで膨張弁が共用されるので、部品点数
が減ってコストダウンが達成される。請求項3の発明で
は、単一の膨張弁により、車室冷却系および燃料冷却系
の双方の熱負荷の合計に応じて冷媒循環経路全体の冷媒
流量を制御できる。請求項4の発明では、絞り弁の開度
を調整するだけで車室冷却系および燃料冷却系への冷媒
の分配量を変化させることができるので、簡素な構成で
冷媒分配量調整手段を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の概略構成を示す図。
【図2】図1の膨張弁の構成を模式的に示す図。
【図3】図1の制御装置にて実行される冷媒分配量の制
御手順を示す図。
【図4】実施例における燃料温度と絞り弁の開度との関
係を示す図。
【符号の説明】
1 コンプレッサ 4 膨張弁 10 車室冷却系 11 エバポレータ 20 燃料冷却系 21 燃料冷却器 23 絞り弁 30 均圧管 31 感温筒 41 ダイアフラム 50 燃料温度センサ 51 制御装置

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒と車室への取り込み空気との間で熱
    交換を行う車室冷却系と、前記冷媒と車両の燃料との間
    で熱交換を行う燃料冷却系とが冷媒の循環経路中に並列
    に設けられ、前記車室冷却系および前記燃料冷却系への
    冷媒の分配量を調整する分配量調整手段が設けられた車
    両用燃料冷却装置において、 前記燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、 前記燃料温度検出手段により検出された燃料温度の高低
    に応じて前記燃料冷却系への冷媒の分配量が連続的に変
    化するように、前記分配量調整手段を制御する分配量制
    御手段と、を備えることを特徴とする車両用燃料冷却装
    置。
  2. 【請求項2】 前記冷媒の循環経路には前記冷媒を膨張
    させる膨張弁が介装され、この膨張弁よりも冷媒の流れ
    方向下流側に前記車室冷却系および前記燃料冷却系の分
    岐点が設定されていることを特徴とする請求項1記載の
    車両用燃料冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記膨張弁には、前記冷媒の圧力および
    温度に基づいて当該膨張弁の開度を増減させる開度調整
    手段が付設され、該開度調整手段による前記冷媒の圧力
    および温度の取り込み位置よりも前記車室冷却系および
    前記燃料冷却系の合流点が冷媒の流れ方向上流側に設定
    されていることを特徴とする請求項2記載の車両用燃料
    冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記分配量調整手段は、前記車室冷却系
    および前記燃料冷却系のいずれか一方の流路面積を増減
    させる絞り弁を備えることを特徴とする請求項1記載の
    車両用燃料冷却装置。
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