JP6112039B2 - 車両用熱管理システム - Google Patents
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Description
熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)、第2ポンプ(12)および第3ポンプ(42)と、
熱媒体が流通する熱媒体流通機器(13、14、15、16)と、
第1ポンプ(11)の熱媒体吐出側、第2ポンプ(12)の熱媒体吐出側、および熱媒体流通機器(13、14、15、16)の熱媒体入口側が接続され、熱媒体流通機器(13、14、15、16)について第1ポンプ(11)から吐出された熱媒体が流入する状態と第2ポンプ(12)から吐出された熱媒体が流入する状態とを切り替える第1切替弁(18)と、
第1ポンプ(11)の熱媒体吸入側、第2ポンプ(12)の熱媒体吸入側、および熱媒体流通機器(13、14、15、16)の熱媒体出口側が接続され、熱媒体流通機器(13、14、15、16)について第1ポンプ(11)へ熱媒体が流出する状態と第2ポンプ(12)へ熱媒体が流出する状態とを切り替える第2切替弁(19)と、
第3ポンプ(42)が吸入して吐出した熱媒体が循環する熱媒体回路(40)と、
熱媒体回路(40)に配置され、熱を発生する発熱機器(43)と、
第1切替弁(18)および第2切替弁(19)のうち少なくとも一方の切替弁、および熱媒体回路(40)に接続され、熱媒体の熱を利用する熱利用機器(17)と、
第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)のうち一方のポンプが吸入して吐出した熱媒体が熱利用機器(17)に循環する状態と、第3ポンプ(42)が吸入して吐出した熱媒体が熱利用機器(17)に循環する状態とを切り替える切替手段(49、70、18)とを備えることを特徴とする。
以下、第1実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1に示す車両用熱管理システム10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。
上記第1実施形態では、冷却水加熱器15およびヒータコア17に冷却水が並列に流れるが、本第2実施形態では、図8に示すように、冷却水加熱器15およびヒータコア17に冷却水が直列に流れる。
上記第1実施形態では、ヒータコア用流路37の下流側端部は第2切替弁19に接続されているが、本第3実施形態では、図15に示すように、ヒータコア用流路37の下流側端部は、第1ポンプ用流路31のうち第1ポンプ11の吸入側の部位に接続されている。換言すれば、ヒータコア用流路37の下流側端部は、第1ポンプ用流路31のうち第2切替弁19と第1ポンプ11との間の部位に接続されている。
上記第3実施形態では、第1接続流路47の下流側端部は三方弁49を介してヒータコア用流路37に接続されているが、本第4実施形態では、図16に示すように、第1接続流路47の下流側端部は第1切替弁18に接続されている。換言すれば、エンジン冷却回路40が第1切替弁18に接続されている。
上記第4実施形態では、上記第3実施形態の構成を前提として、第1切替弁18に三方弁49を一体化しているが、本第5実施形態では、図17に示すように、上記第1実施形態の構成を前提として、第1切替弁18に三方弁49を一体化している。
上記第2実施形態では、四方弁70は、ヒータコア用流路37と第1接続流路47との接続部に配置されているが、本第6実施形態では、図18に示すように、四方弁70は、ヒータコア用流路37と第2接続流路48との接続部に配置されている。
本実施形態では、図19に示すように、上記第1実施形態に対して、冷却水冷却器14、冷却水加熱器15および三方弁49の配置、ならびにヒータコア用流路37の接続先を変更している。
本実施形態では、図20に示すように、上記第1実施形態に対して、第1接続流路47および第2接続流路48の接続先を変更している。
上記第8実施形態では、エンジン用冷却回路40は、第1ポンプ用流路31および第2ポンプ用流路32に対して直列に接続されているが、本実施形態では、図22に示すように、エンジン用冷却回路40は、第1ポンプ用流路31および第2ポンプ用流路32に対して並列に接続されている。
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。
12 第2ポンプ
13 ラジエータ(熱媒体流通機器)
14 冷却水冷却器(熱媒体流通機器)
15 冷却水加熱器(熱媒体流通機器)
16 温度調整対象機器(熱媒体流通機器)
17 ヒータコア(熱利用機器)
18 第1切替弁
19 第2切替弁
40 熱媒体回路
42 第3ポンプ
43 エンジン(発熱機器)
49 三方弁(切替手段)
Claims (19)
- 熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)、第2ポンプ(12)および第3ポンプ(42)と、
前記熱媒体が流通する熱媒体流通機器(13、14、15、16)と、
前記第1ポンプ(11)の熱媒体吐出側、前記第2ポンプ(12)の熱媒体吐出側、および前記熱媒体流通機器(13、14、15、16)の熱媒体入口側が接続され、前記熱媒体流通機器(13、14、15、16)について前記第1ポンプ(11)から吐出された熱媒体が流入する状態と前記第2ポンプ(12)から吐出された前記熱媒体が流入する状態とを切り替える第1切替弁(18)と、
前記第1ポンプ(11)の熱媒体吸入側、前記第2ポンプ(12)の熱媒体吸入側、および前記熱媒体流通機器(13、14、15、16)の熱媒体出口側が接続され、前記熱媒体流通機器(13、14、15、16)について前記第1ポンプ(11)へ前記熱媒体が流出する状態と前記第2ポンプ(12)へ熱媒体が流出する状態とを切り替える第2切替弁(19)と、
前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が循環する熱媒体回路(40)と、
前記熱媒体回路(40)に配置され、熱を発生する発熱機器(43)と、
前記第1切替弁(18)および前記第2切替弁(19)のうち少なくとも一方の切替弁、および前記熱媒体回路(40)に接続され、前記熱媒体の熱を利用する熱利用機器(17)と、
前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち一方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する状態と、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する状態とを切り替える切替手段(49、70、18、80)とを備えることを特徴とする車両用熱管理システム。 - 前記切替手段(49、70、18、80)は、前記一方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環することを遮断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。
- 前記少なくとも一方の切替弁または前記切替手段(70)は、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記第1ポンプ(11)が吸入して吐出した前記熱媒体、および前記第2ポンプ(12)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環することを遮断することを特徴とする請求項1または2に記載の車両用熱管理システム。
- 前記第1ポンプ(11)によって循環される前記熱媒体の流れが前記第1切替弁(18)側と前記熱利用機器(17)側とに分岐する分岐部(31a)と、
前記第2切替弁(19)から流出した前記熱媒体と前記熱利用機器(17)から流出した前記熱媒体とが合流する合流部(31b)とを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用熱管理システム。 - 前記第1ポンプ(11)が吸入して吐出した前記熱媒体が循環する第1熱媒体循環回路(C1)、前記第2ポンプ(12)が吸入して吐出した前記熱媒体が循環する第2熱媒体循環回路(C2)、および前記熱媒体回路(40)のうちいずれか1つの回路(40)に設けられ、前記熱媒体の圧力を調整する圧力調整手段(81)と、
前記第1熱媒体循環回路(C1)、前記第2熱媒体循環回路(C2)および前記熱媒体回路(40)のうち前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)と、残余の各回路(C1、C2)とを連通する第1連通手段(47)および第2連通手段(48)とを備え、
前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)におけるポンプ吐出圧力とポンプ吸入圧力との平均圧力を第1平均圧力としたとき、
前記第1連通手段(47)は、前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)のうち前記熱媒体の圧力が前記第1平均圧力よりも高くなる部位(41b)と、前記残余の各回路(C1、C2)とを連通していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。 - 前記残余の各回路(C1、C2)におけるポンプ吐出圧力とポンプ吸入圧力との平均圧力を第2平均圧力としたとき、
前記第1連通手段(47)は、前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)と、前記残余の各回路(C1、C2)のうち前記熱媒体の圧力が前記第2平均圧力よりも低くなる部位(31c、32c)とを連通する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。 - 前記第1連通手段(47)と前記第2連通手段(48)とを連通する第3連通手段(82)を備え、
前記残余の各回路(C1、C2)におけるポンプ吐出圧力とポンプ吸入圧力との平均圧力を第2平均圧力としたとき、
前記第1連通手段(47)は、前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)と、前記残余の各回路(C1、C2)のうち、前記熱媒体の圧力が前記第2平均圧力よりも高くなる部位(31d、32d)とを連通し、
さらに、前記第2連通手段(48)のうち、前記第3連通手段(82)と前記圧力調整手段(81)が設けられた回路(40)との間における前記熱媒体の流れを絞る第1絞り手段(83a)と、
前記第2連通手段(48)のうち、前記第3連通手段(82)と前記残余の各回路(C1、C2)との間における前記熱媒体の流れを絞る第2絞り手段(83b)とを備える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。 - 前記残余の各回路(C1、C2)のうち前記第2連通手段(48)と接続される部位には、重力方向上方側を向いた開口面を有する連通孔(31e、32e)が形成されていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
- 前記第1連通手段(47)および前記第2連通手段(48)は、前記残余の各回路(C1、C2)に向かって分岐する分岐流路(47a、47b、48a、48b)を形成していることを特徴とする請求項5ないし8のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
- 前記切替手段(80)は、
前記一方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する状態と、前記第1ポンプ(11)および前記第2ポンプ(12)のうち他方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する状態と、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する状態とを切り替え、
前記他方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環することを遮断することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。 - 前記熱媒体の熱を吸熱することによって熱媒体を冷却する熱媒体冷却手段(14)と、
前記熱媒体の熱を利用する第2熱利用機器(53)とを備え、
前記切替手段(80)は、前記第1ポンプ(11)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体を前記熱媒体冷却手段(14)および前記第2熱利用機器(53)に循環させることを特徴とする請求項10に記載の車両用熱管理システム。 - 前記切替手段(49、70)は、前記熱媒体の流れにおいて、前記少なくとも一方の切替弁と前記熱利用機器(17)との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
- 前記熱利用機器(17)は、前記第1切替弁(18)および前記第2切替弁(19)に接続されており、
前記切替手段(49、70)は、前記熱媒体の流れにおいて、前記第1切替弁(18)または前記第2切替弁(19)と前記熱利用機器(17)との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。 - 前記熱媒体を加熱する熱媒体加熱手段(15)を備え、
前記熱媒体加熱手段(15)は、前記熱媒体の流れにおいて、前記熱利用機器(17)と直列、かつ前記熱利用機器(17)よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。 - 前記熱媒体加熱手段(15)から流出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)をバイパスして流れるバイパス手段(71)を備え、
前記切替手段(70)は、前記熱媒体の流れにおいて、前記熱媒体加熱手段(15)と前記熱利用機器(17)との間に配置されており、
前記バイパス手段(71)は、前記切替手段(70)に接続されており、
前記切替手段(70)は、前記一方のポンプが吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記バイパス手段(71)への前記熱媒体の流通を遮断し、前記第3ポンプ(42)が吸入して吐出した前記熱媒体が前記熱利用機器(17)に循環する場合、前記バイパス手段(71)に前記熱媒体を流通させることを特徴とする請求項14に記載の車両用熱管理システム。 - 前記バイパス手段(71)は、前記熱利用機器(17)から前記一方のポンプ側に至る前記熱媒体の流路(37)のうち前記熱媒体回路(40)側への分岐部(37a)よりも下流側の部位(37b)に接続されていることを特徴とする請求項15に記載の車両用熱管理システム。
- 前記少なくとも一方の切替弁および前記切替手段(49、70、18)は、前記熱利用機器(17)に、前記第1ポンプ(11)によって吸入されて吐出された前記熱媒体、前記第2ポンプ(12)によって吸入されて吐出された前記熱媒体、および前記第3ポンプ(42)によって吸入されて吐出された前記熱媒体のいずれもが循環しない状態に切り替え可能になっていることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
- 前記少なくとも一方の切替弁には、前記熱媒体回路(40)が接続されており、
前記少なくとも一方の切替弁は、前記切替手段(49)を構成していることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。 - 前記熱媒体回路(40)を循環する前記熱媒体と外気とを熱交換する熱媒体外気熱交換器(44)を備え、
前記熱利用機器(17)および前記熱媒体外気熱交換器(44)は、前記熱媒体回路(40)における前記熱媒体の流れにおいて互いに並列に配置されていることを特徴とする請求項1ないし18のいずれか1つに記載の車両用熱管理システム。
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