ハイブリッド車両用冷却装置
【課題】車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への搭載性に優れたハイブリッド車両用冷却装置を提供する。
【解決手段】実施例１の冷却装置は、エンジン３と、モータ７と、ＰＣＵ９と、電装系用ラジエータ１１と、ケミカルヒートポンプ１３と、クーラコア１５とを備えている。ケミカルヒートポンプ１３は、再生室４１と吸収室４２と凝縮室４３と蒸発室４４とを有している。吸収室４２及び凝縮室４３には配管３３が接続されている。蒸発室４４とクーラコア１５とは配管５３、５４によって接続されており、内部を空調用冷却液が循環している。この冷却装置では吸熱反応によって蒸発室４４内に冷熱が蓄えられる。そして、空調用冷却液及びクーラコア１５を介してこの冷熱が車内に供給されることで車室の冷房が行われる。また、吸収室４２及び凝縮室４３は配管３３内を流通する電装系冷却液によって冷却される。
【解決手段】実施例１の冷却装置は、エンジン３と、モータ７と、ＰＣＵ９と、電装系用ラジエータ１１と、ケミカルヒートポンプ１３と、クーラコア１５とを備えている。ケミカルヒートポンプ１３は、再生室４１と吸収室４２と凝縮室４３と蒸発室４４とを有している。吸収室４２及び凝縮室４３には配管３３が接続されている。蒸発室４４とクーラコア１５とは配管５３、５４によって接続されており、内部を空調用冷却液が循環している。この冷却装置では吸熱反応によって蒸発室４４内に冷熱が蓄えられる。そして、空調用冷却液及びクーラコア１５を介してこの冷熱が車内に供給されることで車室の冷房が行われる。また、吸収室４２及び凝縮室４３は配管３３内を流通する電装系冷却液によって冷却される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における環境意識の高まりから、エンジンとモータとを駆動源とし、モータを駆動回路にて駆動させるハイブリッド車両が注目されている。このハイブリッド車両にあっては、車室の好適な空調を実現しながら、省エネルギーな走行を可能とするハイブリッド車両用空調装置が求められる。
【０００３】
このようなハイブリッド車両用空調装置として、例えば特許文献１に開示のものが知られている。このハイブリッド車両用空調装置は、エンジン用ラジエータと、エンジン用ラジエータとエンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路と、電装系用ラジエータと、電装系用ラジエータとモータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、エンジン用ラジエータ及び電装系用ラジエータと並列に接続され、車室に設けられたヒータコアとを備えている。
【０００４】
このハイブリッド車両用空調装置によれば、エンジンやモータで生じた排熱を車室の暖房に用いることができることから、暖房のためだけにエンジンを駆動させる必要性がなくなり、車室の好適な暖房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この上記従来のハイブリッド車両用空調装置は、車室を暖房できるだけであり、車室を冷房することができない。
【０００７】
この点、特開２００８−２９１７７７号、特開２００７−２１８５０４号、特開昭６１−１９３９１４号公報等に開示されているケミカルヒートポンプを採用することが考えられる。これらのケミカルヒートポンプは、接続流路によって接続され、互いに可逆な発熱反応及び吸熱反応を生じる化学物質が充填された再生室及び蒸発室を有している。
【０００８】
そこで、上記のハイブリッド車両用空調装置がケミカルヒートポンプを備えれば、蒸発室における吸熱反応で生じた冷熱を車室に供給することによって、車室を冷却することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、上記のようなケミカルヒートポンプでは、発熱反応時や吸熱反応時において化学物質の冷却を行う必要がある。そして、上記のハイブリッド車両用空調装置がこのようなケミカルヒートポンプを備えた場合、化学物質の冷却には、各ラジエータが利用されることとなる。その一方で、上記のハイブリッド車両用空調装置では、ハイブリッド車両がエンジンとモータとを駆動源としている。このため、単にケミカルヒートポンプを採用するだけでは、エンジンやモータの冷却と化学物質の冷却の両方を行う必要があることから、エンジン用ラジエータと電装系用ラジエータとをともに大きな容量にする必要がある。この場合、ハイブリッド車両用空調装置の車両への搭載性が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への搭載性に優れたハイブリッド車両用冷却装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両用冷却装置は、エンジンとモータとを駆動源とし、該モータを駆動回路にて駆動するハイブリッド車両のハイブリッド車両用冷却装置であって、
電装系用ラジエータと、
前記モータ及び前記駆動回路の少なくとも一方と該電装系用ラジエータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、
化学物質及び反応物質を有するケミカルヒートポンプとを備え、
前記ケミカルヒートポンプは、少なくとも前記エンジンの駆動により発生する熱を保有する熱媒によって前記化学物質を加熱し、前記反応物質を蒸気化する再生室と、
第１接続流路により該再生室と接続され、蒸気化した該反応物質を凝縮する凝縮室と、
第２接続流路により該凝縮室と接続され、凝縮した該反応物質を気化する蒸発室と、
第３接続流路により該蒸発室と接続されているとともに、第４接続流路及び第５接続流路により該再生室と接続され、気化した該反応物質を該第４接続流路を介して流入してくる該化学物質に発熱反応によって吸収させるとともに、吸収後の該化学物質を該第５接続流路を介して該再生室に流出させる吸収室とを有し、
該凝縮室及び該吸収室の少なくとも一方には、前記電装系用放熱流路が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両用冷却装置（以下、単に冷却装置という。）では、エンジンの駆動等により発生した熱を保有する熱媒によって再生室を加熱すれば、再生室内の化学物質が加熱され、反応物質が蒸気化する。蒸気化した反応物質は、第１接続流路を経由して再生室から凝縮室へ至り、凝縮室で凝縮される。そして、凝縮された反応物質は、第２接続流路を経由して凝縮室から蒸発室へ至り、蒸発室内で気化する。この際、蒸発室内には気化熱によって冷熱が蓄えられる。この気化した反応物質は第３接続流路を経由して吸収室に至る。また、再生室内で反応物質が分離した化学物質は第４接続流路を経由して吸収室に至る。このため、吸収室では、気化した反応物質が化学物質に吸収される。この際、発熱反応が生じることとなる。反応物質を吸収した化学物質は第５接続流路を経由して再生室に至る。
【００１３】
こうして、この冷却装置では、蒸発室に蓄えられた冷熱によって、車室等を冷却することが可能である。また、凝縮室及び吸収室の少なくとも一方に電装系用放熱流路が設けられているため、吸収室及び凝縮室の少なくとも一方は電装系用放熱流路内の電装系冷却液によって冷却されることとなる。そして、凝縮室や吸収室を経て加熱された電装系用放熱流路内の電装系冷却液は、電装系用ラジエータにおいて、周りの空気と熱交換されて冷却される。
【００１４】
また、この冷却装置では、ハイブリッド車両が主としてエンジンによって走行し、モータ及び駆動回路の負荷が小さいか、または、ゼロである際、電装系用ラジエータが冷却に余裕を有することから、電装系用ラジエータが電装系用放熱流路を介して凝縮室及び吸収室の少なくとも一方を冷却することができる。このため、この冷却装置では、凝縮室や吸収室を冷却するための専用の用ラジエータを別途設ける必要がない。さらに、この冷却装置では、電装系用ラジエータの冷却能力、すなわち、その躯体の大きさについて、モータや駆動回路の冷却の他、吸収室や凝縮室の冷却に必要な最低限の大きさとすることができる。このため、この冷却装置では、電装系用ラジエータの大型化を抑制することも可能となる。これらのため、冷却装置の大型化を抑制することが可能となっている。
【００１５】
したがって、本発明の冷却装置によれば、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮することができる。
【００１６】
特に、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプが再生室、吸収室、凝縮室及び蒸発室の四室を有するものであるため、蒸発室では連続的に反応物質の気化が生じる。このため、この冷却装置では、蒸発室内に蓄えられている冷熱の残量に由来した作動時間の時間的制限という問題が生じ難くなり、長期間に亘って好適に車室等の冷却を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明の冷却装置は、例えば車室の冷却、すなわち、車室の冷房装置として利用可能である他、車両に搭載されるバッテリや駆動回路等、車両の走行に必要な各種の駆動装置の冷却装置としても利用可能である。
【００１８】
ケミカルヒートポンプに用いる化学物質としては、ＬｉＢｒ水溶液やＮＨ3水溶液等を採用することができる。例えば、化学物質としてＬｉＢｒ水溶液を採用した場合、反応物質はＨ2Ｏとなり、発熱反応後の化学物質はＬｉＢｒ水溶液となる。また例えば、化学物質としてＮＨ3水溶液を採用した場合、反応物質はＮＨ3となり、発熱反応後の化学物質はＨ2Ｏとなる。
【００１９】
再生室の加熱には、上記のエンジンの駆動に起因する熱媒に加えて、例えば、モータや駆動回路の駆動に起因する熱媒の他、車両が搭載するバッテリの駆動に起因する熱媒を利用しても良い。また、この冷却装置が備えるエンジンには、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン及び天然ガスエンジン等が含まれる。各エンジンの冷却手段としては、本発明の冷却装置以外にもその種類を問わず種々のものを採用することができる。一方、駆動回路としては、インバータやコンバータ等によって構成されたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）等を採用することができる。
【００２０】
特に、この冷却装置では、エンジン用ラジエータと、エンジン用ラジエータとエンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路とを有し得る。そして、熱媒は、エンジンから排出される排ガス、エンジン用放熱流路内のエンジン冷却液及びエンジンを潤滑するためのエンジンオイルの少なくとも一つであることが好ましい（請求項２）。
【００２１】
水冷式のエンジンを採用することにより、エンジンの冷却に用いたエンジン冷却液は、エンジンの駆動によって高温となる。また、同じく排ガスやエンジンオイルもエンジンの駆動によって高温となる。これらを熱媒とすることで、この冷却装置では、再生室内の化学物質を好適に加熱することが可能となる。このため、ケミカルヒートポンプにおける発熱反応及び吸熱反応が好適に行われる。このため、車室等の冷却がより好適に行われることとなる。なお、このエンジン用ラジエータも、エンジン用冷却液の冷却、すなわち、エンジンの冷却に必要な最小限の大きさとすることが可能であり、冷却装置の大型化を抑制することができる。
【００２２】
また、再生室には熱媒が循環可能な熱媒流路が設けられ、再生室を熱媒が迂回可能な熱媒バイパス通路が設けられていることが好ましい（請求項３）。
【００２３】
この場合、熱媒の温度が未だ低く、再生室を十分に加熱できない場合には、その熱媒を熱媒バイパス通路に流通させることで、熱媒の流路抵抗を低減することができる。また、熱媒流路を循環する熱媒により好適に再生室が加熱されるとともに、加熱の必要がない場合には、熱媒バイパス通路に熱媒を迂回させることで再生室が不必要に加熱されることが防止できる。このため、この冷却装置では、再生室内の化学物質の劣化や変質を効果的に防止することが可能となる。なお、熱媒流路としては、例えば、マフラの他、エンジン用放熱流路と接続した配管等が挙げられる。
【００２４】
この冷却装置において、第４接続流路と第５接続流路との間には、第４接続流路内の化学物質と第５接続流路内の化学物質との間で熱交換させる熱交換器が設けられていることが好ましい（請求項４）。
【００２５】
この場合には、再生室から吸収室へ向かう化学物質の熱によって、吸収室から再生室へ向かう化学物質の加熱を行うことが可能となる。同時に、再生室から吸収室へ向かう化学物質を冷却することができる。これらにより、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプにおける発熱反応及び吸熱反応がより好適に行われることとなり、冷却能力を向上させることが可能となる。
【００２６】
また、蒸発室には吸熱を行う吸熱手段が設けられていることが好ましい（請求項５）。この場合、吸熱手段が蒸発室内の冷熱を吸熱することにより、好適に車室等の冷却を行うことが可能となる。この吸熱手段は、例えば蒸発室の周りに設けられたフィンであっても良い。
【００２７】
特に、吸熱手段は、車室内に設けられたクーラコアと、蒸発室に設けられ、クーラコアとの間で空調用冷却液を循環させる室内用流路とからなることが好ましい（請求項６）。
【００２８】
この場合、蒸発室内の冷熱によって冷却された空調用冷却液により、車室の冷房を好適に行うことが可能となる。また、室内用流路によってクーラコアと蒸発室とが接続されるため、車室内におけるクーラコアの設置の自由度も向上させることが可能となっている。このため、この冷却装置では、車両への搭載性がより向上することとなる。
【００２９】
さらに、この場合、電装系用放熱流路と室内用流路との間で熱移動させる熱電変換装置が設けられているが好ましい（請求項７）。
【００３０】
この場合、蒸発室内の冷熱だけでは車室内における冷房能力が不足する場合に、熱電変換装置が吸熱を行うことにより空調用冷却液を更に冷却し、冷房能力を向上させることができる。この際、熱電変換装置から吸熱された空調用冷却液の熱は電装系冷却液に対して放熱される。これによって加熱された電装系用放熱流路内の電装系冷却液も、電装系用ラジエータにおいて、周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。また、この冷却装置では、熱電変換装置に対する電流の印加方向を切り替え、熱電変換装置が電装系冷却液から吸熱を行うことで、緊急時等にモータや駆動回路を急速に冷却させることも可能となる。なお、熱電変換装置としては、例えば、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールを採用することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の冷却装置によれば、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の冷却装置を示す模式構造図である。
【図２】実施例１の冷却装置に係り、冷房運転中の状態を示す模式構造図である。
【図３】実施例２の冷却装置を示す模式構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。実施例１、２の冷却装置は、車室の空調としての冷房運転を行う装置としてハイブリッド車両（以下、単に車両という。）に搭載されている。
【００３４】
（実施例１）
図１に示すように、実施例１の冷却装置は、エンジン３と、エンジン用ラジエータ５と、モータ７と、駆動回路としてのＰＣＵ（パワーコントロールユニット）９と、電装系用ラジエータ１１と、ケミカルヒートポンプ１３と、クーラコア１５と、熱電変換装置としての熱電変換モジュール１７と、一面側熱交換器１９と、他面側熱交換器２１とを備えている。
【００３５】
エンジン３は、車両の走行状況等に応じてモータ７と択一的に駆動されて車両を走行させる。エンジン３には図示しないウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流通するエンジン冷却液によりエンジン３を冷却又は暖機することが可能となっている。また、エンジン３には排気ガスを車室外に放出するマフラ（図示しない）が設けられている。
【００３６】
エンジン用ラジエータ５は、その内部をエンジン冷却液が流通可能に構成されており、エンジン用ラジエータ５内のエンジン冷却液と、エンジン用ラジエータ５周りの空気との間で熱交換を行うことでエンジン冷却液を冷却することが可能となっている。このエンジン用ラジエータ５の容量は、エンジン３の冷却の冷却に必要とされる最小限の大きさとされている。また、エンジン用ラジエータ５の近傍には電動ファン５ａが設けられている。この電動ファン５ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００３７】
エンジン３とエンジン用ラジエータ５とは配管２２〜２５によって接続されている。これらの配管２２〜２５がエンジン用放熱流路である。これらの配管２２〜２５内にも上記のエンジン冷却液が流通しており、エンジン冷却液は、エンジン３とエンジン用ラジエータ５との間を循環することが可能となっている。また、配管２３と配管２４との間には分岐弁Ｖ１が設けられている。なお、分岐弁とは、一方の流路を他方の二つの流路に分岐可能、すなわち、一方の流路を他方の流路のうちのいずれかと連通させ、他方の残りの流路とは非連通とすることを切り替え可能な切替弁をいう。
【００３８】
配管２２はエンジン用ラジエータ５とエンジン３とを接続している。配管２３はエンジン３と分岐弁Ｖ１とを接続している。配管２５は配管２４と接続し、配管２４とエンジン用ラジエータ５とを接続している。この配管２５には第１電動ポンプＰ１が設けられている。配管２４は一端側で分岐弁Ｖ１と接続し、他端側で配管２５と接続しており、この配管２４は熱媒バイパス通路としても機能する。分岐弁Ｖ１及び第１電動ポンプＰ１は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第１電動ポンプＰ１は配管２２又は配管２３に設けられても良い。
【００３９】
また、分岐弁Ｖ１には配管２６の一端側が接続されており、配管２６の他端側は配管２５に接続されている。この配管２６は、後述する再生室４１内に延びており、配管２６は、この再生室４１内において、その一部が蛇行するように形成されている。この配管２６が熱媒流路に相当する。そして、配管２６内を流通する高温のエンジン冷却液は、再生室４１を加熱する熱媒として機能する。
【００４０】
モータ７は、ＰＣＵ９及び図示しない制御装置と電気的に接続されており、図示しない給電装置からの電力の供給を受けて駆動し、車両を走行させる。また、ＰＣＵ９は、インバータやコンバータ等によって構成されている。このＰＣＵ９も図示しない制御装置と電気的に接続されており、車両の走行状況に応じて給電装置がモータ７に供給する電力の制御等を行う。モータ７及びＰＣＵ９は、エンジン３の駆動により車両が走行している間、ブレーキ操作等によって生じた発熱エネルギーを回生エネルギー（回生電力）として回収（充電）すべく作動する。
【００４１】
モータ７及びＰＣＵ９には図示しないウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流通する電装系冷却液によって、モータ７及びＰＣＵ９は冷却されるようになっている。なお、モータ７、ＰＣＵ９の他の構成は、それぞれ公知ものと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
【００４２】
電装系用ラジエータ１１は、内部を電装系冷却液が流通可能に構成されており、電装系用ラジエータ１１内の電装系冷却液と、電装系用ラジエータ１１周りの空気との間で熱交換を行うことで電装系冷却液を冷却することが可能となっている。この電装系用ラジエータ１１によるモータ７及びＰＣＵ９の冷却は、モータ７等の駆動による車両の走行中だけでなく、エンジン３による車両の走行中における回生エネルギーの回収時にも行われる。この電装系用ラジエータ１１の容量は、モータ７、ＰＣＵ９、後述する吸収室４２及び凝縮室４３の冷却に必要とされる最小限の大きさに構成されている。また、電装系用ラジエータ１１の近傍には電動ファン１１ａが設けられている。この電動ファン１１ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００４３】
モータ７、ＰＣＵ９及び電装系用ラジエータ１１は配管２７〜３３によって接続されている。これらの配管２７〜３３が電装系用放熱流路に相当する。これらの配管２７〜３３内にも上記の電装系冷却液が流通しており、電装系冷却液は、凝縮室４３と吸収室４２と他面側熱交換器２１とを経由しつつ、モータ７、ＰＣＵ９及び電装系用ラジエータ１１の間で循環可能となっている。また、配管２９と配管３０との間には分岐弁Ｖ２が設けられている。
【００４４】
配管２７は、電装系用ラジエータ１１とモータ７とを接続している。配管２８は、モータ７とＰＣＵ９とを接続している。配管２９は、ＰＣＵ９と分岐弁Ｖ２とを接続している。配管３１は配管３０と他面側熱交換器２１とを接続している。配管３２は他面側熱交換器２１と電装系用ラジエータ１１とを接続している。この配管３２には第２電動ポンプＰ２が設けられている。配管３０は一端側で分岐弁Ｖ２と接続し、他端側で配管３１と接続している。また、分岐弁Ｖ２には配管３３の一端側が接続されており、配管３３の他端側は配管３１に接続されている。この配管３３は、吸収室４２及び凝縮室４３と接続され、吸収室４２内及び凝縮室４３内に延びている。配管３３は、吸収室４２内及び凝縮室４３内において、その一部がそれぞれ蛇行するように形成されている。分岐弁Ｖ２及び第２電動ポンプＰ２は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第２電動ポンプＰ２は配管２７〜２９に設けられても良い。
【００４５】
ケミカルヒートポンプ１３は吸収式ケミカルヒートポンプである。ケミカルヒートポンプ１３は、化学物質としてのＬｉＢｒ水溶液Ｃ１が充填された再生室４１及び吸収室４２と、反応物質としての水Ｃ２が貯留された凝縮室４３及び蒸発室４４と、第１〜５接続流路４５〜４９とを有している。この第４接続流路４８と第５接続流路４９との間には熱交換器５１が設けられている。また、蒸発室４４には、後述する配管５３が接続されている。この蒸発室４４内は、周囲の大気圧よりも減圧された状態となっている。なお、再生室４１及び吸収室４２に貯留される化学物質としては、ＮＨ3水溶液を採用することもできる。また、この場合、凝縮室４３及び蒸発室４４に貯留される反応物質はＮＨ3となる。
【００４６】
再生室４１と凝縮室４３とは、第１接続流路４５によって接続されている。凝縮室４３と蒸発室４４とは、第２接続流路４６によって接続されている。蒸発室４４と吸収室４２とは、第３接続流路４７によって接続されている。再生室４１と吸収室４２とは、第４接続流路４８及び第５接続流路４９によって接続されている。第４接続流路４８及び第５接続流路４９にはそれぞれ第３、４電動ポンプＰ３、Ｐ４が設けられており、第２接続流路４６には第５電動ポンプＰ５が設けられている。第３〜５電動ポンプＰ３〜Ｐ５は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第２接続流路４６には、第５電動ポンプＰ５に替えて開閉弁を設けても良く、また、第３接続流路４７に開閉弁等を設けても良い。
【００４７】
クーラコア１５は車室内に設けられており、内部を空調用冷却液が流通可能に構成されて、クーラコア１５内の空調用冷却液と車室の空気との間で熱交換を行うことが可能となっている。このクーラコア１５の近傍には、電動ファン１５ａが設けられている。電動ファン１５ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００４８】
クーラコア１５と蒸発室４４と一面側熱交換器１９とは、配管５３、５４によって接続されている。これらの配管５３、５４内にも上記の空調用冷却液が流通しており、空調用冷却液は、凝縮室４３を経由しつつ、一面側熱交換器１９とクーラコア１５との間で循環可能となっている。
【００４９】
配管５３は蒸発室４４内に延びており、蒸発室４４内で蛇行するように形成されている。これらの配管５３、５４が室内用流路に相当しており、配管５３、５４、クーラコア１５及び空調用冷却液が吸熱手段に相当している。また、配管５３には第６電動ポンプＰ６が設けられている。第６電動ポンプＰ６は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第６電動ポンプＰ６は、配管５４に設けられても良い。
【００５０】
熱電変換モジュール１７は、その一面と他面とを構成する一対の基板と、各基板に挟持された状態で、各基板に設けられた電極と電気的に接続された複数の熱電変換素子とで構成されている。この熱電変換モジュール１７は、図示しない制御装置と電気的に接続されており、印加される電流の向きを切り替えることにより、その一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とを切り替えることが可能になっている。
【００５１】
熱電変換モジュール１７は、熱電変換モジュール１７の一面側に設けられた上記の一面側熱交換器１９と、他面側に設けられた上記の他面側熱交換器２１との間に位置しており、電装系用放熱流路内の電装系冷却液と室内用流路内の空調用冷却液との間で熱移動させることが可能になっている。なお、熱電変換モジュール１７、一面側熱交換器１９及び他面側熱交換器２１は、それぞれ公知のものが採用されており、熱電変換モジュール１７等の構成に関する詳細な説明は省略する。また、熱電変換モジュール１７としては、各基板を有さない、いわゆるスケルトン式の熱電変換モジュールを採用することもできる。
【００５２】
以上のように構成された冷却装置では、エンジン３の駆動による車両の走行時（エンジン走行時）及びモータ７による車両の走行時（ＥＶ走行時）において、図２に示すような状態で車室の冷房を行う。なお、図２中の破線矢印は熱の移動方向を示している。他の矢印については、以下において適宜説明する。
【００５３】
（エンジン走行時における冷房）
この場合、制御装置は、分岐弁Ｖ１、Ｖ２を作動させる。これにより、図２に示すように、エンジン用放熱流路では、配管２３と配管２６とが連通され、配管２３、２５と配管２４とが非連通とされる。また、電装系放熱流路では、配管２９と配管３３とが連通され、配管２９、３１と配管３０とが非連通とされる。また、制御装置は第１〜６電動ポンプＰ１〜Ｐ６を作動させる。これらのため、エンジン用放熱流路、電装系放熱流路及び室内用流路では、それぞれ図２中の実線矢印方向でエンジン冷却液、電装系冷却液及び空調用冷却液がそれぞれ循環する。さらに、制御装置は電動ファン５ａ、１１ａ、１５ａをそれぞれ作動させる。
【００５４】
これにより、この冷却装置では、駆動中のエンジン３によって加熱されたエンジン冷却液が配管２６内を流通し、再生室４１内のＬｉＢｒ水溶液Ｃ１を加熱する。このため、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１では、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１から水Ｃ２が水蒸気の状態で分離される（加熱脱水）。この水蒸気となった水Ｃ２は、第１接続流路４５を経由して再生室４１から凝縮室４３へ至る（同図中の一点鎖線矢印参照。）。この凝縮室４３において、水（水蒸気）Ｃ２は、配管３３内の電装系冷却液によって冷却されて凝縮し、液体の状態で凝縮室４３内に貯留される。上記のように、エンジン３の駆動中はモータ７及びＰＣＵ９の発熱量が少ないことから、配管３３内の電装系冷却液は水Ｃ２を十分に冷却することが可能になっている。この凝縮室４３内に貯留された水Ｃ２は、第５電動ポンプＰ５により、第２接続流路４６を経由して凝縮室４３から蒸発室４４へ至ることとなる（同図中の一点鎖線矢印参照。）。一方、水Ｃ２が分離し、脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、第３電動ポンプＰ３により、第４接続流路４８を経由して吸収室４２に至ることとなる（同図中の二点鎖線矢印参照。）。
【００５５】
上記のように、蒸発室４４内は周囲よりも減圧された状態となっているため、蒸発室４４へ至った水Ｃ２は、蒸発室４４で気化する。この際、蒸発室４４内には気化熱によって冷熱が蓄えられる。この気化した水（水蒸気）Ｃ２は第３接続流路４７を経由して吸収室４２に至る（同図中の一点鎖線矢印参照。）。このため、吸収室４２では、気化した水Ｃ２が脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１に吸収される。この際、発熱反応が生じることとなるが、配管３３内の電装系冷却液によって吸収室４２が高温となることが防止されている。このため、水Ｃ２が好適に吸収されることとなり、蒸発室４４における水Ｃ２の気化が促進される。一方、水Ｃ２を吸収したＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、第４電動ポンプＰ４により、第５接続流路４９を経由して再生室４１に至る（同図中の白色矢印参照。）。
【００５６】
上記の気化熱によって蒸発室４４内に蓄えられた冷熱により、配管５３内の空調用冷却液が冷却される。この冷却された空調用冷却液が配管５３、５４を介してクーラコア１５内に至り、クーラコア１５の周りの空気を冷却する。この冷却された空気が電動ファン１５ａによって車室に供給されることにより、この冷却装置では車室の冷房を行う。
【００５７】
第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１と、第５接続流路４９を流通するＬｉＢｒ水溶液Ｃ１とは、熱交換器５１内において熱交換を行う。この際、第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、再生室４１における上記の加熱脱水によって高温となっていることから、第５接続流路４９内を流通するＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は熱交換器５１内で加熱され、より高温の状態で再生室４１に至ることとなる。一方、第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は熱交換器５１内で冷却されて吸収室４２に至ることとなる。これらのため、吸収室４２内では、脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１に水Ｃ２が吸収され易くなり、また、再生室４１ではＬｉＢｒ水溶液Ｃ１の加熱脱水が生じ易くなる。このため、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプ１３において、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１と水Ｃ２との分離及び吸収が好適に行われ、蒸発室４４内に冷熱が好適に蓄えられる。このため、この冷却装置では、冷却能力、すなわち、車室の冷房能力が高くなっている。なお、再生室４１の加熱を終えた配管２６内のエンジン冷却液は、配管２５からエンジン用ラジエータ５に至り、エンジン用ラジエータ５の周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。また、吸収室４２及び凝縮室４３を経て加熱された配管３３内の電装系冷却液も同様に、配管３２から電装系用ラジエータ１１に至り、電装系用ラジエータ１１の周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。
【００５８】
このように、この冷却装置では、車両が主としてエンジン３によって走行し、モータ７及びＰＣＵ９の負荷が小さいか、または、ゼロである際、電装系用ラジエータ１１が冷却に余裕を有することから、電装系用ラジエータ１１が配管３３を介して凝縮室４３及び吸収室４２を冷却することができる。このため、この冷却装置では、凝縮室４３や吸収室４２を冷却するための専用の用ラジエータを別途設ける必要がない。さらに、この冷却装置では、電装系用ラジエータ１１の冷却能力、すなわち、その躯体の大きさについて、モータ７やＰＣＵ９の冷却の他、凝縮室４３や吸収室４２の冷却に必要な最低限の大きさとなっている。このため、この冷却装置では、電装系用ラジエータ１１の大型化を抑制できる。これらのため、この冷却装置では、冷却装置の大型化が抑制されている。
【００５９】
また、この冷却装置では、蒸発室４４内の冷熱だけでは冷房能力が不足する場合に、制御装置が熱電変換モジュールの一面側を吸熱面とし、他面側を放熱面とさせて作動させる。これにより、蒸発室４４内の冷熱によって冷却された配管５３内の空調用冷却液が一面側熱交換器１９内において、熱電変換モジュール１７による吸熱を受けて更に冷却される。これにより、この冷却装置では、蒸発室４４内の冷熱だけでは冷房能力が不足する場合であっても、車室を好適に冷房することが可能となっている。この際、熱電変換モジュール１７から吸熱された空調用冷却液の熱は、他面側熱交換器２１内で電装系冷却液に対して放熱される。これにより加熱された電装系冷却液も、電装系用ラジエータ１１における熱交換によって冷却される。
【００６０】
さらに、この冷却装置では、エンジン冷却液の温度が未だ低く、再生室４１を十分に加熱できない場合や車室の冷房を行う必要がない場合、制御装置は第３〜６電動ポンプＰ３〜Ｐ６の作動を停止させるとともに、分岐弁Ｖ１、Ｖ２の切り替えを行なう。これにより、エンジン用放熱流路では、配管２３と配管２４とが連通され、配管２３、２４と配管２６とが非連通とされる。また、電装系放熱流路では、配管２９と配管３０とが連通され、配管２９、３０と配管３３とが非連通とされる。これらのため、エンジン用放熱流路では、配管２６を迂回して、配管２４にエンジン冷却水が流通することで、エンジン冷却液が配管２６を経由しないこととなり、エンジン用放熱流路におけるエンジン冷却液の流路抵抗が低減される。同様に、電装系用放熱流路では、電装系冷却液が配管３３を経由しないこととなり、電装系用放熱流路内における電装系冷却液の流路抵抗が低減されることとなる。また、配管２６内のエンジン冷却液によって再生室４１が不必要に加熱されることが防止されるとともに、配管３３内の電装系冷却液によって吸収室４２及び凝縮室４３が不必要に冷却されることも防止される。このため、この冷却装置では、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１や水Ｃ２の劣化や変質を効果的に防止できる。
【００６１】
（ＥＶ走行時における冷房）
ＥＶ走行時においても、上記のエンジン駆動時における冷房と同様の方法によって車室の冷房を行う。ＥＶ走行時は、エンジン３が駆動しないため、エンジン用ラジエータ５における熱交換によって加熱されたエンジン冷却液によって、再生室４１が加熱されることとなる。また、モータ７やＰＣＵ９は、ＥＶ走行時においてもエンジン３と比べて発熱量が少ないため、配管３３内の電装系冷却液は、凝縮室４３及び吸収室４２を冷却することが可能である。このため、この冷却装置は、ＥＶ走行時においても車室の冷房を行うことが可能となっている。
【００６２】
したがって、この冷却装置は、車室の好適な冷房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮している。
【００６３】
特に、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプ１３が再生室４１、吸収室４２、凝縮室４３及び蒸発室４４の四室を有するものであるため、蒸発室４４では連続的に水Ｃ２の気化が生じる。このため、この冷却装置では、蒸発室４４内に蓄えられている冷熱の残量に由来した作動時間の時間的制限という問題が生じ難くなり、長期間に亘って好適に車室の冷房を行うことが可能となっている。
【００６４】
また、この冷却装置では、上記のように、吸熱手段として、車室内に設けられたクーラコア１５と、蒸発室４４とクーラコア１５との間で空調用冷却液を循環させる配管５３、５４とが採用されている。このため、蒸発室４４内の冷熱によって冷却された空調用冷却液により、車室の冷房を好適に行うことが可能となっている。また、配管５３、５４によってクーラコア１５と蒸発室４４とが接続されるため、車室内におけるクーラコア１５の設置の自由度も向上している。このため、この冷却装置は車両への搭載性に優れている。
【００６５】
さらに、このクーラコア１５によって冷却されることで、車室に供給される空気はその湿度が低下した状態となっている。このため、この冷却装置では、車室の冷房を行う他、車室の除湿も可能となっている。そして、車室の除湿を行う際、この冷却装置では、制御装置が熱電変換モジュール１７の一面側を放熱面とし、他面側を吸熱面とさせることにより、一面側熱交換器１９内で空調用冷却液の再加熱を行うことが可能となる。このため、この冷却装置では、温度調整が行われた空気によって車室の除湿を行うことも可能となっている。
【００６６】
また、このように、熱電変換モジュールの一面側を放熱面とし、他面側を吸熱面とさせることによって、この冷却装置では、他面側熱交換器２１内において電装系冷却液の冷却も行うことが可能となる。このため、この冷却装置では、緊急時等にモータ７やＰＣＵ９を急速に冷却させることも可能となる。なお、この場合、制御装置は分岐弁Ｖ２の操作を行い、配管２９と配管３０とを連通させ、配管２９、３０と配管３３とを非連通とさせる。また、制御装置は、電装系用放熱流路において、他面側熱交換器２１→ＰＣＵ９及びモータ７→電装系用ラジエータ１１の順番で電装系用冷却液が循環するように電動ポンプＰ２を作動させることが好ましい。これにより、緊急時等において、モータ７やＰＣＵ９をより好適に冷却することが可能となる。
【００６７】
（実施例２）
実施例２の冷却装置は、実施例１の冷却装置における吸熱手段としてのクーラコア１５、配管５３、５４及び空調用冷却液に替えて、図３に示すように、吸熱手段としてフィン４４ａを備えている。このフィン４４ａは蒸発室４４の周囲に設けられている。また、フィン４４ａの近傍には電動ファン４４ｂが設けられており、この電動ファン４４ｂは図示しない制御装置と電気的に接続されている。さらに、この冷却装置では、熱電変換モジュール１７、一面側熱交換器１９、他面側熱交換器２１及び第６電動ポンプＰ６が設けられていない。また、電装系用放熱流路において、配管３１は配管３０と接続し、配管３０と電装系用ラジエータ１１とを接続している。他の構成は実施例１の冷却装置と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【００６８】
この冷却装置においても、エンジン３の駆動時やＥＶ走行時において、実施例１の冷却装置と同様に、制御装置が分岐弁Ｖ１、Ｖ２及び電動ポンプＰ１〜Ｐ５を作動させる。これにより、上記のように、蒸発室４４において水Ｃ２の気化が生じ、蒸発室４４内には冷熱が蓄えられる。このため、この冷却装置では、この冷熱によりフィン４４ａが冷却され、フィン４４ａ周りの空気が冷却される。そして、制御装置が電動ファン４４ｂを作動させることにより、この冷却された空気が車室に供給され、車室の冷房が行われることとなる。
【００６９】
上記のように、この冷却装置では、クーラコア１５や熱電変換モジュール１７等が設けられていない。このため、この冷却装置では、熱電変換モジュール１７の吸熱を利用して、空気を更に冷却することできなくなっている。しかし、その一方で、クーラコア１５や熱電変換モジュール１７等が設けられないことにより、この冷却装置は実施例１の冷却装置と比較して、冷却装置の構成が簡略化され、冷却装置の大型化がより抑制されている。他の作用効果は実施例１の冷却装置と同様である。
【００７０】
したがって、この冷却装置も、車室の好適な冷房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮している。
【００７１】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７２】
例えば、実施例２の冷却装置は、車両に搭載されるバッテリやＰＣＵ９等、車両の走行に必要な各種の駆動装置の冷却装置としても利用可能である。
【００７３】
また、実施例１、２の冷却装置について、モータ７及びＰＣＵ９と再生室４１とを接続し、内部を電装系冷却液が流通可能な配管を設け、エンジン冷却液に加えて、モータ７及びＰＣＵ９で加熱された電装系冷却液によっても再生室４１が加熱される構成とすることもできる。また、この配管に対し、車両に搭載されているバッテリを接続し、モータ７、ＰＣＵ９及びバッテリで加熱された電装系冷却液によって再生室４１が加熱される構成とすることもできる。モータ７及びＰＣＵ９とバッテリとはそれぞれ別々の配管によって再生室４１と接続される構成としても良い。
【００７４】
さらに、実施例１、２の冷却装置について、エンジン３に設けられたマフラを再生室４１に挿通し、マフラ内を流通する排ガスによって再生室４１を加熱させる構成としても良い。また、上記のようなエンジン冷却液や電装系冷却液によって再生室４１が加熱される構成と組み合わされても良い。この際、マフラにも熱媒バイパス通路を設け、排ガスによって再生室４１を加熱する場合と加熱しない場合とを切り替え可能に構成しても良い。
【００７５】
また、実施例１、２の冷却装置について、オイル流路を設け、エンジン３の駆動によって高温となったエンジンオイルによって再生室４１を加熱する構成としても良い。
【００７６】
さらに、エンジン３やモータ７等と再生室４１とを隣接させ、駆動によるエンジン３やモータ７等の熱によって再生室４１が直接加熱される構成としても良い。
【００７７】
また、配管３３は、吸収室４２及び凝縮室４３のいずれか一方のみと接続され、配管３３と接続されなかった吸収室４２又は凝縮室４３一方は、車両の走行によって生じる走行風によって冷却される構成としても良い。
【００７８】
さらに、ケミカルヒートポンプ１３は、空気等の不純ガスが混入すると性能が低下するおそれがあることから、例えば不純ガスの溜まりやすい吸収室４２や蒸発室４４に真空ポンプや追加の冷媒を入れるポート等を設けても良い。また、ケミカルヒートポンプ１３は、これらに加えて冷媒のリザーバータンクを設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、エンジンとモータとによって走行される乗用車、トラック等の車両における車室等の冷却装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
３…エンジン
５…エンジン用ラジエータ
７…モータ
９…ＰＣＵ（駆動回路）
１１…電装系用ラジエータ
１３…ケミカルヒートポンプ
１５…クーラコア（吸熱手段）
１７…熱電変換モジュール（熱電変換装置）
２２、２３、２５…配管（エンジン用放熱流路）
２４…配管（熱媒バイパス通路）
２６…配管（熱媒流路）
２７〜３２…配管（電装系用放熱流路）
４１…再生室
４２…吸収室
４３…凝縮室
４４…蒸発室
４４ａ…フィン（吸熱手段）
４５…第１接続流路
４６…第２接続流路
４７…第３接続流路
４８…第４接続流路
４９…第５接続流路
５１…熱交換器
５３、５４…配管（室内用流路、吸熱手段）
Ｃ１…Ｌｉｂｒ水溶液
Ｃ２…水
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両用冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における環境意識の高まりから、エンジンとモータとを駆動源とし、モータを駆動回路にて駆動させるハイブリッド車両が注目されている。このハイブリッド車両にあっては、車室の好適な空調を実現しながら、省エネルギーな走行を可能とするハイブリッド車両用空調装置が求められる。
【０００３】
このようなハイブリッド車両用空調装置として、例えば特許文献１に開示のものが知られている。このハイブリッド車両用空調装置は、エンジン用ラジエータと、エンジン用ラジエータとエンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路と、電装系用ラジエータと、電装系用ラジエータとモータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、エンジン用ラジエータ及び電装系用ラジエータと並列に接続され、車室に設けられたヒータコアとを備えている。
【０００４】
このハイブリッド車両用空調装置によれば、エンジンやモータで生じた排熱を車室の暖房に用いることができることから、暖房のためだけにエンジンを駆動させる必要性がなくなり、車室の好適な暖房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５１８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この上記従来のハイブリッド車両用空調装置は、車室を暖房できるだけであり、車室を冷房することができない。
【０００７】
この点、特開２００８−２９１７７７号、特開２００７−２１８５０４号、特開昭６１−１９３９１４号公報等に開示されているケミカルヒートポンプを採用することが考えられる。これらのケミカルヒートポンプは、接続流路によって接続され、互いに可逆な発熱反応及び吸熱反応を生じる化学物質が充填された再生室及び蒸発室を有している。
【０００８】
そこで、上記のハイブリッド車両用空調装置がケミカルヒートポンプを備えれば、蒸発室における吸熱反応で生じた冷熱を車室に供給することによって、車室を冷却することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、上記のようなケミカルヒートポンプでは、発熱反応時や吸熱反応時において化学物質の冷却を行う必要がある。そして、上記のハイブリッド車両用空調装置がこのようなケミカルヒートポンプを備えた場合、化学物質の冷却には、各ラジエータが利用されることとなる。その一方で、上記のハイブリッド車両用空調装置では、ハイブリッド車両がエンジンとモータとを駆動源としている。このため、単にケミカルヒートポンプを採用するだけでは、エンジンやモータの冷却と化学物質の冷却の両方を行う必要があることから、エンジン用ラジエータと電装系用ラジエータとをともに大きな容量にする必要がある。この場合、ハイブリッド車両用空調装置の車両への搭載性が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への搭載性に優れたハイブリッド車両用冷却装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のハイブリッド車両用冷却装置は、エンジンとモータとを駆動源とし、該モータを駆動回路にて駆動するハイブリッド車両のハイブリッド車両用冷却装置であって、
電装系用ラジエータと、
前記モータ及び前記駆動回路の少なくとも一方と該電装系用ラジエータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、
化学物質及び反応物質を有するケミカルヒートポンプとを備え、
前記ケミカルヒートポンプは、少なくとも前記エンジンの駆動により発生する熱を保有する熱媒によって前記化学物質を加熱し、前記反応物質を蒸気化する再生室と、
第１接続流路により該再生室と接続され、蒸気化した該反応物質を凝縮する凝縮室と、
第２接続流路により該凝縮室と接続され、凝縮した該反応物質を気化する蒸発室と、
第３接続流路により該蒸発室と接続されているとともに、第４接続流路及び第５接続流路により該再生室と接続され、気化した該反応物質を該第４接続流路を介して流入してくる該化学物質に発熱反応によって吸収させるとともに、吸収後の該化学物質を該第５接続流路を介して該再生室に流出させる吸収室とを有し、
該凝縮室及び該吸収室の少なくとも一方には、前記電装系用放熱流路が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両用冷却装置（以下、単に冷却装置という。）では、エンジンの駆動等により発生した熱を保有する熱媒によって再生室を加熱すれば、再生室内の化学物質が加熱され、反応物質が蒸気化する。蒸気化した反応物質は、第１接続流路を経由して再生室から凝縮室へ至り、凝縮室で凝縮される。そして、凝縮された反応物質は、第２接続流路を経由して凝縮室から蒸発室へ至り、蒸発室内で気化する。この際、蒸発室内には気化熱によって冷熱が蓄えられる。この気化した反応物質は第３接続流路を経由して吸収室に至る。また、再生室内で反応物質が分離した化学物質は第４接続流路を経由して吸収室に至る。このため、吸収室では、気化した反応物質が化学物質に吸収される。この際、発熱反応が生じることとなる。反応物質を吸収した化学物質は第５接続流路を経由して再生室に至る。
【００１３】
こうして、この冷却装置では、蒸発室に蓄えられた冷熱によって、車室等を冷却することが可能である。また、凝縮室及び吸収室の少なくとも一方に電装系用放熱流路が設けられているため、吸収室及び凝縮室の少なくとも一方は電装系用放熱流路内の電装系冷却液によって冷却されることとなる。そして、凝縮室や吸収室を経て加熱された電装系用放熱流路内の電装系冷却液は、電装系用ラジエータにおいて、周りの空気と熱交換されて冷却される。
【００１４】
また、この冷却装置では、ハイブリッド車両が主としてエンジンによって走行し、モータ及び駆動回路の負荷が小さいか、または、ゼロである際、電装系用ラジエータが冷却に余裕を有することから、電装系用ラジエータが電装系用放熱流路を介して凝縮室及び吸収室の少なくとも一方を冷却することができる。このため、この冷却装置では、凝縮室や吸収室を冷却するための専用の用ラジエータを別途設ける必要がない。さらに、この冷却装置では、電装系用ラジエータの冷却能力、すなわち、その躯体の大きさについて、モータや駆動回路の冷却の他、吸収室や凝縮室の冷却に必要な最低限の大きさとすることができる。このため、この冷却装置では、電装系用ラジエータの大型化を抑制することも可能となる。これらのため、冷却装置の大型化を抑制することが可能となっている。
【００１５】
したがって、本発明の冷却装置によれば、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮することができる。
【００１６】
特に、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプが再生室、吸収室、凝縮室及び蒸発室の四室を有するものであるため、蒸発室では連続的に反応物質の気化が生じる。このため、この冷却装置では、蒸発室内に蓄えられている冷熱の残量に由来した作動時間の時間的制限という問題が生じ難くなり、長期間に亘って好適に車室等の冷却を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明の冷却装置は、例えば車室の冷却、すなわち、車室の冷房装置として利用可能である他、車両に搭載されるバッテリや駆動回路等、車両の走行に必要な各種の駆動装置の冷却装置としても利用可能である。
【００１８】
ケミカルヒートポンプに用いる化学物質としては、ＬｉＢｒ水溶液やＮＨ3水溶液等を採用することができる。例えば、化学物質としてＬｉＢｒ水溶液を採用した場合、反応物質はＨ2Ｏとなり、発熱反応後の化学物質はＬｉＢｒ水溶液となる。また例えば、化学物質としてＮＨ3水溶液を採用した場合、反応物質はＮＨ3となり、発熱反応後の化学物質はＨ2Ｏとなる。
【００１９】
再生室の加熱には、上記のエンジンの駆動に起因する熱媒に加えて、例えば、モータや駆動回路の駆動に起因する熱媒の他、車両が搭載するバッテリの駆動に起因する熱媒を利用しても良い。また、この冷却装置が備えるエンジンには、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン及び天然ガスエンジン等が含まれる。各エンジンの冷却手段としては、本発明の冷却装置以外にもその種類を問わず種々のものを採用することができる。一方、駆動回路としては、インバータやコンバータ等によって構成されたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）等を採用することができる。
【００２０】
特に、この冷却装置では、エンジン用ラジエータと、エンジン用ラジエータとエンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路とを有し得る。そして、熱媒は、エンジンから排出される排ガス、エンジン用放熱流路内のエンジン冷却液及びエンジンを潤滑するためのエンジンオイルの少なくとも一つであることが好ましい（請求項２）。
【００２１】
水冷式のエンジンを採用することにより、エンジンの冷却に用いたエンジン冷却液は、エンジンの駆動によって高温となる。また、同じく排ガスやエンジンオイルもエンジンの駆動によって高温となる。これらを熱媒とすることで、この冷却装置では、再生室内の化学物質を好適に加熱することが可能となる。このため、ケミカルヒートポンプにおける発熱反応及び吸熱反応が好適に行われる。このため、車室等の冷却がより好適に行われることとなる。なお、このエンジン用ラジエータも、エンジン用冷却液の冷却、すなわち、エンジンの冷却に必要な最小限の大きさとすることが可能であり、冷却装置の大型化を抑制することができる。
【００２２】
また、再生室には熱媒が循環可能な熱媒流路が設けられ、再生室を熱媒が迂回可能な熱媒バイパス通路が設けられていることが好ましい（請求項３）。
【００２３】
この場合、熱媒の温度が未だ低く、再生室を十分に加熱できない場合には、その熱媒を熱媒バイパス通路に流通させることで、熱媒の流路抵抗を低減することができる。また、熱媒流路を循環する熱媒により好適に再生室が加熱されるとともに、加熱の必要がない場合には、熱媒バイパス通路に熱媒を迂回させることで再生室が不必要に加熱されることが防止できる。このため、この冷却装置では、再生室内の化学物質の劣化や変質を効果的に防止することが可能となる。なお、熱媒流路としては、例えば、マフラの他、エンジン用放熱流路と接続した配管等が挙げられる。
【００２４】
この冷却装置において、第４接続流路と第５接続流路との間には、第４接続流路内の化学物質と第５接続流路内の化学物質との間で熱交換させる熱交換器が設けられていることが好ましい（請求項４）。
【００２５】
この場合には、再生室から吸収室へ向かう化学物質の熱によって、吸収室から再生室へ向かう化学物質の加熱を行うことが可能となる。同時に、再生室から吸収室へ向かう化学物質を冷却することができる。これらにより、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプにおける発熱反応及び吸熱反応がより好適に行われることとなり、冷却能力を向上させることが可能となる。
【００２６】
また、蒸発室には吸熱を行う吸熱手段が設けられていることが好ましい（請求項５）。この場合、吸熱手段が蒸発室内の冷熱を吸熱することにより、好適に車室等の冷却を行うことが可能となる。この吸熱手段は、例えば蒸発室の周りに設けられたフィンであっても良い。
【００２７】
特に、吸熱手段は、車室内に設けられたクーラコアと、蒸発室に設けられ、クーラコアとの間で空調用冷却液を循環させる室内用流路とからなることが好ましい（請求項６）。
【００２８】
この場合、蒸発室内の冷熱によって冷却された空調用冷却液により、車室の冷房を好適に行うことが可能となる。また、室内用流路によってクーラコアと蒸発室とが接続されるため、車室内におけるクーラコアの設置の自由度も向上させることが可能となっている。このため、この冷却装置では、車両への搭載性がより向上することとなる。
【００２９】
さらに、この場合、電装系用放熱流路と室内用流路との間で熱移動させる熱電変換装置が設けられているが好ましい（請求項７）。
【００３０】
この場合、蒸発室内の冷熱だけでは車室内における冷房能力が不足する場合に、熱電変換装置が吸熱を行うことにより空調用冷却液を更に冷却し、冷房能力を向上させることができる。この際、熱電変換装置から吸熱された空調用冷却液の熱は電装系冷却液に対して放熱される。これによって加熱された電装系用放熱流路内の電装系冷却液も、電装系用ラジエータにおいて、周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。また、この冷却装置では、熱電変換装置に対する電流の印加方向を切り替え、熱電変換装置が電装系冷却液から吸熱を行うことで、緊急時等にモータや駆動回路を急速に冷却させることも可能となる。なお、熱電変換装置としては、例えば、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールを採用することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の冷却装置によれば、車室等の好適な冷却を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の冷却装置を示す模式構造図である。
【図２】実施例１の冷却装置に係り、冷房運転中の状態を示す模式構造図である。
【図３】実施例２の冷却装置を示す模式構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。実施例１、２の冷却装置は、車室の空調としての冷房運転を行う装置としてハイブリッド車両（以下、単に車両という。）に搭載されている。
【００３４】
（実施例１）
図１に示すように、実施例１の冷却装置は、エンジン３と、エンジン用ラジエータ５と、モータ７と、駆動回路としてのＰＣＵ（パワーコントロールユニット）９と、電装系用ラジエータ１１と、ケミカルヒートポンプ１３と、クーラコア１５と、熱電変換装置としての熱電変換モジュール１７と、一面側熱交換器１９と、他面側熱交換器２１とを備えている。
【００３５】
エンジン３は、車両の走行状況等に応じてモータ７と択一的に駆動されて車両を走行させる。エンジン３には図示しないウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流通するエンジン冷却液によりエンジン３を冷却又は暖機することが可能となっている。また、エンジン３には排気ガスを車室外に放出するマフラ（図示しない）が設けられている。
【００３６】
エンジン用ラジエータ５は、その内部をエンジン冷却液が流通可能に構成されており、エンジン用ラジエータ５内のエンジン冷却液と、エンジン用ラジエータ５周りの空気との間で熱交換を行うことでエンジン冷却液を冷却することが可能となっている。このエンジン用ラジエータ５の容量は、エンジン３の冷却の冷却に必要とされる最小限の大きさとされている。また、エンジン用ラジエータ５の近傍には電動ファン５ａが設けられている。この電動ファン５ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００３７】
エンジン３とエンジン用ラジエータ５とは配管２２〜２５によって接続されている。これらの配管２２〜２５がエンジン用放熱流路である。これらの配管２２〜２５内にも上記のエンジン冷却液が流通しており、エンジン冷却液は、エンジン３とエンジン用ラジエータ５との間を循環することが可能となっている。また、配管２３と配管２４との間には分岐弁Ｖ１が設けられている。なお、分岐弁とは、一方の流路を他方の二つの流路に分岐可能、すなわち、一方の流路を他方の流路のうちのいずれかと連通させ、他方の残りの流路とは非連通とすることを切り替え可能な切替弁をいう。
【００３８】
配管２２はエンジン用ラジエータ５とエンジン３とを接続している。配管２３はエンジン３と分岐弁Ｖ１とを接続している。配管２５は配管２４と接続し、配管２４とエンジン用ラジエータ５とを接続している。この配管２５には第１電動ポンプＰ１が設けられている。配管２４は一端側で分岐弁Ｖ１と接続し、他端側で配管２５と接続しており、この配管２４は熱媒バイパス通路としても機能する。分岐弁Ｖ１及び第１電動ポンプＰ１は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第１電動ポンプＰ１は配管２２又は配管２３に設けられても良い。
【００３９】
また、分岐弁Ｖ１には配管２６の一端側が接続されており、配管２６の他端側は配管２５に接続されている。この配管２６は、後述する再生室４１内に延びており、配管２６は、この再生室４１内において、その一部が蛇行するように形成されている。この配管２６が熱媒流路に相当する。そして、配管２６内を流通する高温のエンジン冷却液は、再生室４１を加熱する熱媒として機能する。
【００４０】
モータ７は、ＰＣＵ９及び図示しない制御装置と電気的に接続されており、図示しない給電装置からの電力の供給を受けて駆動し、車両を走行させる。また、ＰＣＵ９は、インバータやコンバータ等によって構成されている。このＰＣＵ９も図示しない制御装置と電気的に接続されており、車両の走行状況に応じて給電装置がモータ７に供給する電力の制御等を行う。モータ７及びＰＣＵ９は、エンジン３の駆動により車両が走行している間、ブレーキ操作等によって生じた発熱エネルギーを回生エネルギー（回生電力）として回収（充電）すべく作動する。
【００４１】
モータ７及びＰＣＵ９には図示しないウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内を流通する電装系冷却液によって、モータ７及びＰＣＵ９は冷却されるようになっている。なお、モータ７、ＰＣＵ９の他の構成は、それぞれ公知ものと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
【００４２】
電装系用ラジエータ１１は、内部を電装系冷却液が流通可能に構成されており、電装系用ラジエータ１１内の電装系冷却液と、電装系用ラジエータ１１周りの空気との間で熱交換を行うことで電装系冷却液を冷却することが可能となっている。この電装系用ラジエータ１１によるモータ７及びＰＣＵ９の冷却は、モータ７等の駆動による車両の走行中だけでなく、エンジン３による車両の走行中における回生エネルギーの回収時にも行われる。この電装系用ラジエータ１１の容量は、モータ７、ＰＣＵ９、後述する吸収室４２及び凝縮室４３の冷却に必要とされる最小限の大きさに構成されている。また、電装系用ラジエータ１１の近傍には電動ファン１１ａが設けられている。この電動ファン１１ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００４３】
モータ７、ＰＣＵ９及び電装系用ラジエータ１１は配管２７〜３３によって接続されている。これらの配管２７〜３３が電装系用放熱流路に相当する。これらの配管２７〜３３内にも上記の電装系冷却液が流通しており、電装系冷却液は、凝縮室４３と吸収室４２と他面側熱交換器２１とを経由しつつ、モータ７、ＰＣＵ９及び電装系用ラジエータ１１の間で循環可能となっている。また、配管２９と配管３０との間には分岐弁Ｖ２が設けられている。
【００４４】
配管２７は、電装系用ラジエータ１１とモータ７とを接続している。配管２８は、モータ７とＰＣＵ９とを接続している。配管２９は、ＰＣＵ９と分岐弁Ｖ２とを接続している。配管３１は配管３０と他面側熱交換器２１とを接続している。配管３２は他面側熱交換器２１と電装系用ラジエータ１１とを接続している。この配管３２には第２電動ポンプＰ２が設けられている。配管３０は一端側で分岐弁Ｖ２と接続し、他端側で配管３１と接続している。また、分岐弁Ｖ２には配管３３の一端側が接続されており、配管３３の他端側は配管３１に接続されている。この配管３３は、吸収室４２及び凝縮室４３と接続され、吸収室４２内及び凝縮室４３内に延びている。配管３３は、吸収室４２内及び凝縮室４３内において、その一部がそれぞれ蛇行するように形成されている。分岐弁Ｖ２及び第２電動ポンプＰ２は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第２電動ポンプＰ２は配管２７〜２９に設けられても良い。
【００４５】
ケミカルヒートポンプ１３は吸収式ケミカルヒートポンプである。ケミカルヒートポンプ１３は、化学物質としてのＬｉＢｒ水溶液Ｃ１が充填された再生室４１及び吸収室４２と、反応物質としての水Ｃ２が貯留された凝縮室４３及び蒸発室４４と、第１〜５接続流路４５〜４９とを有している。この第４接続流路４８と第５接続流路４９との間には熱交換器５１が設けられている。また、蒸発室４４には、後述する配管５３が接続されている。この蒸発室４４内は、周囲の大気圧よりも減圧された状態となっている。なお、再生室４１及び吸収室４２に貯留される化学物質としては、ＮＨ3水溶液を採用することもできる。また、この場合、凝縮室４３及び蒸発室４４に貯留される反応物質はＮＨ3となる。
【００４６】
再生室４１と凝縮室４３とは、第１接続流路４５によって接続されている。凝縮室４３と蒸発室４４とは、第２接続流路４６によって接続されている。蒸発室４４と吸収室４２とは、第３接続流路４７によって接続されている。再生室４１と吸収室４２とは、第４接続流路４８及び第５接続流路４９によって接続されている。第４接続流路４８及び第５接続流路４９にはそれぞれ第３、４電動ポンプＰ３、Ｐ４が設けられており、第２接続流路４６には第５電動ポンプＰ５が設けられている。第３〜５電動ポンプＰ３〜Ｐ５は、それぞれ図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第２接続流路４６には、第５電動ポンプＰ５に替えて開閉弁を設けても良く、また、第３接続流路４７に開閉弁等を設けても良い。
【００４７】
クーラコア１５は車室内に設けられており、内部を空調用冷却液が流通可能に構成されて、クーラコア１５内の空調用冷却液と車室の空気との間で熱交換を行うことが可能となっている。このクーラコア１５の近傍には、電動ファン１５ａが設けられている。電動ファン１５ａは、図示しない制御装置と電気的に接続されている。
【００４８】
クーラコア１５と蒸発室４４と一面側熱交換器１９とは、配管５３、５４によって接続されている。これらの配管５３、５４内にも上記の空調用冷却液が流通しており、空調用冷却液は、凝縮室４３を経由しつつ、一面側熱交換器１９とクーラコア１５との間で循環可能となっている。
【００４９】
配管５３は蒸発室４４内に延びており、蒸発室４４内で蛇行するように形成されている。これらの配管５３、５４が室内用流路に相当しており、配管５３、５４、クーラコア１５及び空調用冷却液が吸熱手段に相当している。また、配管５３には第６電動ポンプＰ６が設けられている。第６電動ポンプＰ６は、図示しない制御装置と電気的に接続されている。なお、第６電動ポンプＰ６は、配管５４に設けられても良い。
【００５０】
熱電変換モジュール１７は、その一面と他面とを構成する一対の基板と、各基板に挟持された状態で、各基板に設けられた電極と電気的に接続された複数の熱電変換素子とで構成されている。この熱電変換モジュール１７は、図示しない制御装置と電気的に接続されており、印加される電流の向きを切り替えることにより、その一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とを切り替えることが可能になっている。
【００５１】
熱電変換モジュール１７は、熱電変換モジュール１７の一面側に設けられた上記の一面側熱交換器１９と、他面側に設けられた上記の他面側熱交換器２１との間に位置しており、電装系用放熱流路内の電装系冷却液と室内用流路内の空調用冷却液との間で熱移動させることが可能になっている。なお、熱電変換モジュール１７、一面側熱交換器１９及び他面側熱交換器２１は、それぞれ公知のものが採用されており、熱電変換モジュール１７等の構成に関する詳細な説明は省略する。また、熱電変換モジュール１７としては、各基板を有さない、いわゆるスケルトン式の熱電変換モジュールを採用することもできる。
【００５２】
以上のように構成された冷却装置では、エンジン３の駆動による車両の走行時（エンジン走行時）及びモータ７による車両の走行時（ＥＶ走行時）において、図２に示すような状態で車室の冷房を行う。なお、図２中の破線矢印は熱の移動方向を示している。他の矢印については、以下において適宜説明する。
【００５３】
（エンジン走行時における冷房）
この場合、制御装置は、分岐弁Ｖ１、Ｖ２を作動させる。これにより、図２に示すように、エンジン用放熱流路では、配管２３と配管２６とが連通され、配管２３、２５と配管２４とが非連通とされる。また、電装系放熱流路では、配管２９と配管３３とが連通され、配管２９、３１と配管３０とが非連通とされる。また、制御装置は第１〜６電動ポンプＰ１〜Ｐ６を作動させる。これらのため、エンジン用放熱流路、電装系放熱流路及び室内用流路では、それぞれ図２中の実線矢印方向でエンジン冷却液、電装系冷却液及び空調用冷却液がそれぞれ循環する。さらに、制御装置は電動ファン５ａ、１１ａ、１５ａをそれぞれ作動させる。
【００５４】
これにより、この冷却装置では、駆動中のエンジン３によって加熱されたエンジン冷却液が配管２６内を流通し、再生室４１内のＬｉＢｒ水溶液Ｃ１を加熱する。このため、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１では、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１から水Ｃ２が水蒸気の状態で分離される（加熱脱水）。この水蒸気となった水Ｃ２は、第１接続流路４５を経由して再生室４１から凝縮室４３へ至る（同図中の一点鎖線矢印参照。）。この凝縮室４３において、水（水蒸気）Ｃ２は、配管３３内の電装系冷却液によって冷却されて凝縮し、液体の状態で凝縮室４３内に貯留される。上記のように、エンジン３の駆動中はモータ７及びＰＣＵ９の発熱量が少ないことから、配管３３内の電装系冷却液は水Ｃ２を十分に冷却することが可能になっている。この凝縮室４３内に貯留された水Ｃ２は、第５電動ポンプＰ５により、第２接続流路４６を経由して凝縮室４３から蒸発室４４へ至ることとなる（同図中の一点鎖線矢印参照。）。一方、水Ｃ２が分離し、脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、第３電動ポンプＰ３により、第４接続流路４８を経由して吸収室４２に至ることとなる（同図中の二点鎖線矢印参照。）。
【００５５】
上記のように、蒸発室４４内は周囲よりも減圧された状態となっているため、蒸発室４４へ至った水Ｃ２は、蒸発室４４で気化する。この際、蒸発室４４内には気化熱によって冷熱が蓄えられる。この気化した水（水蒸気）Ｃ２は第３接続流路４７を経由して吸収室４２に至る（同図中の一点鎖線矢印参照。）。このため、吸収室４２では、気化した水Ｃ２が脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１に吸収される。この際、発熱反応が生じることとなるが、配管３３内の電装系冷却液によって吸収室４２が高温となることが防止されている。このため、水Ｃ２が好適に吸収されることとなり、蒸発室４４における水Ｃ２の気化が促進される。一方、水Ｃ２を吸収したＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、第４電動ポンプＰ４により、第５接続流路４９を経由して再生室４１に至る（同図中の白色矢印参照。）。
【００５６】
上記の気化熱によって蒸発室４４内に蓄えられた冷熱により、配管５３内の空調用冷却液が冷却される。この冷却された空調用冷却液が配管５３、５４を介してクーラコア１５内に至り、クーラコア１５の周りの空気を冷却する。この冷却された空気が電動ファン１５ａによって車室に供給されることにより、この冷却装置では車室の冷房を行う。
【００５７】
第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１と、第５接続流路４９を流通するＬｉＢｒ水溶液Ｃ１とは、熱交換器５１内において熱交換を行う。この際、第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は、再生室４１における上記の加熱脱水によって高温となっていることから、第５接続流路４９内を流通するＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は熱交換器５１内で加熱され、より高温の状態で再生室４１に至ることとなる。一方、第４接続流路４８を流通する脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１は熱交換器５１内で冷却されて吸収室４２に至ることとなる。これらのため、吸収室４２内では、脱水・濃縮されたＬｉＢｒ水溶液Ｃ１に水Ｃ２が吸収され易くなり、また、再生室４１ではＬｉＢｒ水溶液Ｃ１の加熱脱水が生じ易くなる。このため、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプ１３において、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１と水Ｃ２との分離及び吸収が好適に行われ、蒸発室４４内に冷熱が好適に蓄えられる。このため、この冷却装置では、冷却能力、すなわち、車室の冷房能力が高くなっている。なお、再生室４１の加熱を終えた配管２６内のエンジン冷却液は、配管２５からエンジン用ラジエータ５に至り、エンジン用ラジエータ５の周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。また、吸収室４２及び凝縮室４３を経て加熱された配管３３内の電装系冷却液も同様に、配管３２から電装系用ラジエータ１１に至り、電装系用ラジエータ１１の周りの空気と熱交換されて冷却されることとなる。
【００５８】
このように、この冷却装置では、車両が主としてエンジン３によって走行し、モータ７及びＰＣＵ９の負荷が小さいか、または、ゼロである際、電装系用ラジエータ１１が冷却に余裕を有することから、電装系用ラジエータ１１が配管３３を介して凝縮室４３及び吸収室４２を冷却することができる。このため、この冷却装置では、凝縮室４３や吸収室４２を冷却するための専用の用ラジエータを別途設ける必要がない。さらに、この冷却装置では、電装系用ラジエータ１１の冷却能力、すなわち、その躯体の大きさについて、モータ７やＰＣＵ９の冷却の他、凝縮室４３や吸収室４２の冷却に必要な最低限の大きさとなっている。このため、この冷却装置では、電装系用ラジエータ１１の大型化を抑制できる。これらのため、この冷却装置では、冷却装置の大型化が抑制されている。
【００５９】
また、この冷却装置では、蒸発室４４内の冷熱だけでは冷房能力が不足する場合に、制御装置が熱電変換モジュールの一面側を吸熱面とし、他面側を放熱面とさせて作動させる。これにより、蒸発室４４内の冷熱によって冷却された配管５３内の空調用冷却液が一面側熱交換器１９内において、熱電変換モジュール１７による吸熱を受けて更に冷却される。これにより、この冷却装置では、蒸発室４４内の冷熱だけでは冷房能力が不足する場合であっても、車室を好適に冷房することが可能となっている。この際、熱電変換モジュール１７から吸熱された空調用冷却液の熱は、他面側熱交換器２１内で電装系冷却液に対して放熱される。これにより加熱された電装系冷却液も、電装系用ラジエータ１１における熱交換によって冷却される。
【００６０】
さらに、この冷却装置では、エンジン冷却液の温度が未だ低く、再生室４１を十分に加熱できない場合や車室の冷房を行う必要がない場合、制御装置は第３〜６電動ポンプＰ３〜Ｐ６の作動を停止させるとともに、分岐弁Ｖ１、Ｖ２の切り替えを行なう。これにより、エンジン用放熱流路では、配管２３と配管２４とが連通され、配管２３、２４と配管２６とが非連通とされる。また、電装系放熱流路では、配管２９と配管３０とが連通され、配管２９、３０と配管３３とが非連通とされる。これらのため、エンジン用放熱流路では、配管２６を迂回して、配管２４にエンジン冷却水が流通することで、エンジン冷却液が配管２６を経由しないこととなり、エンジン用放熱流路におけるエンジン冷却液の流路抵抗が低減される。同様に、電装系用放熱流路では、電装系冷却液が配管３３を経由しないこととなり、電装系用放熱流路内における電装系冷却液の流路抵抗が低減されることとなる。また、配管２６内のエンジン冷却液によって再生室４１が不必要に加熱されることが防止されるとともに、配管３３内の電装系冷却液によって吸収室４２及び凝縮室４３が不必要に冷却されることも防止される。このため、この冷却装置では、ＬｉＢｒ水溶液Ｃ１や水Ｃ２の劣化や変質を効果的に防止できる。
【００６１】
（ＥＶ走行時における冷房）
ＥＶ走行時においても、上記のエンジン駆動時における冷房と同様の方法によって車室の冷房を行う。ＥＶ走行時は、エンジン３が駆動しないため、エンジン用ラジエータ５における熱交換によって加熱されたエンジン冷却液によって、再生室４１が加熱されることとなる。また、モータ７やＰＣＵ９は、ＥＶ走行時においてもエンジン３と比べて発熱量が少ないため、配管３３内の電装系冷却液は、凝縮室４３及び吸収室４２を冷却することが可能である。このため、この冷却装置は、ＥＶ走行時においても車室の冷房を行うことが可能となっている。
【００６２】
したがって、この冷却装置は、車室の好適な冷房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮している。
【００６３】
特に、この冷却装置では、ケミカルヒートポンプ１３が再生室４１、吸収室４２、凝縮室４３及び蒸発室４４の四室を有するものであるため、蒸発室４４では連続的に水Ｃ２の気化が生じる。このため、この冷却装置では、蒸発室４４内に蓄えられている冷熱の残量に由来した作動時間の時間的制限という問題が生じ難くなり、長期間に亘って好適に車室の冷房を行うことが可能となっている。
【００６４】
また、この冷却装置では、上記のように、吸熱手段として、車室内に設けられたクーラコア１５と、蒸発室４４とクーラコア１５との間で空調用冷却液を循環させる配管５３、５４とが採用されている。このため、蒸発室４４内の冷熱によって冷却された空調用冷却液により、車室の冷房を好適に行うことが可能となっている。また、配管５３、５４によってクーラコア１５と蒸発室４４とが接続されるため、車室内におけるクーラコア１５の設置の自由度も向上している。このため、この冷却装置は車両への搭載性に優れている。
【００６５】
さらに、このクーラコア１５によって冷却されることで、車室に供給される空気はその湿度が低下した状態となっている。このため、この冷却装置では、車室の冷房を行う他、車室の除湿も可能となっている。そして、車室の除湿を行う際、この冷却装置では、制御装置が熱電変換モジュール１７の一面側を放熱面とし、他面側を吸熱面とさせることにより、一面側熱交換器１９内で空調用冷却液の再加熱を行うことが可能となる。このため、この冷却装置では、温度調整が行われた空気によって車室の除湿を行うことも可能となっている。
【００６６】
また、このように、熱電変換モジュールの一面側を放熱面とし、他面側を吸熱面とさせることによって、この冷却装置では、他面側熱交換器２１内において電装系冷却液の冷却も行うことが可能となる。このため、この冷却装置では、緊急時等にモータ７やＰＣＵ９を急速に冷却させることも可能となる。なお、この場合、制御装置は分岐弁Ｖ２の操作を行い、配管２９と配管３０とを連通させ、配管２９、３０と配管３３とを非連通とさせる。また、制御装置は、電装系用放熱流路において、他面側熱交換器２１→ＰＣＵ９及びモータ７→電装系用ラジエータ１１の順番で電装系用冷却液が循環するように電動ポンプＰ２を作動させることが好ましい。これにより、緊急時等において、モータ７やＰＣＵ９をより好適に冷却することが可能となる。
【００６７】
（実施例２）
実施例２の冷却装置は、実施例１の冷却装置における吸熱手段としてのクーラコア１５、配管５３、５４及び空調用冷却液に替えて、図３に示すように、吸熱手段としてフィン４４ａを備えている。このフィン４４ａは蒸発室４４の周囲に設けられている。また、フィン４４ａの近傍には電動ファン４４ｂが設けられており、この電動ファン４４ｂは図示しない制御装置と電気的に接続されている。さらに、この冷却装置では、熱電変換モジュール１７、一面側熱交換器１９、他面側熱交換器２１及び第６電動ポンプＰ６が設けられていない。また、電装系用放熱流路において、配管３１は配管３０と接続し、配管３０と電装系用ラジエータ１１とを接続している。他の構成は実施例１の冷却装置と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【００６８】
この冷却装置においても、エンジン３の駆動時やＥＶ走行時において、実施例１の冷却装置と同様に、制御装置が分岐弁Ｖ１、Ｖ２及び電動ポンプＰ１〜Ｐ５を作動させる。これにより、上記のように、蒸発室４４において水Ｃ２の気化が生じ、蒸発室４４内には冷熱が蓄えられる。このため、この冷却装置では、この冷熱によりフィン４４ａが冷却され、フィン４４ａ周りの空気が冷却される。そして、制御装置が電動ファン４４ｂを作動させることにより、この冷却された空気が車室に供給され、車室の冷房が行われることとなる。
【００６９】
上記のように、この冷却装置では、クーラコア１５や熱電変換モジュール１７等が設けられていない。このため、この冷却装置では、熱電変換モジュール１７の吸熱を利用して、空気を更に冷却することできなくなっている。しかし、その一方で、クーラコア１５や熱電変換モジュール１７等が設けられないことにより、この冷却装置は実施例１の冷却装置と比較して、冷却装置の構成が簡略化され、冷却装置の大型化がより抑制されている。他の作用効果は実施例１の冷却装置と同様である。
【００７０】
したがって、この冷却装置も、車室の好適な冷房を実現しつつ、より省エネルギーな走行が可能であるとともに、車両への優れた搭載性を発揮している。
【００７１】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７２】
例えば、実施例２の冷却装置は、車両に搭載されるバッテリやＰＣＵ９等、車両の走行に必要な各種の駆動装置の冷却装置としても利用可能である。
【００７３】
また、実施例１、２の冷却装置について、モータ７及びＰＣＵ９と再生室４１とを接続し、内部を電装系冷却液が流通可能な配管を設け、エンジン冷却液に加えて、モータ７及びＰＣＵ９で加熱された電装系冷却液によっても再生室４１が加熱される構成とすることもできる。また、この配管に対し、車両に搭載されているバッテリを接続し、モータ７、ＰＣＵ９及びバッテリで加熱された電装系冷却液によって再生室４１が加熱される構成とすることもできる。モータ７及びＰＣＵ９とバッテリとはそれぞれ別々の配管によって再生室４１と接続される構成としても良い。
【００７４】
さらに、実施例１、２の冷却装置について、エンジン３に設けられたマフラを再生室４１に挿通し、マフラ内を流通する排ガスによって再生室４１を加熱させる構成としても良い。また、上記のようなエンジン冷却液や電装系冷却液によって再生室４１が加熱される構成と組み合わされても良い。この際、マフラにも熱媒バイパス通路を設け、排ガスによって再生室４１を加熱する場合と加熱しない場合とを切り替え可能に構成しても良い。
【００７５】
また、実施例１、２の冷却装置について、オイル流路を設け、エンジン３の駆動によって高温となったエンジンオイルによって再生室４１を加熱する構成としても良い。
【００７６】
さらに、エンジン３やモータ７等と再生室４１とを隣接させ、駆動によるエンジン３やモータ７等の熱によって再生室４１が直接加熱される構成としても良い。
【００７７】
また、配管３３は、吸収室４２及び凝縮室４３のいずれか一方のみと接続され、配管３３と接続されなかった吸収室４２又は凝縮室４３一方は、車両の走行によって生じる走行風によって冷却される構成としても良い。
【００７８】
さらに、ケミカルヒートポンプ１３は、空気等の不純ガスが混入すると性能が低下するおそれがあることから、例えば不純ガスの溜まりやすい吸収室４２や蒸発室４４に真空ポンプや追加の冷媒を入れるポート等を設けても良い。また、ケミカルヒートポンプ１３は、これらに加えて冷媒のリザーバータンクを設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、エンジンとモータとによって走行される乗用車、トラック等の車両における車室等の冷却装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
３…エンジン
５…エンジン用ラジエータ
７…モータ
９…ＰＣＵ（駆動回路）
１１…電装系用ラジエータ
１３…ケミカルヒートポンプ
１５…クーラコア（吸熱手段）
１７…熱電変換モジュール（熱電変換装置）
２２、２３、２５…配管（エンジン用放熱流路）
２４…配管（熱媒バイパス通路）
２６…配管（熱媒流路）
２７〜３２…配管（電装系用放熱流路）
４１…再生室
４２…吸収室
４３…凝縮室
４４…蒸発室
４４ａ…フィン（吸熱手段）
４５…第１接続流路
４６…第２接続流路
４７…第３接続流路
４８…第４接続流路
４９…第５接続流路
５１…熱交換器
５３、５４…配管（室内用流路、吸熱手段）
Ｃ１…Ｌｉｂｒ水溶液
Ｃ２…水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータとを駆動源とし、該モータを駆動回路にて駆動するハイブリッド車両のハイブリッド車両用冷却装置であって、
電装系用ラジエータと、
前記モータ及び前記駆動回路の少なくとも一方と該電装系用ラジエータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、
化学物質及び反応物質を有するケミカルヒートポンプとを備え、
前記ケミカルヒートポンプは、少なくとも前記エンジンの駆動により発生する熱を保有する熱媒によって前記化学物質を加熱し、前記反応物質を蒸気化する再生室と、
第１接続流路により該再生室と接続され、蒸気化した該反応物質を凝縮する凝縮室と、
第２接続流路により該凝縮室と接続され、凝縮した該反応物質を気化する蒸発室と、
第３接続流路により該蒸発室と接続されているとともに、第４接続流路及び第５接続流路により該再生室と接続され、気化した該反応物質を該第４接続流路を介して流入してくる該化学物質に発熱反応によって吸収させるとともに、吸収後の該化学物質を該第５接続流路を介して該再生室に流出させる吸収室とを有し、
該凝縮室及び該吸収室の少なくとも一方には、前記電装系用放熱流路が設けられていることを特徴とするハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項２】
エンジン用ラジエータと、
該エンジン用ラジエータと前記エンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路とを有し、
前記熱媒は、該エンジンから排出される排ガス、該エンジン用放熱流路内の前記エンジン冷却液及び該エンジンを潤滑するためのエンジンオイルの少なくとも一つである請求項１記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項３】
前記再生室には前記熱媒が循環可能な熱媒流路が設けられ、
該再生室を該熱媒が迂回可能な熱媒バイパス通路が設けられている請求項１又は２記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項４】
前記第４接続流路と前記第５接続流路との間には、該第４接続流路内の前記化学物質と該第５接続流路内の該化学物質との間で熱交換させる熱交換器が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項５】
前記蒸発室には吸熱を行う吸熱手段が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項６】
前記吸熱手段は、前記車室内に設けられたクーラコアと、前記蒸発室に設けられ、該クーラコアとの間で空調用冷却液を循環させる室内用流路とからなる請求項５記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項７】
前記電装系用放熱流路と前記室内用流路との間で熱移動させる熱電変換装置が設けられている請求項６記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項１】
エンジンとモータとを駆動源とし、該モータを駆動回路にて駆動するハイブリッド車両のハイブリッド車両用冷却装置であって、
電装系用ラジエータと、
前記モータ及び前記駆動回路の少なくとも一方と該電装系用ラジエータとを接続し、電装系冷却液が循環可能な電装系用放熱流路と、
化学物質及び反応物質を有するケミカルヒートポンプとを備え、
前記ケミカルヒートポンプは、少なくとも前記エンジンの駆動により発生する熱を保有する熱媒によって前記化学物質を加熱し、前記反応物質を蒸気化する再生室と、
第１接続流路により該再生室と接続され、蒸気化した該反応物質を凝縮する凝縮室と、
第２接続流路により該凝縮室と接続され、凝縮した該反応物質を気化する蒸発室と、
第３接続流路により該蒸発室と接続されているとともに、第４接続流路及び第５接続流路により該再生室と接続され、気化した該反応物質を該第４接続流路を介して流入してくる該化学物質に発熱反応によって吸収させるとともに、吸収後の該化学物質を該第５接続流路を介して該再生室に流出させる吸収室とを有し、
該凝縮室及び該吸収室の少なくとも一方には、前記電装系用放熱流路が設けられていることを特徴とするハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項２】
エンジン用ラジエータと、
該エンジン用ラジエータと前記エンジンとを接続し、エンジン冷却液が循環可能なエンジン用放熱流路とを有し、
前記熱媒は、該エンジンから排出される排ガス、該エンジン用放熱流路内の前記エンジン冷却液及び該エンジンを潤滑するためのエンジンオイルの少なくとも一つである請求項１記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項３】
前記再生室には前記熱媒が循環可能な熱媒流路が設けられ、
該再生室を該熱媒が迂回可能な熱媒バイパス通路が設けられている請求項１又は２記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項４】
前記第４接続流路と前記第５接続流路との間には、該第４接続流路内の前記化学物質と該第５接続流路内の該化学物質との間で熱交換させる熱交換器が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項５】
前記蒸発室には吸熱を行う吸熱手段が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項６】
前記吸熱手段は、前記車室内に設けられたクーラコアと、前記蒸発室に設けられ、該クーラコアとの間で空調用冷却液を循環させる室内用流路とからなる請求項５記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【請求項７】
前記電装系用放熱流路と前記室内用流路との間で熱移動させる熱電変換装置が設けられている請求項６記載のハイブリッド車両用冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１４１０４（Ｐ２０１２−２１４１０４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０２３１（Ｐ２０１１−８０２３１）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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