冷却装置
【課題】簡素化を図りつつ冷却対象における冷却目標温度に応じた値に冷媒温度を維持する。
【解決手段】冷却装置１０は、エンジン１００とメインラジエータ１３０との間でＬＬＣが循環する循環路１１０と、ＬＬＣを循環路１１０に循環させる電動ポンプ１２０と、ＰＣＵ２００とサブラジエータ２２０との間でＬＬＣが循環する循環路２１０と、循環機構３００とを含む。循環機構３００は、第１羽根車３１０、回転軸３２０および第２羽根車３３０を含む。第１羽根車３１０は、第２サイドタンク１４０から流れ込むＬＬＣの流体エネルギの一部により回転する。第１羽根車３１０に接続される回転軸３２０も連動して回転する。第２羽根車３３０は、回転軸３２０が回転することにより回転し、自身の回転エネルギを流体エネルギとして第２流路３０８内のＬＬＣに付与して、ＬＬＣを循環させる。
【解決手段】冷却装置１０は、エンジン１００とメインラジエータ１３０との間でＬＬＣが循環する循環路１１０と、ＬＬＣを循環路１１０に循環させる電動ポンプ１２０と、ＰＣＵ２００とサブラジエータ２２０との間でＬＬＣが循環する循環路２１０と、循環機構３００とを含む。循環機構３００は、第１羽根車３１０、回転軸３２０および第２羽根車３３０を含む。第１羽根車３１０は、第２サイドタンク１４０から流れ込むＬＬＣの流体エネルギの一部により回転する。第１羽根車３１０に接続される回転軸３２０も連動して回転する。第２羽根車３３０は、回転軸３２０が回転することにより回転し、自身の回転エネルギを流体エネルギとして第２流路３０８内のＬＬＣに付与して、ＬＬＣを循環させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの発熱体を冷却する冷却装置に関し、特に、車両に搭載される内燃機関と電子素子とを冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両には、モータに電力を供給する電力制御ユニットであるＰＣＵ（Power Control Unit）が搭載される。ＰＣＵは、その内部の電気回路（パワー素子）で構成されるＩＰＭ（Intelligent Power Module）による温度上昇を抑制するために冷却液（たとえば、ＬＬＣ（Long Life Coolant））により冷却される。このＰＣＵの冷却液は、専用の電動ポンプにより、エンジン冷却系統のラジエータとは異なる専用のラジエータとＰＣＵとの間を循環する。このように、ハイブリッド車両においては、エンジン冷却系統とＰＣＵ冷却系統とに電動ポンプおよびラジエータがそれぞれ必要であり、冷却装置が複雑になっていた。そのため、ハイブリッド車両における冷却装置を簡素にする技術が望まれている。このようなハイブリッド車両における冷却装置を簡素にする技術に関して、以下の公報に開示された技術がある。
【０００３】
特開２００２−２７６３６４号公報（特許文献１）は、内燃機関と電動機との冷却装置の統合化により、冷却装置を簡素で安価にする技術を開示する。この公報に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置は、内燃機関および電動機を動力装置として備え、内燃機関を流通する冷却水を冷却する第１ラジエータと、電動機を流通する冷却水を冷却する第２ラジエータとを有する、ハイブリッド電気自動車に用いられる。この冷却装置は、内燃機関および第１ラジエータの間を冷却水が循環する内燃機関冷却水路と、第１ラジエータの下流側となる下流側水路に対して並列となるように分岐、合流するとともに、第２ラジエータおよび電動機が配設される電動機冷却水路と、下流側水路の分岐部に設けられるとともに、下流側水路および電動機冷却水路を流通する冷却水の流量配分を調整する流量調整弁と、内燃機関冷却水路に冷却水を循環させる電動ポンプと、流量調整弁および電動ポンプの作動を制御する制御手段とを有する。制御手段は、内燃機関および電動機の負荷状態に応じて、流量調整弁の弁開度および電動ポンプの吐出流量を制御する。
【０００４】
この公報に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置によると、内燃機関および電動機の冷却装置として、それぞれ独立して設けなくても、流量調整弁を設けることで内燃機関冷却水路から分岐する電動機冷却水路が形成できる。また、１つの電動ポンプで両冷却水路の冷却水を循環させることができる。そのため、簡素で安価な冷却装置を実現できる。また、流量調整弁により下流側水路と電動機冷却水路への流量配分を調整することや、電動ポンプにより吐出流量を変えることで、各ラジエータに必要とされる冷却水量を流通させることができる。これにより、内燃機関および電動機の負荷状態に応じた冷却が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−２７６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置においては、内燃機関冷却系統と電動機冷却系統との冷却水を１つの電動ポンプで循環させることができるが、両冷却系統を循環する冷却水が流量調整弁で合流する。そのため、たとえば、電動機の冷却目標温度と内燃機関の冷却目標温度とが異なる場合であっても、各冷却水の温度を、各々の目標温度に応じた温度に維持し難いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素化を図りつつ冷却対象における冷却目標温度に応じた値に冷媒温度を維持することができる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る冷却装置は、第１の発熱体と第２の発熱体とを冷却する。この冷却装置は、第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒を循環させるポンプ機構と、第１の循環路と独立して構成され、第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路と、ポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、第２の冷媒を循環させるための循環手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路とが、独立して構成される。そのため、第１の冷媒の温度と第２の冷媒の温度とを、各々の発熱体の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、第１の循環路に設けられたポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、第２の冷媒は第２の循環路を循環する。たとえば、第１の冷媒の流体エネルギの一部が循環手段により第２の冷媒に付与されて、第２の冷媒は第２の循環路を循環する。そのため、ポンプ機構を第１の循環路に１つ設けるだけで、第２の冷媒を循環させることができる。これにより、第２の循環路にポンプを新たに設けることが抑制される。その結果、簡素化を図りつつ冷却対象における冷却目標温度に応じた値に冷媒温度を維持することができる冷却装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、循環手段は、第１の冷媒の流体エネルギの一部を第２の冷媒に流体エネルギとして付与することにより、第２の冷媒を循環させるための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、第１の冷媒の流体エネルギの一部が第２の冷媒に流体エネルギとして付与される。そのため、ポンプ機構を作動して第１の冷媒に流体エネルギを付与することにより、第１の冷媒を第１の循環路に、第２の冷媒を第２の循環路に、それぞれ循環させることができる。
【００１１】
第３の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、循環手段は、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒の流体エネルギの一部を回転エネルギに変換するための変換手段と、一端が変換手段に接続され、回転エネルギを他端に伝達するための伝達手段と、第２の循環路において、他端に接続され、伝達された回転エネルギを第２の冷媒に流体エネルギとして付与するための付与手段とを含む。
【００１２】
第３の発明によると、第１の冷媒の流体エネルギの一部が、第１の循環路に設けられる変換手段により回転エネルギに変換される。変換された回転エネルギは、伝達手段により、第２の循環路に設けられた付与手段に伝達される。伝達された回転エネルギは、付与手段により第２の冷媒に流体エネルギとして付与される。そのため、ポンプ機構を作動して第１の冷媒に流体エネルギを付与することにより、第１の冷媒を第１の循環路に、第２の冷媒を第２の循環路に、それぞれ循環させることができる。
【００１３】
第４の発明に係る冷却装置は、第１〜第３のいずれかの発明の構成に加えて、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒を冷却する第１の冷却器と、第２の循環路に設けられ、第２の冷媒を冷却する第２の冷却器とをさらに含む。
【００１４】
第４の発明によると、第１の冷媒と第２の冷媒とを、異なる冷却器で冷却することができる。そのため、各冷却器を各々の発熱体の冷却目標温度に応じた冷却性能にすることにより、第１の冷媒の温度と第２の冷媒の温度とを、各目標温度に応じた温度にすることができる。
【００１５】
第５の発明に係る冷却装置においては、第１〜第４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の発熱体は、車両に搭載された内燃機関である。第２の発熱体は、車両に搭載された電子素子である。
【００１６】
第５の発明によると、冷却目標温度が異なる内燃機関と電子素子とを冷却する場合において、内燃機関の冷却目標温度に応じた温度の冷媒と、電子素子の冷却目標温度に応じた温度の冷媒とを、１つのポンプ機構で循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下においては、本実施の形態に係る冷却装置を、ハイブリッド車両に適用した形態を説明するが、本発明に係る冷却装置はハイブリッド車両に適用されることに限定されない。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る冷却装置１０について説明する。なお、以下の説明においては、図１の紙面の上方を現実の上方として、図１の紙面の下方を現実の下方として説明する。なお、方向はこれに限定されない。
【００１９】
冷却装置１０は、ハイブリッド車両に搭載されるエンジン１００とＰＣＵ２００とを冷却する。冷却装置１０は、循環路１１０、電動ポンプ１２０、メインラジエータ１３０、循環路２１０、サブラジエータ２２０、および循環機構３００を含む。
【００２０】
エンジン１００は、ハイブリッド車両の駆動源の１つであり、駆動により発熱する。エンジン１００には冷却水通路（図示せず）が設けられ、この冷却水通路を流れるＬＬＣがエンジン１００を冷却する。
【００２１】
循環路１１０は、エンジン１００とメインラジエータ１３０との間をＬＬＣが循環する通路である。循環路１１０は、循環路１１０Ａ，１１０Ｂから構成される。エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１００Ａを流れ、メインラジエータ１３０に入る。メインラジエータ１３０で冷却されたＬＬＣが、循環路１１０Ｂを流れて、再びエンジン１００に戻ってエンジン１００を冷却する。
【００２２】
電動ポンプ１２０は、エンジン１００およびハイブリッド車両のもう１つの駆動源であるモータ（図示せず）により駆動され、ＬＬＣを循環路１１０に循環させる。
【００２３】
メインラジエータ１３０は、いわゆるクロスフロー型のラジエータである。メインラジエータ１３０は、サーモスタット１３２、第１サイドタンク１３４、チューブ１３６、放熱フィン１３８、第２サイドタンク１４０から構成される。
【００２４】
サーモスタット１３２は、温度によって開閉する弁であり、第１サイドタンク１３４の上部側面に接続される。ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になるまでは、メインラジエータ１３０の上部に設けられるバイパス通路１４２にＬＬＣが流れるように弁は閉じられる（点線矢印参照）。ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になると、ＬＬＣが第１サイドタンク１３４、チューブ１３６、第２サイドタンク１４０を流れるように弁は開かれる。
【００２５】
第１サイドタンク１３４は、サーモスタット１３２から入り込んだＬＬＣをチューブ１３６に流すタンクである。
【００２６】
チューブ１３６は、メインラジエータ１３０の本体部分に複数設けられる細いパイプであり、上流側が第１サイドタンク１３４に接続される。チューブ１３６の外側には薄い板状の放熱フィン１３８が設けられる。
【００２７】
第２サイドタンク１４０は、バイパス通路１４２およびチューブ１３６の下流側に接続される。バイパス通路１４２およびチューブ１３６から流れてきたＬＬＣは、第２サイドタンク１４０を経由して循環機構３００、循環路１１０Ｂ、エンジン１００の順に流れる。
【００２８】
バイパス通路１４２は、上流側がサーモスタット１３２に、下流側が第２サイドタンク１４０に接続される。バイパス通路１４２を流れるＬＬＣは、メインラジエータ１３０を迂回して第２サイドタンク１４０に流れる。
【００２９】
なお、循環路１１０のＬＬＣの温度は、循環路１１０のＬＬＣ流量やメインラジエータ１３０の冷却能力を適切に設定することなどにより、エンジン１００の冷却目標温度に応じた温度（たとえば１００℃）になるように制御される。
【００３０】
ＰＣＵ２００は、駆動用バッテリ（図示せず）からの直流電流を交流電流に変換してモータに供給するユニットである。ＰＣＵ２００は、直流電流を交流電流に変換する際に発熱する。ＰＣＵ２００には冷却水通路（図示せず）が設けられ、この冷却水通路を流れるＬＬＣがＰＣＵ２００を冷却する。
【００３１】
循環路２１０は、ＰＣＵ２００とサブラジエータ２２０との間でＬＬＣが循環する通路である。循環路２１０は、循環路２１０Ａ，２１０Ｂから構成され、循環路１１０とは独立して構成される。ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路２１０Ａを流れ、サブラジエータ２２０に入る。サブラジエータ２２０で冷却されたＬＬＣが、循環路２１０Ｂを流れて、再びＰＣＵ２００に戻ってＰＣＵ２００を冷却する。
【００３２】
サブラジエータ２２０は、バイパス通路１４２の上部に接続される、いわゆるクロスフロー型のラジエータである。サブラジエータ２２０は、第１サイドタンク２２２、チューブ２２４、放熱フィン２２６、第２サイドタンク２２８から構成される。
【００３３】
第１サイドタンク２２２は、循環路２１０Ａに接続され、循環路２１０Ａから入り込んだＬＬＣをチューブ２２４に流すタンクである。
【００３４】
チューブ２２４は、サブラジエータ２２０の本体部分に複数設けられる細いパイプであり、上流側が第１サイドタンク２２２に接続される。チューブ２２４の外側には薄い板状の放熱フィン２２６が設けられる。
【００３５】
第２サイドタンク２２８は、チューブ２２４の下流側に接続される。チューブ２２４から流れてきたＬＬＣは、第２サイドタンク２２８を経由して循環機構３００、循環路２１０Ｂ、ＰＣＵ２００の順に流れる。
【００３６】
なお、循環路２１０のＬＬＣの温度は、循環路２１０のＬＬＣ流量やサブラジエータ２２０の冷却能力を適切に設定することなどにより、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度（たとえば７０℃）になるように制御される。すなわち、循環路２１０のＬＬＣ温度は、循環路１１０のＬＬＣよりも低い温度になるように制御される。
【００３７】
循環機構３００は、ケース３０２、遮断壁３０４、第１羽根車３１０、回転軸３２０、および第２羽根車３３０から構成される。ケース３０２の内部が遮断壁３０４によって分割されて、第１流路３０６と第２流路３０８とが形成される。
【００３８】
第１流路３０６は、上流側が第２サイドタンク１４０の上部側面に接続され、下流側が循環路１１０Ｂに接続される。第１流路３０６の内部には、第１羽根車３１０が回転軸３２０の一端に接続されて支持される。
【００３９】
第１羽根車３１０は、第２サイドタンク１４０から流れ込むＬＬＣの流体エネルギの一部により回転する。第１羽根車３１０に接続される回転軸３２０も連動して回転する。
【００４０】
第２流路３０８は、上流側が第２サイドタンク２２８の下部側面に接続され、下流側が循環路２１０Ｂに接続される。第２流路３０８の内部には、第２羽根車３３０が、第１羽根車３１０が接続される側と異なる側の回転軸３２０の一端に接続されて支持される。
【００４１】
第２羽根車３３０は、回転軸３２０が回転することにより回転し、自身の回転エネルギを流体エネルギとして第２流路３０８内のＬＬＣに付与して、ＬＬＣを循環させる。
【００４２】
回転軸３２０は、遮断壁３０４を貫通し、一端が第１羽根車３１０の回転中心に、多端が第２羽根車３３０の回転中心に、それぞれ接続される。
【００４３】
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る冷却装置１０の動作について説明する。
【００４４】
運転者によりハイブリッド車両の運転操作が開始されると、エンジン１００やＰＣＵ２００が発熱し始め、電動ポンプ１２０の作動によりＬＬＣが循環路１１０を循環し始める。エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１１０Ａからサーモスタット１３２に流れ込む。
【００４５】
ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になるまでは、サーモスタット１３２の弁が閉じられ、ＬＬＣはメインラジエータ１３０を迂回してバイパス通路１４２に流れる。バイパス通路１４２から第２サイドタンク１４０に流れ込んだＬＬＣは、第１流路３０６を経由して循環路１１０Ｂに流れ、再びエンジン１００に戻る。これにより、ＬＬＣが冷却されずに循環し、エンジン１００が速やかに暖機される。
【００４６】
一方、ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になると、サーモスタット１３２の弁が開かれ、ＬＬＣが第１サイドタンク１３４、チューブ１３６に流れて、放熱フィン１３８を介して放熱する。チューブ１３６から第２サイドタンク１４０に流れ込んだＬＬＣは、第１流路３０６を経由して循環路１１０Ｂに流れ、再びエンジン１００に戻る。これにより、エンジン１００の冷却目標温度に応じた温度に制御されるＬＬＣでエンジン１００を冷却することができる。
【００４７】
ＬＬＣが第１流路３０６を流れる際、ＬＬＣの流体エネルギの一部が第１羽根車３１０に伝わり、第１羽根車３１０が回転する。これにより、回転軸３２０で接続される第２羽根車３２０が連動して回転する。第２羽根車３２０が回転することにより、第２流路３０８内のＬＬＣに流体エネルギが付与され、ＬＬＣが循環路２１０Ｂに流れ出す。循環路２１０ＢからＰＣＵ２００に流れ込んでＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路２１０Ａ、第１サイドタンク２２２、チューブ２２４に流れて、放熱フィン２２６を介して放熱する。チューブ２２４から第２サイドタンク２２８に流れ込んだＬＬＣは、第２流路３０８に流れ込み、再び第２羽根車３２０により流体エネルギが付与され、循環路２１０を循環する。循環路２１０は、循環路１１０に対して独立して構成されるため、循環路２１０のＬＬＣは、高温の循環路１１０のＬＬＣの影響を受けず、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度に維持される。さらに、循環路１１０に設けられた電動ポンプ１２０を作動することにより、循環路２１０のＬＬＣが循環する。そのため、循環路２１０に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態に係る冷却装置によれば、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とが、独立して構成される。そのため、エンジン冷却用のＬＬＣの温度とＰＣＵ冷却用のＬＬＣの温度とを、エンジンおよびＰＣＵの各々の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路に設けられた電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する。そのため、ＰＣＵ冷却用の循環路に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００４９】
なお、本実施の形態に係る冷却装置おいては、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路のみに電動ポンプを設け、この電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣを循環させる構成について説明したが、電動ポンプが設けられる循環路はこれに限定されない。すなわち、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路のみに電動ポンプを設け、この電動ポンプによりエンジン冷却用のＬＬＣを循環させるように構成してもよい。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
図２を参照して、本実施の形態に係る冷却装置２０について説明する。本実施の形態に係る冷却装置２０は、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０の構成と比較して、循環路１１０，２１０に代えて、循環路１１１０，１２１０、切替弁２１００，２２００，２３００，２４００、およびバイパス通路２５００，２６００を含む点が異なる。これら以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０の構成と同じ構成である。同じ構成については同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５１】
循環路１１１０は、循環路１１１０Ａ，１１１０Ｂ，１１１０Ｃ，１１１０Ｄから構成される。循環路１１１０Ａは、上流側がエンジン１００に接続され、下流側が切替弁２１００で循環路１１１０Ｂと接続される。循環路１１１０Ｂの下流側は、サーモスタット１３２に接続される。循環路１１１０Ｃは、上流側が第１流路３０６に接続され、下流側が切替弁２４００で循環路１１１０Ｄと接続される。循環路１１１０Ｄの下流側は、エンジン１００に接続される。
【００５２】
循環路１２１０は、循環路１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ，１２１０Ｄから構成される。循環路１２１０Ａは、上流側がＰＣＵ２００に接続され、下流側が切替弁２３００で循環路１２１０Ｂと接続される。循環路１２１０Ｂの下流側は、第１サイドタンク２２２に接続される。循環路１２１０Ｃは、上流側が第２流路３０８に接続され、下流側が切替弁２２００で循環路１２１０Ｄと接続される。循環路１２１０Ｄの下流側は、ＰＣＵ２００に接続される。
【００５３】
切替弁２１００，２２００，２３００，２４００は、温度センサ（図示せず）により検知されるエンジン１００の温度によって制御部（図示せず）により制御される。
【００５４】
切替弁２１００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、循環路１１１０Ａとバイパス通路２５００とを連通し、循環路１１１０Ｂを遮断するように制御される。切替弁２１００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１１１０Ａと循環路１１１０Ｂとを連通し、バイパス通路２５００を遮断するように制御される。
【００５５】
切替弁２２００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、バイパス通路２５００と循環路１２１０Ｄとを連通し、循環路１２１０Ｃを遮断するように制御される。切替弁２２００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１２１０Ｃと循環路１２１０Ｄとを連通し、バイパス通路２５００を遮断するように制御される。
【００５６】
切替弁２３００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、循環路１２１０Ａとバイパス通路２６００とを連通し、循環路１２１０Ｂを遮断するように制御される。切替弁２３００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１２１０Ａと循環路１２１０Ｂとを連通し、バイパス通路２６００を遮断するように制御される。
【００５７】
切替弁２４００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、バイパス通路２６００と循環路１１１０Ｄとを連通し、循環路１１１０Ｃを遮断するように制御される。切替弁２４００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１１１０Ｃと循環路１１１０Ｄとを連通し、バイパス通路２６００を遮断するように制御される。
【００５８】
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る冷却装置２０の動作について説明する。
【００５９】
運転者によりハイブリッド車両の運転操作が開始されると、エンジン１００やＰＣＵ２００が発熱し始め、電動ポンプ１２０の作動によりＬＬＣが循環し始める。
【００６０】
エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合は、切替弁２１００により、循環路１１１０Ａとバイパス通路２５００とが連通され、循環路１１１０Ｂが遮断される。切替弁２２００により、バイパス通路２５００と循環路１２１０Ｄとが連通され、循環路１２１０Ｃが遮断される。切替弁２３００により、循環路１２１０Ａとバイパス通路２６００とが連通され、循環路１２１０Ｂが遮断される。切替弁２４００により、バイパス通路２６００と循環路１１１０Ｄとが連通され、循環路１１１０Ｃが遮断される。これにより、図２の矢印に示すように、エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１１１０Ａ、バイパス通路２５００、循環路１２１０Ｄを経由してＰＣＵ２００に流れ込む。ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣが、循環路１２１０Ａ、バイパス通路２６００、循環路１１１０Ｄを経由して、エンジン１００に流れ込む。そのため、ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣによりエンジン１００が速やかに暖機される。
【００６１】
一方、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、切替弁２１００により、循環路１１１０Ａと循環路１１１０Ｂとが連通され、バイパス通路２５００が遮断される。切替弁２２００により、循環路１２１０Ｃと循環路１２１０Ｄとが連通され、バイパス通路２５００が遮断される。切替弁２３００により、循環路１２１０Ａと循環路１２１０Ｂとが連通され、バイパス通路２６００が遮断される。切替弁２４００により、循環路１１１０Ｃと循環路１１１０Ｄとが連通され、バイパス通路２６００が遮断される。これにより、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０と同様に、エンジン１００を冷却するＬＬＣの循環路１１００と、ＰＣＵ２００を冷却するＬＬＣの循環路１２１０とが、独立して構成される。そのため、循環路１２１０のＬＬＣは、高温の循環路１１１０のＬＬＣの影響を受けず、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度に維持される。さらに、循環路１１１０に設けられた電動ポンプ１２０を作動することにより、循環路１２１０のＬＬＣが循環する。そのため、循環路１２１０に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る冷却装置によれば、エンジンの温度が予め定められた温度より低い場合は、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とがバイパス通路により連結される。電動ポンプの作動により、ＬＬＣはＰＣＵとエンジンとの間をラジエータを経由せずに循環する。そのため、ＰＣＵの熱を吸収したＬＬＣによりエンジンを速やかに暖機することができる。エンジンの温度が予め定められた温度より高くなると、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とが、独立して構成される。そのため、エンジン冷却用のＬＬＣの温度とＰＣＵ冷却用のＬＬＣの温度とを、エンジンおよびＰＣＵの各々の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路に設けられた電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する。そのため、ＰＣＵ冷却用の循環路にポンプを新たに設けることが抑制される。
【００６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，２０ 冷却装置、１００ エンジン、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，１１１０，１１１０Ａ，１１１０Ｂ，１１１０Ｃ，１１１０Ｄ，１２１０，１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ，１２１０Ｄ 循環路、１２０ 電動ポンプ、１３０ メインラジエータ、１３２ サーモスタット、１３４，２２２ 第１サイドタンク、１３６，２２４ チューブ、１３８，２２６ 放熱フィン、１４０，２２８ 第２サイドタンク、１４２ バイパス通路、２００ ＰＣＵ、２２０ サブラジエータ、３００ 循環機構、３０２ ケース、３０４ 遮断壁、３０６ 第１流路、３０８ 第２流路、３１０ 第１羽根車、３２０ 回転軸、３３０ 第２羽根車、２１００，２２００，２３００，２４００ 切替弁、２５００，２６００ バイパス通路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの発熱体を冷却する冷却装置に関し、特に、車両に搭載される内燃機関と電子素子とを冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両には、モータに電力を供給する電力制御ユニットであるＰＣＵ（Power Control Unit）が搭載される。ＰＣＵは、その内部の電気回路（パワー素子）で構成されるＩＰＭ（Intelligent Power Module）による温度上昇を抑制するために冷却液（たとえば、ＬＬＣ（Long Life Coolant））により冷却される。このＰＣＵの冷却液は、専用の電動ポンプにより、エンジン冷却系統のラジエータとは異なる専用のラジエータとＰＣＵとの間を循環する。このように、ハイブリッド車両においては、エンジン冷却系統とＰＣＵ冷却系統とに電動ポンプおよびラジエータがそれぞれ必要であり、冷却装置が複雑になっていた。そのため、ハイブリッド車両における冷却装置を簡素にする技術が望まれている。このようなハイブリッド車両における冷却装置を簡素にする技術に関して、以下の公報に開示された技術がある。
【０００３】
特開２００２−２７６３６４号公報（特許文献１）は、内燃機関と電動機との冷却装置の統合化により、冷却装置を簡素で安価にする技術を開示する。この公報に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置は、内燃機関および電動機を動力装置として備え、内燃機関を流通する冷却水を冷却する第１ラジエータと、電動機を流通する冷却水を冷却する第２ラジエータとを有する、ハイブリッド電気自動車に用いられる。この冷却装置は、内燃機関および第１ラジエータの間を冷却水が循環する内燃機関冷却水路と、第１ラジエータの下流側となる下流側水路に対して並列となるように分岐、合流するとともに、第２ラジエータおよび電動機が配設される電動機冷却水路と、下流側水路の分岐部に設けられるとともに、下流側水路および電動機冷却水路を流通する冷却水の流量配分を調整する流量調整弁と、内燃機関冷却水路に冷却水を循環させる電動ポンプと、流量調整弁および電動ポンプの作動を制御する制御手段とを有する。制御手段は、内燃機関および電動機の負荷状態に応じて、流量調整弁の弁開度および電動ポンプの吐出流量を制御する。
【０００４】
この公報に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置によると、内燃機関および電動機の冷却装置として、それぞれ独立して設けなくても、流量調整弁を設けることで内燃機関冷却水路から分岐する電動機冷却水路が形成できる。また、１つの電動ポンプで両冷却水路の冷却水を循環させることができる。そのため、簡素で安価な冷却装置を実現できる。また、流量調整弁により下流側水路と電動機冷却水路への流量配分を調整することや、電動ポンプにより吐出流量を変えることで、各ラジエータに必要とされる冷却水量を流通させることができる。これにより、内燃機関および電動機の負荷状態に応じた冷却が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−２７６３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたハイブリッド電気自動車の冷却装置においては、内燃機関冷却系統と電動機冷却系統との冷却水を１つの電動ポンプで循環させることができるが、両冷却系統を循環する冷却水が流量調整弁で合流する。そのため、たとえば、電動機の冷却目標温度と内燃機関の冷却目標温度とが異なる場合であっても、各冷却水の温度を、各々の目標温度に応じた温度に維持し難いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素化を図りつつ冷却対象における冷却目標温度に応じた値に冷媒温度を維持することができる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る冷却装置は、第１の発熱体と第２の発熱体とを冷却する。この冷却装置は、第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒を循環させるポンプ機構と、第１の循環路と独立して構成され、第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路と、ポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、第２の冷媒を循環させるための循環手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路とが、独立して構成される。そのため、第１の冷媒の温度と第２の冷媒の温度とを、各々の発熱体の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、第１の循環路に設けられたポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、第２の冷媒は第２の循環路を循環する。たとえば、第１の冷媒の流体エネルギの一部が循環手段により第２の冷媒に付与されて、第２の冷媒は第２の循環路を循環する。そのため、ポンプ機構を第１の循環路に１つ設けるだけで、第２の冷媒を循環させることができる。これにより、第２の循環路にポンプを新たに設けることが抑制される。その結果、簡素化を図りつつ冷却対象における冷却目標温度に応じた値に冷媒温度を維持することができる冷却装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、循環手段は、第１の冷媒の流体エネルギの一部を第２の冷媒に流体エネルギとして付与することにより、第２の冷媒を循環させるための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、第１の冷媒の流体エネルギの一部が第２の冷媒に流体エネルギとして付与される。そのため、ポンプ機構を作動して第１の冷媒に流体エネルギを付与することにより、第１の冷媒を第１の循環路に、第２の冷媒を第２の循環路に、それぞれ循環させることができる。
【００１１】
第３の発明に係る冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、循環手段は、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒の流体エネルギの一部を回転エネルギに変換するための変換手段と、一端が変換手段に接続され、回転エネルギを他端に伝達するための伝達手段と、第２の循環路において、他端に接続され、伝達された回転エネルギを第２の冷媒に流体エネルギとして付与するための付与手段とを含む。
【００１２】
第３の発明によると、第１の冷媒の流体エネルギの一部が、第１の循環路に設けられる変換手段により回転エネルギに変換される。変換された回転エネルギは、伝達手段により、第２の循環路に設けられた付与手段に伝達される。伝達された回転エネルギは、付与手段により第２の冷媒に流体エネルギとして付与される。そのため、ポンプ機構を作動して第１の冷媒に流体エネルギを付与することにより、第１の冷媒を第１の循環路に、第２の冷媒を第２の循環路に、それぞれ循環させることができる。
【００１３】
第４の発明に係る冷却装置は、第１〜第３のいずれかの発明の構成に加えて、第１の循環路に設けられ、第１の冷媒を冷却する第１の冷却器と、第２の循環路に設けられ、第２の冷媒を冷却する第２の冷却器とをさらに含む。
【００１４】
第４の発明によると、第１の冷媒と第２の冷媒とを、異なる冷却器で冷却することができる。そのため、各冷却器を各々の発熱体の冷却目標温度に応じた冷却性能にすることにより、第１の冷媒の温度と第２の冷媒の温度とを、各目標温度に応じた温度にすることができる。
【００１５】
第５の発明に係る冷却装置においては、第１〜第４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の発熱体は、車両に搭載された内燃機関である。第２の発熱体は、車両に搭載された電子素子である。
【００１６】
第５の発明によると、冷却目標温度が異なる内燃機関と電子素子とを冷却する場合において、内燃機関の冷却目標温度に応じた温度の冷媒と、電子素子の冷却目標温度に応じた温度の冷媒とを、１つのポンプ機構で循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下においては、本実施の形態に係る冷却装置を、ハイブリッド車両に適用した形態を説明するが、本発明に係る冷却装置はハイブリッド車両に適用されることに限定されない。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る冷却装置１０について説明する。なお、以下の説明においては、図１の紙面の上方を現実の上方として、図１の紙面の下方を現実の下方として説明する。なお、方向はこれに限定されない。
【００１９】
冷却装置１０は、ハイブリッド車両に搭載されるエンジン１００とＰＣＵ２００とを冷却する。冷却装置１０は、循環路１１０、電動ポンプ１２０、メインラジエータ１３０、循環路２１０、サブラジエータ２２０、および循環機構３００を含む。
【００２０】
エンジン１００は、ハイブリッド車両の駆動源の１つであり、駆動により発熱する。エンジン１００には冷却水通路（図示せず）が設けられ、この冷却水通路を流れるＬＬＣがエンジン１００を冷却する。
【００２１】
循環路１１０は、エンジン１００とメインラジエータ１３０との間をＬＬＣが循環する通路である。循環路１１０は、循環路１１０Ａ，１１０Ｂから構成される。エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１００Ａを流れ、メインラジエータ１３０に入る。メインラジエータ１３０で冷却されたＬＬＣが、循環路１１０Ｂを流れて、再びエンジン１００に戻ってエンジン１００を冷却する。
【００２２】
電動ポンプ１２０は、エンジン１００およびハイブリッド車両のもう１つの駆動源であるモータ（図示せず）により駆動され、ＬＬＣを循環路１１０に循環させる。
【００２３】
メインラジエータ１３０は、いわゆるクロスフロー型のラジエータである。メインラジエータ１３０は、サーモスタット１３２、第１サイドタンク１３４、チューブ１３６、放熱フィン１３８、第２サイドタンク１４０から構成される。
【００２４】
サーモスタット１３２は、温度によって開閉する弁であり、第１サイドタンク１３４の上部側面に接続される。ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になるまでは、メインラジエータ１３０の上部に設けられるバイパス通路１４２にＬＬＣが流れるように弁は閉じられる（点線矢印参照）。ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になると、ＬＬＣが第１サイドタンク１３４、チューブ１３６、第２サイドタンク１４０を流れるように弁は開かれる。
【００２５】
第１サイドタンク１３４は、サーモスタット１３２から入り込んだＬＬＣをチューブ１３６に流すタンクである。
【００２６】
チューブ１３６は、メインラジエータ１３０の本体部分に複数設けられる細いパイプであり、上流側が第１サイドタンク１３４に接続される。チューブ１３６の外側には薄い板状の放熱フィン１３８が設けられる。
【００２７】
第２サイドタンク１４０は、バイパス通路１４２およびチューブ１３６の下流側に接続される。バイパス通路１４２およびチューブ１３６から流れてきたＬＬＣは、第２サイドタンク１４０を経由して循環機構３００、循環路１１０Ｂ、エンジン１００の順に流れる。
【００２８】
バイパス通路１４２は、上流側がサーモスタット１３２に、下流側が第２サイドタンク１４０に接続される。バイパス通路１４２を流れるＬＬＣは、メインラジエータ１３０を迂回して第２サイドタンク１４０に流れる。
【００２９】
なお、循環路１１０のＬＬＣの温度は、循環路１１０のＬＬＣ流量やメインラジエータ１３０の冷却能力を適切に設定することなどにより、エンジン１００の冷却目標温度に応じた温度（たとえば１００℃）になるように制御される。
【００３０】
ＰＣＵ２００は、駆動用バッテリ（図示せず）からの直流電流を交流電流に変換してモータに供給するユニットである。ＰＣＵ２００は、直流電流を交流電流に変換する際に発熱する。ＰＣＵ２００には冷却水通路（図示せず）が設けられ、この冷却水通路を流れるＬＬＣがＰＣＵ２００を冷却する。
【００３１】
循環路２１０は、ＰＣＵ２００とサブラジエータ２２０との間でＬＬＣが循環する通路である。循環路２１０は、循環路２１０Ａ，２１０Ｂから構成され、循環路１１０とは独立して構成される。ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路２１０Ａを流れ、サブラジエータ２２０に入る。サブラジエータ２２０で冷却されたＬＬＣが、循環路２１０Ｂを流れて、再びＰＣＵ２００に戻ってＰＣＵ２００を冷却する。
【００３２】
サブラジエータ２２０は、バイパス通路１４２の上部に接続される、いわゆるクロスフロー型のラジエータである。サブラジエータ２２０は、第１サイドタンク２２２、チューブ２２４、放熱フィン２２６、第２サイドタンク２２８から構成される。
【００３３】
第１サイドタンク２２２は、循環路２１０Ａに接続され、循環路２１０Ａから入り込んだＬＬＣをチューブ２２４に流すタンクである。
【００３４】
チューブ２２４は、サブラジエータ２２０の本体部分に複数設けられる細いパイプであり、上流側が第１サイドタンク２２２に接続される。チューブ２２４の外側には薄い板状の放熱フィン２２６が設けられる。
【００３５】
第２サイドタンク２２８は、チューブ２２４の下流側に接続される。チューブ２２４から流れてきたＬＬＣは、第２サイドタンク２２８を経由して循環機構３００、循環路２１０Ｂ、ＰＣＵ２００の順に流れる。
【００３６】
なお、循環路２１０のＬＬＣの温度は、循環路２１０のＬＬＣ流量やサブラジエータ２２０の冷却能力を適切に設定することなどにより、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度（たとえば７０℃）になるように制御される。すなわち、循環路２１０のＬＬＣ温度は、循環路１１０のＬＬＣよりも低い温度になるように制御される。
【００３７】
循環機構３００は、ケース３０２、遮断壁３０４、第１羽根車３１０、回転軸３２０、および第２羽根車３３０から構成される。ケース３０２の内部が遮断壁３０４によって分割されて、第１流路３０６と第２流路３０８とが形成される。
【００３８】
第１流路３０６は、上流側が第２サイドタンク１４０の上部側面に接続され、下流側が循環路１１０Ｂに接続される。第１流路３０６の内部には、第１羽根車３１０が回転軸３２０の一端に接続されて支持される。
【００３９】
第１羽根車３１０は、第２サイドタンク１４０から流れ込むＬＬＣの流体エネルギの一部により回転する。第１羽根車３１０に接続される回転軸３２０も連動して回転する。
【００４０】
第２流路３０８は、上流側が第２サイドタンク２２８の下部側面に接続され、下流側が循環路２１０Ｂに接続される。第２流路３０８の内部には、第２羽根車３３０が、第１羽根車３１０が接続される側と異なる側の回転軸３２０の一端に接続されて支持される。
【００４１】
第２羽根車３３０は、回転軸３２０が回転することにより回転し、自身の回転エネルギを流体エネルギとして第２流路３０８内のＬＬＣに付与して、ＬＬＣを循環させる。
【００４２】
回転軸３２０は、遮断壁３０４を貫通し、一端が第１羽根車３１０の回転中心に、多端が第２羽根車３３０の回転中心に、それぞれ接続される。
【００４３】
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る冷却装置１０の動作について説明する。
【００４４】
運転者によりハイブリッド車両の運転操作が開始されると、エンジン１００やＰＣＵ２００が発熱し始め、電動ポンプ１２０の作動によりＬＬＣが循環路１１０を循環し始める。エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１１０Ａからサーモスタット１３２に流れ込む。
【００４５】
ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になるまでは、サーモスタット１３２の弁が閉じられ、ＬＬＣはメインラジエータ１３０を迂回してバイパス通路１４２に流れる。バイパス通路１４２から第２サイドタンク１４０に流れ込んだＬＬＣは、第１流路３０６を経由して循環路１１０Ｂに流れ、再びエンジン１００に戻る。これにより、ＬＬＣが冷却されずに循環し、エンジン１００が速やかに暖機される。
【００４６】
一方、ＬＬＣの温度が予め定められた設定温度になると、サーモスタット１３２の弁が開かれ、ＬＬＣが第１サイドタンク１３４、チューブ１３６に流れて、放熱フィン１３８を介して放熱する。チューブ１３６から第２サイドタンク１４０に流れ込んだＬＬＣは、第１流路３０６を経由して循環路１１０Ｂに流れ、再びエンジン１００に戻る。これにより、エンジン１００の冷却目標温度に応じた温度に制御されるＬＬＣでエンジン１００を冷却することができる。
【００４７】
ＬＬＣが第１流路３０６を流れる際、ＬＬＣの流体エネルギの一部が第１羽根車３１０に伝わり、第１羽根車３１０が回転する。これにより、回転軸３２０で接続される第２羽根車３２０が連動して回転する。第２羽根車３２０が回転することにより、第２流路３０８内のＬＬＣに流体エネルギが付与され、ＬＬＣが循環路２１０Ｂに流れ出す。循環路２１０ＢからＰＣＵ２００に流れ込んでＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路２１０Ａ、第１サイドタンク２２２、チューブ２２４に流れて、放熱フィン２２６を介して放熱する。チューブ２２４から第２サイドタンク２２８に流れ込んだＬＬＣは、第２流路３０８に流れ込み、再び第２羽根車３２０により流体エネルギが付与され、循環路２１０を循環する。循環路２１０は、循環路１１０に対して独立して構成されるため、循環路２１０のＬＬＣは、高温の循環路１１０のＬＬＣの影響を受けず、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度に維持される。さらに、循環路１１０に設けられた電動ポンプ１２０を作動することにより、循環路２１０のＬＬＣが循環する。そのため、循環路２１０に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態に係る冷却装置によれば、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とが、独立して構成される。そのため、エンジン冷却用のＬＬＣの温度とＰＣＵ冷却用のＬＬＣの温度とを、エンジンおよびＰＣＵの各々の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路に設けられた電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する。そのため、ＰＣＵ冷却用の循環路に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００４９】
なお、本実施の形態に係る冷却装置おいては、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路のみに電動ポンプを設け、この電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣを循環させる構成について説明したが、電動ポンプが設けられる循環路はこれに限定されない。すなわち、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路のみに電動ポンプを設け、この電動ポンプによりエンジン冷却用のＬＬＣを循環させるように構成してもよい。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
図２を参照して、本実施の形態に係る冷却装置２０について説明する。本実施の形態に係る冷却装置２０は、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０の構成と比較して、循環路１１０，２１０に代えて、循環路１１１０，１２１０、切替弁２１００，２２００，２３００，２４００、およびバイパス通路２５００，２６００を含む点が異なる。これら以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０の構成と同じ構成である。同じ構成については同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５１】
循環路１１１０は、循環路１１１０Ａ，１１１０Ｂ，１１１０Ｃ，１１１０Ｄから構成される。循環路１１１０Ａは、上流側がエンジン１００に接続され、下流側が切替弁２１００で循環路１１１０Ｂと接続される。循環路１１１０Ｂの下流側は、サーモスタット１３２に接続される。循環路１１１０Ｃは、上流側が第１流路３０６に接続され、下流側が切替弁２４００で循環路１１１０Ｄと接続される。循環路１１１０Ｄの下流側は、エンジン１００に接続される。
【００５２】
循環路１２１０は、循環路１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ，１２１０Ｄから構成される。循環路１２１０Ａは、上流側がＰＣＵ２００に接続され、下流側が切替弁２３００で循環路１２１０Ｂと接続される。循環路１２１０Ｂの下流側は、第１サイドタンク２２２に接続される。循環路１２１０Ｃは、上流側が第２流路３０８に接続され、下流側が切替弁２２００で循環路１２１０Ｄと接続される。循環路１２１０Ｄの下流側は、ＰＣＵ２００に接続される。
【００５３】
切替弁２１００，２２００，２３００，２４００は、温度センサ（図示せず）により検知されるエンジン１００の温度によって制御部（図示せず）により制御される。
【００５４】
切替弁２１００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、循環路１１１０Ａとバイパス通路２５００とを連通し、循環路１１１０Ｂを遮断するように制御される。切替弁２１００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１１１０Ａと循環路１１１０Ｂとを連通し、バイパス通路２５００を遮断するように制御される。
【００５５】
切替弁２２００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、バイパス通路２５００と循環路１２１０Ｄとを連通し、循環路１２１０Ｃを遮断するように制御される。切替弁２２００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１２１０Ｃと循環路１２１０Ｄとを連通し、バイパス通路２５００を遮断するように制御される。
【００５６】
切替弁２３００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、循環路１２１０Ａとバイパス通路２６００とを連通し、循環路１２１０Ｂを遮断するように制御される。切替弁２３００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１２１０Ａと循環路１２１０Ｂとを連通し、バイパス通路２６００を遮断するように制御される。
【００５７】
切替弁２４００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合、バイパス通路２６００と循環路１１１０Ｄとを連通し、循環路１１１０Ｃを遮断するように制御される。切替弁２４００は、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、循環路１１１０Ｃと循環路１１１０Ｄとを連通し、バイパス通路２６００を遮断するように制御される。
【００５８】
以上のような構造に基づく、本実施の形態に係る冷却装置２０の動作について説明する。
【００５９】
運転者によりハイブリッド車両の運転操作が開始されると、エンジン１００やＰＣＵ２００が発熱し始め、電動ポンプ１２０の作動によりＬＬＣが循環し始める。
【００６０】
エンジン１００の温度が予め定められた温度より低い場合は、切替弁２１００により、循環路１１１０Ａとバイパス通路２５００とが連通され、循環路１１１０Ｂが遮断される。切替弁２２００により、バイパス通路２５００と循環路１２１０Ｄとが連通され、循環路１２１０Ｃが遮断される。切替弁２３００により、循環路１２１０Ａとバイパス通路２６００とが連通され、循環路１２１０Ｂが遮断される。切替弁２４００により、バイパス通路２６００と循環路１１１０Ｄとが連通され、循環路１１１０Ｃが遮断される。これにより、図２の矢印に示すように、エンジン１００の熱を吸収したＬＬＣは、循環路１１１０Ａ、バイパス通路２５００、循環路１２１０Ｄを経由してＰＣＵ２００に流れ込む。ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣが、循環路１２１０Ａ、バイパス通路２６００、循環路１１１０Ｄを経由して、エンジン１００に流れ込む。そのため、ＰＣＵ２００の熱を吸収したＬＬＣによりエンジン１００が速やかに暖機される。
【００６１】
一方、エンジン１００の温度が予め定められた温度より高くなると、切替弁２１００により、循環路１１１０Ａと循環路１１１０Ｂとが連通され、バイパス通路２５００が遮断される。切替弁２２００により、循環路１２１０Ｃと循環路１２１０Ｄとが連通され、バイパス通路２５００が遮断される。切替弁２３００により、循環路１２１０Ａと循環路１２１０Ｂとが連通され、バイパス通路２６００が遮断される。切替弁２４００により、循環路１１１０Ｃと循環路１１１０Ｄとが連通され、バイパス通路２６００が遮断される。これにより、上述の第１の実施の形態に係る冷却装置１０と同様に、エンジン１００を冷却するＬＬＣの循環路１１００と、ＰＣＵ２００を冷却するＬＬＣの循環路１２１０とが、独立して構成される。そのため、循環路１２１０のＬＬＣは、高温の循環路１１１０のＬＬＣの影響を受けず、ＰＣＵ２００の冷却目標温度に応じた温度に維持される。さらに、循環路１１１０に設けられた電動ポンプ１２０を作動することにより、循環路１２１０のＬＬＣが循環する。そのため、循環路１２１０に電動ポンプを新たに設けることが抑制される。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る冷却装置によれば、エンジンの温度が予め定められた温度より低い場合は、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とがバイパス通路により連結される。電動ポンプの作動により、ＬＬＣはＰＣＵとエンジンとの間をラジエータを経由せずに循環する。そのため、ＰＣＵの熱を吸収したＬＬＣによりエンジンを速やかに暖機することができる。エンジンの温度が予め定められた温度より高くなると、エンジン冷却用のＬＬＣが循環する循環路と、ＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する循環路とが、独立して構成される。そのため、エンジン冷却用のＬＬＣの温度とＰＣＵ冷却用のＬＬＣの温度とを、エンジンおよびＰＣＵの各々の冷却目標温度に応じた温度に維持することができる。さらに、エンジン冷却用のＬＬＣの循環路に設けられた電動ポンプによりＰＣＵ冷却用のＬＬＣが循環する。そのため、ＰＣＵ冷却用の循環路にポンプを新たに設けることが抑制される。
【００６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る冷却装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０，２０ 冷却装置、１００ エンジン、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，１１１０，１１１０Ａ，１１１０Ｂ，１１１０Ｃ，１１１０Ｄ，１２１０，１２１０Ａ，１２１０Ｂ，１２１０Ｃ，１２１０Ｄ 循環路、１２０ 電動ポンプ、１３０ メインラジエータ、１３２ サーモスタット、１３４，２２２ 第１サイドタンク、１３６，２２４ チューブ、１３８，２２６ 放熱フィン、１４０，２２８ 第２サイドタンク、１４２ バイパス通路、２００ ＰＣＵ、２２０ サブラジエータ、３００ 循環機構、３０２ ケース、３０４ 遮断壁、３０６ 第１流路、３０８ 第２流路、３１０ 第１羽根車、３２０ 回転軸、３３０ 第２羽根車、２１００，２２００，２３００，２４００ 切替弁、２５００，２６００ バイパス通路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱体と第２の発熱体とを冷却する冷却装置であって、
前記第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒を循環させるポンプ機構と、
前記第１の循環路と独立して構成され、前記第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路と、
前記ポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、前記第２の冷媒を循環させるための循環手段とを含む、冷却装置。
【請求項２】
前記循環手段は、前記第１の冷媒の流体エネルギの一部を前記第２の冷媒に流体エネルギとして付与することにより、前記第２の冷媒を循環させるための手段を含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記循環手段は、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒の流体エネルギの一部を回転エネルギに変換するための変換手段と、
一端が前記変換手段に接続され、前記回転エネルギを他端に伝達するための伝達手段と、
前記第２の循環路において、前記他端に接続され、前記伝達された回転エネルギを前記第２の冷媒に流体エネルギとして付与するための付与手段とを含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒を冷却する第１の冷却器と、
前記第２の循環路に設けられ、前記第２の冷媒を冷却する第２の冷却器とをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第１の発熱体は、車両に搭載された内燃機関であり、
前記第２の発熱体は、前記車両に搭載された電子素子である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１】
第１の発熱体と第２の発熱体とを冷却する冷却装置であって、
前記第１の発熱体を冷却する第１の冷媒が循環する第１の循環路と、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒を循環させるポンプ機構と、
前記第１の循環路と独立して構成され、前記第２の発熱体を冷却する第２の冷媒が循環する第２の循環路と、
前記ポンプ機構により発生させた第１の冷媒の循環を利用して、前記第２の冷媒を循環させるための循環手段とを含む、冷却装置。
【請求項２】
前記循環手段は、前記第１の冷媒の流体エネルギの一部を前記第２の冷媒に流体エネルギとして付与することにより、前記第２の冷媒を循環させるための手段を含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記循環手段は、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒の流体エネルギの一部を回転エネルギに変換するための変換手段と、
一端が前記変換手段に接続され、前記回転エネルギを他端に伝達するための伝達手段と、
前記第２の循環路において、前記他端に接続され、前記伝達された回転エネルギを前記第２の冷媒に流体エネルギとして付与するための付与手段とを含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、
前記第１の循環路に設けられ、前記第１の冷媒を冷却する第１の冷却器と、
前記第２の循環路に設けられ、前記第２の冷媒を冷却する第２の冷却器とをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第１の発熱体は、車両に搭載された内燃機関であり、
前記第２の発熱体は、前記車両に搭載された電子素子である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−７４１３２（Ｐ２００８−７４１３２Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５２４３２（Ｐ２００６−２５２４３２）
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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