JP6524982B2 - 車両用熱管理装置 - Google Patents

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、冷却水流通機器に循環する冷却水を切り替えることによって冷却水流通機器の温度を状況に応じて適切に調整する車両用熱管理システムが記載されている。

この従来技術では、冷却水流通機器に循環する冷却水を切替弁によって切り替える。切替弁は、冷却水流通機器に第１冷却水循環回路の冷却水が循環する状態と、冷却水流通機器に第２冷却水循環回路の冷却水が循環する状態とを切り替える。

第１冷却水循環回路を循環する冷却水は、冷凍サイクルの高圧冷媒で加熱された高温冷却水である。第２冷却水循環回路を循環する冷却水は、冷凍サイクルの低圧冷媒で冷却された低温冷却水である。

これにより、冷却水流通機器を流れる冷却水の温度を調整できるので、冷却水流通機器の温度を状況に応じて適切に調整できる。

この従来技術では、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とを連通流路によって連通させている。

特開２０１４−０６１８７３号公報

上記従来技術では、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路とを連通流路によって連通させているので、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路との圧力差が低減される。そのため、第１冷却水循環回路と第２冷却水循環回路との圧力差に起因して切替弁の切り替え作動に支障が生じることを抑制できる。

上記従来技術において、第１冷却水循環回路および第２冷却水循環回路に加えてエンジン冷却回路も切替弁を介して流体的に接続できるようにすれば、冷凍サイクルで生成される温熱および冷熱に加えてエンジンの廃熱も有効利用できるようになる。エンジン冷却回路は、エンジン冷却水が循環する冷却水循環回路である。

しかしながら、エンジン冷却回路の冷却水は、第１冷却水循環回路の冷却水よりも高温になる。また、エンジンの運転状況が継続的に動的に変動することから、エンジン冷却回路の状態も継続的に動的に変動する。

そのため、エンジン冷却回路、第１冷却水循環回路および第２冷却水循環回路の３つの回路の圧力を如何にして均等化するかが問題となる。

また、第１冷却水循環回路の圧力を調整するために第１冷却水循環回路のポンプ出力を調整すると、第１冷却水循環回路における冷却水流量が変動して冷凍サイクルの性能が変動してしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、３つの熱媒体回路間の圧力差を低減することを目的とする。

本発明は上記点に鑑みて、冷凍サイクルの性能変動を抑制しつつ熱媒体回路間の圧力を調整することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（５１）と、
圧縮機（５１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器（３２）と、
高圧側熱交換器（３２）で熱交換された冷媒を減圧させる減圧部（５２）と、
減圧部（５２）で減圧された冷媒と熱媒体を熱交換させる低圧側熱交換器（３７）と、
車両に搭載されたエンジン（２１）に熱媒体を循環させるエンジン冷却回路（１１）と、
高圧側熱交換器（３２）で熱交換された熱媒体が循環する高温熱媒体回路（１２）と、
低圧側熱交換器（３７）で熱交換された熱媒体が循環する低温熱媒体回路（１３）と、
エンジン冷却回路（１１）、高温熱媒体回路（１２）および低温熱媒体回路（１３）の流体的な接続状態を切り替える切替部（４０、４１）と、
エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）とを連通させてエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減する高温側連通部（４３）と、
高温熱媒体回路（１２）と低温熱媒体回路（１３）とを連通させて高温熱媒体回路（１２）と低温熱媒体回路（１３）との圧力差を低減する低温側連通部（４４）とを備え、
エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）とが流体的に接続された場合、熱媒体がエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との間で循環することが可能になっており、
高温熱媒体回路（１２）と低温熱媒体回路（１３）とが流体的に接続された場合、熱媒体が高温熱媒体回路（１２）と低温熱媒体回路（１３）との間で循環することが可能になっており、
高温側連通部（４３）は、エンジン冷却回路（１１）および高温熱媒体回路（１２）と比較して流路断面積が小さくなっており、
低温側連通部（４４）は、高温熱媒体回路（１２）および低温熱媒体回路（１３）と比較して流路断面積が小さくなっている。

これによると、高温側連通部（４３）がエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減し、低温側連通部（４４）が高温熱媒体回路（１２）と低温熱媒体回路（１３）との圧力差を低減するので、エンジン冷却回路（１１）、高温熱媒体回路（１２）および低温熱媒体回路（１３）の間の圧力差を低減できる。

エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との間の熱媒体の温度差は比較的小さい。高温熱媒体回路（１２）と低温側連通部（４４）との間の熱媒体の温度差も比較的小さい。これに対し、エンジン冷却回路（１１）と低温側連通部（４４）との間の熱媒体の温度差は比較的大きい。

高温側連通部（４３）および低温側連通部（４４）は、エンジン冷却回路（１１）と低温側連通部（４４）とを高温熱媒体回路（１２）を介して連通させるので、エンジン冷却回路（１１）と低温側連通部（４４）との間で熱媒体が混合して熱媒体温度が変動することを抑制できる。したがって、エンジン冷却回路（１１）、高温熱媒体回路（１２）および低温熱媒体回路（１３）の熱媒体温度を適切な温度に保つことができる。

上記目的を達成するため、請求項９に記載の発明では、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機（５１）と、
圧縮機（５１）から吐出された冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器（３２）と、
車両に搭載されたエンジン（２１）に熱媒体を循環させるエンジン冷却回路（１１）と、
高圧側熱交換器（３２）で熱交換された熱媒体が循環する高温熱媒体回路（１２）と、
エンジン冷却回路（１１）および高温熱媒体回路（１２）の流体的な接続状態を切り替える切替部（４０、４１）と、
エンジン冷却回路（１１）および高温熱媒体回路（１２）の流体的な接続状態を切り替える切替部（４０、４１）と、
エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）とを連通させてエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減する高温側連通部（４３）と、
エンジン冷却回路（１１）の熱媒体を吸入して吐出するエンジンポンプ（２０、２２）と、
高温熱媒体回路（１２）の熱媒体を吸入して吐出する高温側ポンプ（３１）と、
高温側連通部（４３）における熱媒体の圧力に関連する物理量に基づいてエンジンポンプ（２０、２２）の作動を制御する制御部（６０）とを備え、
エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）とが流体的に接続された場合、熱媒体がエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との間で循環することが可能になっており、
高温側連通部（４３）は、エンジン冷却回路（１１）および高温熱媒体回路（１２）と比較して流路断面積が小さくなっている。

これによると、高温側連通部（４３）がエンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減するので、エンジン冷却回路（１１）と高温熱媒体回路（１２）との間の圧力差を低減できる。

さらに、制御部（６０）がエンジンポンプ（２０、２２）の作動を制御することによってエンジン冷却回路（１１）の圧力を調整でき、ひいては高温熱媒体回路（１２）の圧力も調整できる。そのため、高温熱媒体回路（１２）の熱媒体流量を変化させることなく、高温熱媒体回路（１２）の圧力を調整できる。したがって、冷凍サイクル（５０）の性能変動を抑制しつつ高温熱媒体回路（１２）の圧力を調整できる。

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。

一実施形態における車両用熱管理装置を示す全体構成図である。 一実施形態における車両用熱管理装置を簡略化して示す全体構成図である。 一実施形態における車両用熱管理装置の電気制御部を示すブロック図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。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整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の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。

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、車両に搭載された電池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。例えば、電池はリチウムイオン電池である。

エンジンから出力される駆動力は、車両走行用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、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。

車両用熱管理装置１０は、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３を備えている。エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３は、冷却水が循環する冷却水回路である。

冷却水は、熱媒体としての流体である。例えば、冷却水は、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、または不凍液体である。

エンジン冷却回路１１は、エンジン２１を冷却水で冷却するための冷却水回路である。エンジン冷却回路１１は、第１エンジンポンプ２０、エンジン２１、第２エンジンポンプ２２、ヒータコア２３、エンジンラジエータ２４、エンジン機器２５、２６およびバイパス配管２７を有している。

第１エンジンポンプ２０および第２エンジンポンプ２２は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。第１エンジンポンプ２０および第２エンジンポンプ２２は、エンジン２１の駆動力をベルトを介して動力伝達することによって駆動されるベルト駆動式ポンプであってもよい。

ヒータコア２３は、冷却水と車室内へ送風される空気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。ヒータコア２３は、車室内を暖房するために用いられる熱交換器である。

第１エンジンポンプ２０、エンジン２１、第２エンジンポンプ２２およびヒータコア２３は、この順番で冷却水が循環するようにエンジン冷却回路１１に配置されている。

エンジンラジエータ２４は、冷却水と車室外空気（以下、外気と言う。）とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器である。エンジンラジエータ２４は、冷却水の流れにおいてヒータコア２３と並列に配置されている。

エンジン機器２５、２６は、例えばＥＧＲクーラや排気熱回収器等である。ＥＧＲクーラは、エンジン２１の吸気側に戻される排気ガスと冷却水とを熱交換して排気を冷却する熱交換器である。排気熱回収器は、エンジン２１の排気ガスと冷却水とを熱交換して排気ガスから熱を回収する熱交換器である。エンジン機器２５、２６は、冷却水の流れにおいてヒータコア２３と並列に配置されている。

バイパス配管２７は、冷却水がヒータコア２３およびエンジン機器２５、２６をバイパスして流れる流路を形成している。

エンジンラジエータ２４の冷却水入口側には第１開閉弁２８が配置されている。第１開閉弁２８は、エンジンラジエータ２４側の冷却水流路を開閉する。エンジン機器２５、２６の冷却水入口側には第２開閉弁２９が配置されている。第２開閉弁２９は、エンジン機器２５、２６側の冷却水流路を開閉する。

エンジン冷却回路１１には、リザーブタンク３０が接続されている。リザーブタンク３０は、余剰冷却水を貯留する冷却水貯留手段である。リザーブタンク３０は、蓄えている冷却水の液面における圧力が所定圧力になるような密閉式リザーブタンクである。リザーブタンク３０は、蓄えている冷却水の液面における圧力が大気圧になるような大気開放式リザーブタンクであってもよい。

リザーブタンク３０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。

コンデンサ回路１２は、高温の冷却水が循環する高温熱媒体回路である。コンデンサ回路１２は、コンデンサポンプ３１、コンデンサ３２およびハイブリッド機器３３、３４を有している。コンデンサポンプ３１は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。コンデンサポンプ３１は、高温の冷却水を吸入して吐出する高温側ポンプである。

コンデンサ３２は、冷凍サイクル５０の高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を加熱する熱媒体加熱用熱交換器である。

例えば、ハイブリッド機器３３、３４はインバータや電池等である。インバータは、電池から供給された直流電力を交流電力に変換して走行用モータに出力する電力変換手段である。

コンデンサポンプ３１、コンデンサ３２およびハイブリッド機器３３、３４は、この順番で冷却水が循環するようにコンデンサ回路１２に配置されている。

チラー回路１３は、低温の冷却水が循環する低温熱媒体回路である。チラー回路１３は、チラーポンプ３５、クーラコア３６およびチラー３７を有している。チラーポンプ３５は、冷却水を吸入して吐出する電動ポンプである。チラーポンプ３５は、低温の冷却水を吸入して吐出する低温側ポンプである。

クーラコア３６は、冷却水と車室内へ送風される空気とを熱交換させて車室内への送風空気を冷却する空気冷却用熱交換器である。チラー３７は、冷凍サイクル５０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を冷却する熱媒体冷却用熱交換器である。

チラーポンプ３５、クーラコア３６およびチラー３７は、この順番で冷却水が循環するようにチラー回路１３に配置されている。

冷凍サイクル５０は、圧縮機５１、コンデンサ３２、膨張弁５２およびチラー３７を備える蒸気圧縮式冷凍機である。冷凍サイクル５０の冷媒はフロン系冷媒である。冷凍サイクル５０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である。

圧縮機５１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５０の冷媒を吸入して圧縮して吐出する。圧縮機５１は、エンジンの駆動力によってエンジンベルトで駆動される可変容量圧縮機であってもよい。

コンデンサ３２は、圧縮機５１から吐出された高圧冷媒と冷却水とを熱交換させることによって高圧冷媒を凝縮させる高圧側熱交換器である。

膨張弁５２は、コンデンサ３２から流出した液相冷媒を減圧膨張させる減圧部である。膨張弁５２は、チラー３７出口側冷媒の温度および圧力に基づいてチラー３７出口側冷媒の過熱度を検出する感温部を有する温度式膨張弁である。すなわち、膨張弁５２は、チラー３７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。膨張弁５２は、電気的機構によって絞り通路面積を調節する電気式膨張弁であってもよい。

チラー３７は、膨張弁５２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低圧側熱交換器である。チラー３７で蒸発した気相冷媒は圧縮機５１に吸入されて圧縮される。

エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３は、第１切替弁４０および第２切替弁４１に接続されている。第１切替弁４０および第２切替弁４１は、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の流体的な接続状態を切り替える切替部である。

第１切替弁４０および第２切替弁４１は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との流体的な接続および遮断を切り替える。第１切替弁４０および第２切替弁４１は、コンデンサ回路１２とチラー回路１３との流体的な接続および遮断を切り替える。

第２切替弁４１には、低温ラジエータ４２が接続されている。低温ラジエータ４２は、冷却水と外気とを熱交換させる熱媒体外気熱交換器である。第２切替弁４１は、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３と低温ラジエータ４２との流体的な接続および遮断を切り替える。

エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２は、高温側連通部４３によって互いに連通している。高温側連通部４３は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との圧力差を低減する。高温側連通部４３は、エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２と比較して流路断面積が小さくなっている。高温側連通部４３は、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とを常時連通させる冷却水流路を形成している。

コンデンサ回路１２およびチラー回路１３は、低温側連通部４４によって互いに連通している。低温側連通部４４は、コンデンサ回路１２とチラー回路１３との圧力差を低減する。低温側連通部４４は、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３と比較して流路断面積が小さくなっている。低温側連通部４４は、コンデンサ回路１２とチラー回路１３とを常時連通させる冷却水流路を形成している。

高温側連通部４３および低温側連通部４４によるエンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の連通構造の理解を容易にするために、図２では、図１に示す車両用熱管理装置１０を簡略化して図示している。

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ている。制御装置６０は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。制御装置６０の出力側には各種制御対象機器が接続されている。制御装置６０は、各種制御対象機器の作動を制御する制御部である。

制御装置６０によって制御される制御対象機器は、第１エンジンポンプ２０、第２エンジンポンプ２２、コンデンサポンプ３１、チラーポンプ３５、第１開閉弁２８、第２開閉弁２９、第１切替弁４０、第２切替弁４１および圧縮機５１等である。

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、連通部圧力センサ６１、エンジン水温センサ６２、コンデンサ水温センサ６３、チラー水温センサ６４、リザーブタンク圧力センサ６５、冷媒温度センサ６６および冷媒圧力センサ６７等である。

連通部圧力センサ６１は、高温側連通部４３における冷却水の圧力を検出する熱媒体圧力検出部である。エンジン水温センサ６２は、エンジン冷却回路１１の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。

コンデンサ水温センサ６３は、コンデンサ回路１２の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。チラー水温センサ６４は、チラー回路１３の冷却水温度を検出する熱媒体温度検出部である。

冷媒温度センサ６６は、冷凍サイクル５０の冷媒の温度を検出する冷媒温度検出部である。例えば、冷媒温度センサ６６は、圧縮機５１から吐出された冷媒の温度、または圧縮機５１に吸入される冷媒の温度を検出する。

冷媒圧力センサ６７は、冷凍サイクル５０の冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出部である。例えば、冷媒圧力センサ６７は、圧縮機５１から吐出された冷媒の圧力、または圧縮機５１に吸入される冷媒の圧力を検出する。

次に、上記構成における作動を説明する。第１エンジンポンプ２０、第２エンジンポンプ２２、コンデンサポンプ３１およびチラーポンプ３５を作動させることによって、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３に冷却水が循環する。

例えば、エンジン冷却回路１１では、エンジン２１およびエンジン機器２５、２６で加熱された冷却水がヒータコア２３を流れることによって、ヒータコア２３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。

例えば、コンデンサ回路１２では、コンデンサ３２で加熱された冷却水がハイブリッド機器３３、３４を流れることによって、ハイブリッド機器３３、３４を加熱できる。

例えば、チラー回路１３では、チラー３７で冷却された冷却水がクーラコア３６を流れることによって、クーラコア３６で車室内への送風空気を冷却できる。すなわち、車室内を冷房できる。

第１切替弁４０および第２切替弁４１がエンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２とを接続することによって、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水を流通させてエンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で熱をやり取りできる。

例えば、エンジン２１が停止していてエンジン２１で冷却水を加熱できない場合、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水を流通させることによってコンデンサ回路１２からエンジン冷却回路１１に熱を供給できる。

例えば、コンデンサ３２で冷却水を十分に加熱できない場合、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との間で冷却水を流通させることによってエンジン冷却回路１１からコンデンサ回路１２に熱を供給できる。

第１切替弁４０および第２切替弁４１がコンデンサ回路１２を低温ラジエータ４２に接続することによって、コンデンサ回路１２の冷却水から外気に放熱してコンデンサ回路１２の冷却水を冷却できる。

第１切替弁４０および第２切替弁４１がチラー回路１３を低温ラジエータ４２に接続することによって、チラー回路１３の冷却水が外気から吸熱できる。したがって、チラー３７で冷凍サイクル５０の冷媒が外気から吸熱する外気吸熱ヒートポンプ運転を実現できる。

エンジン冷却回路１１およびコンデンサ回路１２は、高温側連通部４３によって互いに連通している。そのため、エンジン冷却回路１１とコンデンサ回路１２との圧力差を低減できる。

エンジン冷却回路１１の冷却水およびコンデンサ回路１２の冷却水はいずれも、暖められた温水であるので、エンジン冷却回路１１の冷却水とコンデンサ回路１２の冷却水とが高温側連通部４３を通じて混ざっても問題ない。

コンデンサ回路１２およびチラー回路１３は、低温側連通部４４によって互いに連通している。そのため、コンデンサ回路１２とチラー回路１３との圧力差を低減できる。

チラー回路１３はエンジン冷却回路１１と直接連通していないので、チラー回路１３の低温冷却水とエンジン冷却回路１１の高温冷却水とが混ざることを抑制できる。すなわち、チラー回路１３の冷却水温度が上昇することを抑制できるので、チラー３７の冷媒温度が上昇して冷凍サイクル５０の成績係数（いわゆるＣＯＰ）が低下することを抑制できる。また、エンジン冷却回路１１の冷却水温度が低下することを抑制できるので、エンジン２１の温度が低下して燃費が悪化することを抑制できる。

また、エンジン２１の運転状況が継続的に動的に変動することから、エンジン冷却回路１１の状態も継続的に動的に変動する。これに対し、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の状態は比較的安定している。そのため、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３が低温側連通部４４によって互いに連通していても、コンデンサ回路１２の高温冷却水とチラー回路１３の低温冷却水とが混ざることを抑制できる。

エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３が高温側連通部４３および低温側連通部４４によって連通しており、エンジン冷却回路１１にリザーブタンク３０が接続されている。

そのため、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水の液量が低下することや、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水圧力が過度に上昇することをリザーブタンク３０によって抑制できる。

リザーブタンク３０が１つのみ設けられているので、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３のそれぞれにリザーブタンクが１つずつ設けられている場合と比較して構成を簡素化できる。そのため、車両用熱管理装置１０の車両への搭載を容易化できる。

リザーブタンク３０は、冷却水温度が最も高温になるエンジン冷却回路１１に接続されているので、リザーブタンク３０がコンデンサ回路１２やチラー回路１３に接続されている場合と比較して、冷却水圧力が過度に上昇することを確実に抑制できる。

制御装置６０は、高温側連通部４３の冷却水圧力に基づいて第２エンジンポンプ２２の出力を制御する。例えば、制御装置６０は、連通部圧力センサ６１が検出した冷却水圧力に基づいて第２エンジンポンプ２２の作動を制御する。

制御装置６０は、高温側連通部４３の冷却水圧力に関連する物理量に基づいて第２エンジンポンプ２２の出力を制御する。例えば、制御装置６０は、エンジン冷却回路１１の冷却水温度やリザーブタンク３０内の圧力に基づいて高温側連通部４３の冷却水圧力を推定し、第２エンジンポンプ２２の出力を制御してもよい。

具体的には、制御装置６０は、高温側連通部４３の冷却水圧力が所定値よりも高い場合、第２エンジンポンプ２２の出力を低下させる。これにより、エンジン冷却回路１１の冷却水圧力が低下するので、高温側連通部４３の冷却水圧力も低下する。その結果、コンデンサ回路１２の冷却水圧力も低下する。コンデンサ回路１２の冷却水圧力が低下することによって、チラー回路１３の冷却水圧力も低下する。チラー回路１３は、低温側連通部４４によってコンデンサ回路１２と連通しているからである。

したがって、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水圧力が過剰に上昇することを抑制できる。

このように、コンデンサポンプ３１およびチラーポンプ３５の出力を低下させることなくコンデンサ回路１２の冷却水圧力およびチラー回路１３の冷却水圧力を低下させることができる。すなわち、コンデンサ回路１２の冷却水流量を低下させることなくコンデンサ回路１２の冷却水圧力を低下させることができる。また、チラー回路１３の冷却水流量を低下させることなくチラー回路１３の冷却水圧力を低下させることができる。したがって、冷凍サイクル５０の性能を低下させることなくコンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水圧力を低下させることができる。

制御装置６０は、高温側連通部４３の冷却水圧力が所定値よりも低い場合、第２エンジンポンプ２２の出力を増加させる。これにより、エンジン冷却回路１１の冷却水圧力が上昇するので、高温側連通部４３の冷却水圧力も上昇する。その結果、コンデンサ回路１２の冷却水圧力も上昇する。コンデンサ回路１２の冷却水圧力が上昇することによって、チラー回路１３の冷却水圧力も上昇する。チラー回路１３は、低温側連通部４４によってコンデンサ回路１２と連通しているからである。

したがって、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水圧力が過剰に低下することを抑制できるので、冷却水にキャビテーションが発生したり、冷却水流路を形成するホースが外圧で潰れることを抑制できる。その結果、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３の冷却水流量が低下して冷凍サイクル５０の性能が低下してしまうことを抑制できる。

本実施形態では、高温側連通部４３は、エンジン冷却回路１１と高温冷却水回路１２とを連通させてエンジン冷却回路１１と高温冷却水回路１２との圧力差を低減する。低温側連通部４４は、高温冷却水回路１２と低温冷却水回路１３とを連通させて高温冷却水回路１２と低温冷却水回路１３との圧力差を低減する。

これによると、高温側連通部４３がエンジン冷却回路１１と高温冷却水回路１２との圧力差を低減し、低温側連通部４４が高温冷却水回路１２と低温冷却水回路１３との圧力差を低減するので、エンジン冷却回路１１、高温冷却水回路１２および低温冷却水回路１３の間の圧力差を低減できる。

高温側連通部４３および低温側連通部４４は、エンジン冷却回路１１と低温側連通部４４とを高温冷却水回路１２を介して連通させているので、エンジン冷却回路１１と低温側連通部４４との間で冷却水が混合して冷却水温度が変動することを抑制できる。したがって、エンジン冷却回路１１、高温冷却水回路１２および低温冷却水回路１３の冷却水温度を適切な温度に保つことができる。

本実施形態では、制御装置６０は、高温側連通部４３における冷却水の圧力に関連する物理量に基づいてエンジンポンプ２０、２２の作動を制御する。

これによると、制御装置６０がエンジンポンプ２０、２２の作動を制御することによってエンジン冷却回路１１の圧力を調整でき、ひいては高温冷却水回路１２および低温冷却水回路１３の圧力も調整できる。そのため、高温冷却水回路１２および低温冷却水回路１３の冷却水流量を変化させることなく、高温冷却水回路１２および低温冷却水回路１３の圧力を調整できる。

本実施形態では、リザーブタンク３０は、エンジン冷却回路１１に接続されている。これによると、冷却水の温度が最も高温になるエンジン冷却回路１１にリザーブタンク３０が接続されているので、リザーブタンク３０がコンデンサ回路１２やチラー回路１３に接続されている場合と比較して、冷却水圧力が過度に上昇することを確実に抑制できる。

本実施形態では、エンジン冷却回路１１の冷却水流れにおいて第１エンジンポンプ２０と第２エンジンポンプ２２との間には、圧力損失を生じさせる機器２１、２３が配置されている。図１の例では、圧力損失を生じさせる機器２１、２３は、エンジン２１およびヒータコア２３である。

これによると、エンジン冷却回路１１にポンプが１つだけ配置されている場合と比較して、ポンプ吐出圧とポンプ吸入圧との差を小さくすることができる。そのため、エンジン冷却回路１１の圧力が低くなり過ぎてキャビテーションやホース潰れが発生することを抑制できる。

本実施形態では、エンジン冷却回路１１の冷却水流れにおいて高温側連通部４３とエンジンポンプ２２との間には、圧力損失を生じさせる機器２５、２６が配置されている。図１の例では、圧力損失を生じさせる機器２５、２６は、エンジン機器２５、２６である。これにより、高温側連通部４３が負圧になることを抑制できる。

（他の実施形態）
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）上記各実施形態では、エンジン冷却回路１１、コンデンサ回路１２およびチラー回路１３を流れる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（いわゆる不凍液）のように凝固点を低下させ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、熱媒体自体の蓄冷熱量（顕熱による蓄冷熱）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５１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（カーボンナノチューブ）、グラフェン、グラファイトコアシェル型ナノ粒子（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）、およびＡｕナノ粒子含有ＣＮＴなどを用いることができる。

（２）上記各実施形態の冷凍サイクル５０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。

（３）上記各実施形態の冷凍サイクル５０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 エンジン冷却回路
１２ コンデンサ回路（高温熱媒体回路）
１３ チラー回路（低温熱媒体回路）
２１ エンジン
３２ コンデンサ（高圧側熱交換器）
３７ チラー（低圧側熱交換器）
４０ 第１切替弁（切替部）
４１ 第２切替弁（切替部）
４３ 高温側連通部
４４ 低温側連通部
５１ 圧縮機
５２ 膨張弁（減圧部）

Claims (9)

1. 冷媒を吸入して吐出する圧縮機（５１）と、
   前記圧縮機（５１）から吐出された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器（３２）と、
   前記高圧側熱交換器（３２）で熱交換された前記冷媒を減圧させる減圧部（５２）と、
   前記減圧部（５２）で減圧された前記冷媒と前記熱媒体を熱交換させる低圧側熱交換器（３７）と、
   車両に搭載されたエンジン（２１）に前記熱媒体を循環させるエンジン冷却回路（１１）と、
   前記高圧側熱交換器（３２）で熱交換された前記熱媒体が循環する高温熱媒体回路（１２）と、
   前記低圧側熱交換器（３７）で熱交換された前記熱媒体が循環する低温熱媒体回路（１３）と、
   前記エンジン冷却回路（１１）、前記高温熱媒体回路（１２）および前記低温熱媒体回路（１３）の流体的な接続状態を切り替える切替部（４０、４１）と、
   前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とを連通させて前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減する高温側連通部（４３）と、
   前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）とを連通させて前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）との圧力差を低減する低温側連通部（４４）とを備え、
   前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とが流体的に接続された場合、前記熱媒体が前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）との間で循環することが可能になっており、
   前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）とが流体的に接続された場合、前記熱媒体が前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）との間で循環することが可能になっており、
   前記高温側連通部（４３）は、前記エンジン冷却回路（１１）および前記高温熱媒体回路（１２）と比較して流路断面積が小さくなっており、
   前記低温側連通部（４４）は、前記高温熱媒体回路（１２）および前記低温熱媒体回路（１３）と比較して流路断面積が小さくなっている車両用熱管理装置。
2. 前記エンジン冷却回路（１１）の前記熱媒体を吸入して吐出するエンジンポンプ（２０、２２）と、
   前記高温熱媒体回路（１２）の前記熱媒体を吸入して吐出する高温側ポンプ（３１）と、
   前記低温熱媒体回路（１３）の前記熱媒体を吸入して吐出する低温側ポンプ（３５）と、
   前記高温側連通部（４３）における前記熱媒体の圧力に関連する物理量に基づいて前記エンジンポンプ（２０、２２）の作動を制御する制御部（６０）とを備える請求項１に記載の車両用熱管理装置。
3. 前記エンジン冷却回路（１１）に接続され、前記熱媒体を蓄えるリザーブタンク（３０）を備える請求項１または２に記載の車両用熱管理装置。
4. 前記エンジンポンプ（２０、２２）は第１エンジンポンプ（２０）および第２エンジンポンプ（２２）であり、
   前記エンジン冷却回路（１１）の前記熱媒体の流れにおいて前記第１エンジンポンプ（２０）と前記第２エンジンポンプ（２２）との間には、圧力損失を生じさせる機器（２１、２３）が少なくとも１つ配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
5. 前記エンジン冷却回路（１１）の前記熱媒体の流れにおいて前記高温側連通部（４３）と前記エンジンポンプ（２２）との間には、圧力損失を生じさせる機器（２５、２６）が少なくとも１つ配置されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用熱管理装置。
6. 前記高温側連通部（４３）は、前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とを常時連通させている請求項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. 前記低温側連通部（４４）は、前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）とを常時連通させている請求項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. 前記高温側連通部（４３）は、前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とを常時連通させており、
   前記低温側連通部（４４）は、前記高温熱媒体回路（１２）と前記低温熱媒体回路（１３）とを常時連通させている請求項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. 冷媒を吸入して吐出する圧縮機（５１）と、
   前記圧縮機（５１）から吐出された前記冷媒と熱媒体とを熱交換させる高圧側熱交換器（３２）と、
   車両に搭載されたエンジン（２１）に前記熱媒体を循環させるエンジン冷却回路（１１）と、
   前記高圧側熱交換器（３２）で熱交換された前記熱媒体が循環する高温熱媒体回路（１２）と、
   前記エンジン冷却回路（１１）および前記高温熱媒体回路（１２）の流体的な接続状態を切り替える切替部（４０、４１）と、
   前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とを連通させて前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）との圧力差を低減する高温側連通部（４３）と、
   前記エンジン冷却回路（１１）の前記熱媒体を吸入して吐出するエンジンポンプ（２０、２２）と、
   前記高温熱媒体回路（１２）の前記熱媒体を吸入して吐出する高温側ポンプ（３１）と、
   前記高温側連通部（４３）における前記熱媒体の圧力に関連する物理量に基づいて前記エンジンポンプ（２０、２２）の作動を制御する制御部（６０）とを備え、
   前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）とが流体的に接続された場合、前記熱媒体が前記エンジン冷却回路（１１）と前記高温熱媒体回路（１２）との間で循環することが可能になっており、
   前記高温側連通部（４３）は、前記エンジン冷却回路（１１）および前記高温熱媒体回路（１２）と比較して流路断面積が小さくなっている車両用熱管理装置。

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