(57)【要約】【課題】電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両において、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる冷却回路を提供する。【解決手段】電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両に設けられ、電動機を含む電力機器及びエンジンを冷媒によって冷却する冷却回路は、冷媒を冷却する熱交換器と、電力機器と熱交換器とを接続するとともに、冷媒が電力機器から熱交換器に向かって流れる入口側配管と、電力機器と熱交換器とを接続するとともに、冷媒が熱交換器から電力機器に向かって流れる出口側配管と、通電することで、出口側配管を流れる冷媒から熱を吸熱する吸熱部、及び、吸熱部が吸熱した熱を入口側配管を流れる冷媒に放熱する放熱部を含む、ペルチェ素子と、冷媒がエンジンに流入する流入通路と、冷媒がエンジンから流出する流出通路と、を備える。【選択図】図１Ｂ
2020006708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両に設けられ、前記電動機を含む電力機器及び前記エンジンを冷媒によって冷却する冷却回路であって、
前記冷媒を冷却する熱交換器と、
前記電力機器と前記熱交換器とを接続するとともに、前記冷媒が前記電力機器から前記熱交換器に向かって流れる入口側配管と、
前記電力機器と前記熱交換器とを接続するとともに、前記冷媒が前記熱交換器から前記電力機器に向かって流れる出口側配管と、
通電することで、前記出口側配管を流れる前記冷媒から熱を吸熱する吸熱部、及び、前記吸熱部が吸熱した熱を前記入口側配管を流れる前記冷媒に放熱する放熱部を含む、ペルチェ素子と、
前記冷媒が前記エンジンに流入する流入通路と、
前記冷媒が前記エンジンから流出する流出通路と、
を備える冷却回路。
【請求項２】
前記入口側配管は、前記流入通路及び前記流出通路を含む請求項１に記載の冷却回路。
【請求項３】
前記入口側配管と前記出口側配管とを接続するとともに、前記電力機器をバイパスする循環配管をさらに備え、
前記循環配管は、前記流入通路及び前記流出通路を含む請求項１に記載の冷却回路。
【請求項４】
前記流入通路と前記流出通路とを接続するとともに、前記エンジンをバイパスするバイパス配管と、
前記冷媒の流入先を、前記エンジンと前記バイパス配管との間で切り換え可能に構成された切換部と、
をさらに備える請求項１から３の何れか１項に記載の冷却回路。
【請求項５】
前記エンジンが非駆動状態の場合には、前記冷媒が前記バイパス配管に流入するように、前記切換部は前記冷媒の流入先を切り換える請求項４に記載の冷却回路。
【請求項６】
前記出口側配管を流れる冷媒の温度であって、前記吸熱部によって熱が吸熱された冷媒の温度である下流側冷媒温度を検出する下流側温度センサと、
前記下流側温度センサによって検出された前記下流側冷媒温度に応じて前記ペルチェ素子に通電する通電量を制御する通電量制御装置と、
をさらに備える請求項１から５の何れか一項に記載の冷却回路。
【請求項７】
前記出口側配管を流れる冷媒の温度であって、前記吸熱部によって熱が吸熱される前の冷媒の温度である上流側冷媒温度を検出する上流側温度センサをさらに備え、
前記通電量制御装置は、前記下流側冷媒温度が予め設定される温度である設定温度より高温である場合には、前記上流側冷媒温度と前記設定温度との差分に基づいて前記ペルチェ素子に通電する通電量を制御する請求項６に記載の冷却回路。
【請求項８】
前記設定温度は、前記電力機器の出力に抑制がかかる温度未満である請求項７に記載の冷却回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両に設けられる冷却回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両には、電動機、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、又は車載充電器のような電力機器を冷媒によって冷却する電力機器用の冷却回路、及び、エンジンを冷媒によって冷却するエンジン用の冷却回路がそれぞれ独立して設けられている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００３】
電力機器用の冷却回路には、ＥＶラジエータのような熱交換器が設けられており、該ＥＶラジエータは、電力機器を冷却（熱交換）し高温となった冷媒と、例えば外気とを熱交換することで冷媒を冷却する。また同様に、エンジン用の冷却回路には、エンジンラジエータのような熱交換器が設けられており、該エンジンラジエータは、エンジンを冷却（熱交換）し高温となった冷媒と、例えば外気とを熱交換することで冷媒を冷却する。このように、ＥＶラジエータ及びエンジンラジエータは、高温となった冷媒を冷却するという同一の機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１９４１３号公報
【特許文献２】特開２０００−３３５２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジンから発生する発熱量は電力機器から発生する発熱量より多いため、エンジン用の冷却回路を流れる冷媒の方が、電力機器用の冷却回路を流れる冷媒と比較して高温である場合が多い。このため、ＥＶラジエータとエンジンラジエータとの容量が互いに異なり、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とを１つの熱交換器で共用することが容易ではない。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みなされたものであり、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両において、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる冷却回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る冷却回路は、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両に設けられ、前記電動機を含む電力機器及び前記エンジンを冷媒によって冷却する冷却回路であって、前記冷媒を冷却する熱交換器と、前記電力機器と前記熱交換器とを接続するとともに、前記冷媒が前記電力機器から前記熱交換器に向かって流れる入口側配管と、前記電力機器と前記熱交換器とを接続するとともに、前記冷媒が前記熱交換器から前記電力機器に向かって流れる出口側配管と、通電することで、前記出口側配管を流れる前記冷媒から熱を吸熱する吸熱部、及び、前記吸熱部が吸熱した熱を前記入口側配管を流れる前記冷媒に放熱する放熱部を含む、ペルチェ素子と、前記冷媒が前記エンジンに流入する流入通路と、前記冷媒が前記エンジンから流出する流出通路と、を備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、ペルチェ素子に通電することで、ペルチェ素子の吸熱部によって出口側配管を流れる冷媒から熱を吸熱し（出口側配管を流れる冷媒を冷却する）、ペルチェ素子の放熱部によって吸熱部が吸熱した熱を入口側配管を流れる冷媒に放熱（入口側配管を流れる冷媒を加熱する）する。このため、冷媒を電力機器を十分に冷却可能な温度にまで冷却することができるので、電力機器及びエンジンの両方を十分に冷却できる。よって、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両において、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記入口側配管は、前記流入通路及び前記流出通路を含む。
【００１０】
エンジンは電力機器よりも発熱量が多く高温になることが多いため、電力機器から流出した冷媒の温度でもエンジンを十分に冷却可能な場合がある。上記（２）の構成によれば、入口側配管は流入通路及び流出通路を含むので、電力機器から流出した冷媒がエンジンに流入するように構成されている。このため、ペルチェ素子に通電することで、吸熱部が出口側配管を流れる冷媒から熱を吸熱し、冷媒を電力機器を十分に冷却可能な温度にまで冷却すれば、電力機器及びエンジンの両方を十分に冷却することができる。よって、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記入口側配管と前記出口側配管とを接続するとともに、前記電力機器をバイパスする循環配管をさらに備え、前記循環配管は、前記流入通路及び前記流出通路を含む。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、循環配管は、流入通路及び流出通路を含むので、熱交換器から流出する冷媒の一部がエンジンに流入するように構成されている。熱交換器から流出する冷媒の残りは、ペルチェ素子によって吸熱されて電力機器を冷却するのに適した温度にされた後に、電力機器に流入するように構成されている。このため、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）の何れか１つに記載の構成において、前記流入通路と前記流出通路とを接続するとともに、前記エンジンをバイパスするバイパス配管と、前記冷媒の流入先を、前記エンジンと前記バイパス配管との間で切り換え可能に構成された切換部と、をさらに備える。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、冷媒の流入先を、エンジンとバイパス配管との間で切り換えることができる。このため、エンジンを冷却する必要がない場合には、冷媒がエンジンをバイパスするので、不必要なエンジンの冷却を防止することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載の構成において、前記エンジンが非駆動状態の場合には、前記冷媒が前記バイパス配管に流入するように、前記切換部は前記冷媒の流入先を切り換える。
【００１６】
エンジンが非駆動状態の場合には、冷媒によってエンジンを冷却する必要がない場合がある。上記（５）の構成によれば、エンジンが非駆動状態の場合には、冷媒はバイパス配管に流入するので、エンジンは冷媒によって冷却されない。このため、不必要なエンジンの冷却を防止することができるので、エンジン始動時などに行われる暖気運転の時間を長くしてしまうことや、エンジンを冷却し過ぎてしまうことによるエンジン不具合の発生を防止することができる。また、冷媒がエンジンに流入することによって発生する圧力損失をなくすことができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）の何れか１つに記載の構成において、記出口側配管を流れる冷媒の温度であって、前記吸熱部によって熱が吸熱された冷媒の温度である下流側冷媒温度を検出する下流側温度センサと、前記下流側温度センサによって検出された前記下流側冷媒温度に応じて前記ペルチェ素子に通電する通電量を制御する通電量制御装置と、をさらに備える。
【００１８】
ペルチェ素子に通電する通電量によって、吸熱部が熱を吸熱する吸熱量は変化する。上記（６）の構成によれば、吸熱部によって熱が吸熱された後であって、且つ、電力機器に流入する前の冷媒の温度（下流側冷媒温度）に応じて、ペルチェ素子に通電する通電量が制御される。このため、吸熱部は、下流側冷媒温度が電力機器を十分に冷却可能な温度となるように、冷媒から熱を吸熱することができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の構成において、前記出口側配管を流れる冷媒の温度であって、前記吸熱部によって熱が吸熱される前の冷媒の温度である上流側冷媒温度を検出する上流側温度センサをさらに備え、前記通電量制御装置は、前記下流側冷媒温度が予め設定される温度である設定温度より高温である場合には、前記上流側冷媒温度と前記設定温度との差分に基づいて前記ペルチェ素子に通電する通電量を制御する。
【００２０】
上記（７）の構成によれば、下流側冷媒温度が設定温度より高温である場合には、熱交換器から流出した後であって、且つ、吸熱部によって熱が吸熱される前の冷媒の温度（上流側冷媒温度）と設定温度との差分に基づいてペルチェ素子に通電する通電量が制御される。このため、吸熱部は、下流側冷媒温度が設定温度以下となるように、冷媒から熱を吸熱することができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の構成において、前記設定温度は、前記電力機器の出力に抑制がかかる温度未満である。
【００２２】
電力機器の温度が所定の温度（抑制温度）まで上昇すると、電力機器の出力が抑制される場合がある。上記（８）の構成によれば、冷媒が電力機器の出力に抑制がかかる抑制温度未満で電力機器に流入するので、電力機器を抑制温度未満まで冷却し、電力機器の正常な駆動状態を維持することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両において、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器を共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図１Ｃ】本発明のさらに別の実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２】通電量マップの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる冷却回路におけるペルチェ素子に通電する通電量の制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２６】
本発明の一実施形態に係る冷却回路は、電動機及びエンジンを搭載したハイブリッド車両に設けられ、電動機を含む電力機器及びエンジンを冷媒によって冷却するための回路である。電力機器は、例えばハイブリッド車両に搭載されている電力供給源（補機バッテリや駆動用バッテリ）から供給される電力によって駆動する機器であって、電動機のほかに、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、車載充電器などを含んでもよい。これら電力機器及びエンジンは駆動時に熱を大量に発生するため冷却回路を流れる冷媒によって冷却される。
【００２７】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図であって、エンジンが上流側入口側配管と接続している実施形態を示す図である。図１Ｂは、本発明の別の実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図であって、エンジンが上流側入口側配管と接続し、且つ、エンジンをバイパスするバイパス配管が設けられている実施形態を示す図である。図１Ｃは、本発明のさらに別の実施形態に係る冷却回路の構成を概略的に示す概略構成図であって、循環配管が設けられている実施形態を示す図である。
【００２８】
幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、冷却回路１は、熱交換器２と、熱交換器２に流入する冷媒が流れる入口側配管４と、熱交換器２から流出した冷媒が流れる出口側配管６と、入口側配管４の一部に取り付けられるとともに出口側配管６の一部に取り付けられるペルチェ素子８と、エンジン５に流入する冷媒が流れる流入通路７と、エンジン５から流出した冷媒が流れる流出通路９と、を備える。
【００２９】
図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、熱交換器２は、熱交換器２に流入した冷媒と外気とが熱交換することで、熱交換器２に流入した冷媒を冷却している。尚、熱交換器２が冷媒と熱交換する対象は、外気に限定されず、例えば、冷却水であってもよい。
【００３０】
入口側配管４は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、電力機器３と熱交換器２とを接続し、内部を流れる冷媒が電力機器３から熱交換器２に向かって流れる配管である。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、入口側配管４は、上流から下流に向かって、上流側入口側配管４ａ、被放熱配管４ｃ、及び下流側入口側配管４ｂを含む。上流側入口側配管４ａは、一端が電力機器３に接続され、他端が被放熱配管４ｃに接続されている。下流側入口側配管４ｂは、一端が熱交換器２に接続され、他端が被放熱配管４ｃに接続されている。
【００３１】
図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、被放熱配管４ｃにペルチェ素子８の放熱部８ｂが設けられている。これにより、放熱部８ｂが放熱した熱が、被放熱配管４ｃの内部を流れる冷媒に伝導し、この冷媒の温度が上昇するようになっている。尚、放熱部８ｂが放熱する動作については後述する。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、冷却回路１の構成の理解を容易にするため、被放熱配管４ｃと放熱部８ｂとがわずかに離間するように示されているが実際には、効率的に熱を伝導するため被放熱配管４ｃと放熱部８ｂとは接触されている。ただし、被放熱配管４ｃと放熱部８ｂとが離れていても効率的に熱が伝導されるのであれば、両者が離れていてもよい。
【００３２】
また、幾つかの実施形態では、被放熱配管４ｃは、上流側入口側配管４ａ及び下流側入口側配管４ｂとは異なる仕様（構造、寸法、形状、素材など）で形成されてもよい。この場合、例えば、被放熱配管４ｃは、上流側入口側配管４ａ及び下流側入口側配管４ｂと比較して熱伝導性の高い素材で形成される。このような構成によれば、放熱部８ｂは、被放熱配管４ｃを流れる冷媒に対してより効率的に熱を放熱することができる。
【００３３】
出口側配管６は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、電力機器３と熱交換器２とを接続し、内部を流れる冷媒が熱交換器２から電力機器３に向かって流れる配管である。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、出口側配管６は、上流から下流に向かって、上流側出口側配管６ａ、被吸熱配管６ｃ、及び下流側出口側配管６ｂを含む。上流側出口側配管６ａは、一端が熱交換器２に接続され、他端が被吸熱配管６ｃに接続されている。下流側出口側配管６ｂは、一端が電力機器３に接続され、他端が被吸熱配管６ｃに接続されている配管である。
【００３４】
図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、被吸熱配管６ｃにペルチェ素子８の吸熱部８ａが設けられている。これにより、吸熱部８ａが被吸熱配管６ｃの内部を流れる冷媒から熱を吸熱し、この冷媒の温度が低くなるようになっている。尚、吸熱部８ａが熱を吸熱する動作については後述する。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、冷却回路１の構成の理解を容易にするため、被吸熱配管６ｃと吸熱部８ａとが離間するように示されているが実際には、効率的に熱を伝導するため被吸熱配管６ｃと吸熱部８ａとは接触されている。ただし、被吸熱配管６ｃと吸熱部８ａとが離れていても効率的に熱が伝導されるのであれば、両者が離れていてもよい。
【００３５】
また、幾つかの実施形態では、被吸熱配管６ｃは、上流側出口側配管６ａ及び下流側出口側配管６ｂとは異なる仕様（構造、寸法、形状、素材など）で形成されてもよい。この場合、例えば、被吸熱配管６ｃは、上流側出口側配管６ａ及び下流側出口側配管６ｂと比較して熱伝導性の高い素材で形成される。このような構成によれば、吸熱部８ａは、被吸熱配管６ｃを流れる冷媒からより効率的に熱を吸熱することができる。
【００３６】
ペルチェ素子８は、熱電効果の１種であるペルチェ効果（２種類の金属の接合部分に電流を流して一方の金属から他方の金属へ熱移動する効果）を利用した冷却用の素子である。このようなペルチェ素子８は、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、被吸熱配管６ｃ（出口側配管６）に面するようにして設けられる吸熱部８ａ、及び被放熱配管４ｃ（入口側配管４）に面するようにして設けられる放熱部８ｂを含む。これら吸熱部８ａ及び放熱部８ｂは、接合部８ｃによって互いに接合されており、１２Ｖバッテリのようなバッテリ１３からこの接合部８ｃに対して通電する（以下、ペルチェ素子８に通電する、と記載する）ことで、吸熱部８ａは被吸熱配管６ｃを流れる冷媒から熱を吸熱し、放熱部８ｂは吸熱部８ａが吸熱した熱を被放熱配管４ｃを流れる冷媒に放熱する。
【００３７】
図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、冷却回路１は、電力機器３及びエンジン５を冷却する冷媒を冷却回路１内で循環させるため、冷媒に所定の圧力を付与可能に構成されたポンプ１０Ａをさらに備えている。図示した実施形態では、ポンプ１０Ａは下流側出口側配管６ｂに設けられている。他の実施形態では、上流側出口側配管６ａや上流側入口側配管４ａなどにポンプ１０Ａが設けられてもよい。
【００３８】
上述したような、図１Ａ〜図１Ｃに示した幾つかの実施形態に係る冷却回路１によれば、ペルチェ素子８に通電することで、ペルチェ素子８の吸熱部８ａによって被吸熱配管６ｃを流れる冷媒から熱を吸熱し（被吸熱配管６ｃを流れる冷媒を冷却する）、ペルチェ素子８の放熱部８ｂによって吸熱部８ａが吸熱した熱を被放熱配管４ｃを流れる冷媒に放熱（被放熱配管４ｃを流れる冷媒を加熱する）する。このため、冷媒を電力機器３を十分に冷却可能な温度にまで冷却することができるので、電力機器３及びエンジン５の両方を十分に冷却できる。よって、電動機及びエンジン５を搭載したハイブリッド車両において、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器２を共用することができる。これにより、従来のハイブリッド車両のようにＥＶラジエータ及びエンジンラジエータの両方を搭載しなくて済み、ハイブリッド車両のコスト低減や重量低減を図ることができる。
【００３９】
幾つかの実施形態では、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、入口側配管４は、流入通路７及び流出通路９を含む。図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態では、エンジン５は上流側入口側配管４ａと接続するように配置されている。つまり、上流側入口側配管４ａのうち、エンジン５より上流側が流入通路７となり、エンジン５より下流側が流出通路９となっており、電力機器３から流出した冷媒が流入通路７を流れてエンジン５に流入し、このエンジン５から流出した冷媒が流出通路９を流れて熱交換器２に流入する。尚、図示した実施形態では、エンジン５が上流側入口側配管４ａに配置されている場合を示しているが、本発明は本実施形態に限定されない。
【００４０】
エンジン５は電力機器３よりも発熱量が多く高温になることが多いため、電力機器３から流出した冷媒の温度でもエンジン５を十分に冷却可能な場合がある。図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態にかかる冷却回路１の構成によれば、入口側配管４は流入通路７及び流出通路９を含むので、電力機器３から流出した冷媒がエンジン５に流入するように構成されている。このため、ペルチェ素子８に通電することで、吸熱部８ａが被吸熱配管６ｃを流れる冷媒から熱を吸熱し、この冷媒を電力機器３を十分に冷却可能な温度にまで冷却すれば、電力機器３及びエンジン５の両方を十分に冷却することができる。よって、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器２を共用することができる。この場合、従来のハイブリッド車両からＥＶラジエータを削減することができ、ハイブリッド車両のコスト低減や重量低減を図ることができる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、図１Ｃに示すように、冷却回路１は、入口側配管４と出口側配管６とを接続するとともに、電力機器３をバイパスする循環配管１１をさらに備える。そして、この循環配管１１は、流入通路７及び流出通路９を含む。
【００４２】
図１Ｃに示した実施形態では、循環配管１１は、上流側出口側配管６ａと下流側入口側配管４ｂとを接続している。尚、本発明は本実施形態に限定されず、幾つかの実施形態では、循環配管１１は上流側出口側配管６ａと上流側入口側配管４ａとを接続していてもよいし、下流側出口側配管６ｂと上流側入口側配管４ａとを接続していてもよい。
【００４３】
図１Ｃに示した実施形態では、エンジン５は循環配管１１と接続するように配置されている。つまり、循環配管１１のうち、エンジン５より上流側が流入通路７となり、エンジン５より下流側が流出通路９となっており、熱交換器２から流出した冷媒が流入通路７を流れてエンジン５に流入し、エンジン５から流出した冷媒が流出通路９を流れて熱交換器２に流入する（循環する）。尚、図１Ｃに示した実施形態では、冷却回路１は、流入通路７に設けられ、エンジン５を冷却する冷媒を冷却回路１内で循環させるため、冷媒に所定の圧力を付与可能に構成されたポンプ１０Ｂをさらに備えている。また、冷却回路１は、流出通路９に設けられ、流出通路９内において冷媒がエンジン５に向かって流れることを防止するための逆止弁１８をさらに備えている。
【００４４】
図１Ｃに示した実施形態にかかる冷却回路１の構成によれば、循環配管１１は、流入通路７及び流出通路９を含むので、熱交換器２から流出する冷媒の一部がエンジン５に流入するように構成されている。また、熱交換器２から流出する冷媒の残りは、被吸熱配管６ｃを流れペルチェ素子８の吸熱部８ａによって吸熱された後に、電力機器３に流入するように構成されている。このため、熱交換器２から流出する冷媒の一部をエンジン５を冷却するのに適した温度とした後にエンジン５に流入し、残りを電力機器３を冷却するのに適した温度とした後に電力機器３に流入することができる。よって、電力機器用の冷却回路とエンジン用の冷却回路とが熱交換器２を共用することができる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、図１Ｂに示すように、冷却回路１は、流入通路７と流出通路９とを接続するとともに、エンジン５をバイパスするバイパス配管１５と、冷媒の流入先を、エンジン５とバイパス配管１５との間で切り換え可能に構成された切換部１７と、をさらに備える。
【００４６】
図１Ｂに示した実施形態では、バイパス配管１５は、上流側入口側配管４ａにおいてエンジン５より上流側の流入通路７とエンジン５より下流側の流出通路９とを接続し、上流側入口側配管４ａを流れる冷媒がエンジン５をバイパス可能であるように構成されている。また、切換部１７は、例えば、電磁式の三方弁であって、図示した実施形態では、流入通路７とバイパス配管１５とが接続する接続部分に設けられている。そして、後述する弁制御装置１９によって、冷媒の流入先をエンジン５とバイパス配管１５との間で切り換えられるように構成されている。つまり、三方弁の開閉状態に応じて、電力機器３から流出する冷媒の流入先は、エンジン５とバイパス配管１５との間で切り換えられる。尚、切換部１７は上述した三方弁に限定されない。例えば、切換部１７は、複数の弁であって、バイパス配管１５に設けられる弁、及び、流入通路７のうち接続部分より下流側に設けられる弁を含んでいてもよい。
【００４７】
図１Ｂに示した実施形態にかかる冷却回路１の構成によれば、冷媒の流入先を、エンジン５とバイパス配管１５との間で切り換えることができる。このため、エンジン５を冷却する必要がない場合には、冷媒がエンジン５をバイパスし、不必要なエンジン５の冷却を防止することができる。
【００４８】
幾つかの実施形態では、エンジン５が非駆動状態の場合には、冷媒がバイパス配管１５に流入するように、切換部１７は冷媒の流入先を切り換える。図１Ｂに示した実施形態では、冷却回路１は切換部１７（三方弁）と電気的に接続されている弁制御装置１９をさらに備えている。
【００４９】
この弁制御装置１９は、切換部１７に対して開閉を指示する装置である。言い換えれば、弁制御装置１９は、冷媒の流入先をエンジン５にするかバイパス配管１５にするかを切り替える。弁制御装置１９は、エンジン５にかかっている負荷やエンジン５の温度など、エンジン５の駆動状態をエンジン５から取得可能であるように構成されている。そして、弁制御装置１９は、エンジン５が非駆動状態である場合には、冷媒がエンジン５に流入しないで、バイパス配管１５に流入するように、切換部１７に対して開閉を指示する。
【００５０】
エンジン５が非駆動状態の場合には、冷媒によってエンジン５を冷却する必要がない場合がある。図１Ｂに示した実施形態にかかる冷却回路１の構成によれば、エンジン５が非駆動状態の場合には、冷媒はバイパス配管１５に流入するので、エンジン５は冷媒によって冷却されない。このため、非駆動状態のエンジン５は冷媒によって冷却されないので、エンジン始動時などに行われる暖気運転の時間を長くしてしまうことや、エンジン５を冷却し過ぎてしまうことによるエンジン不具合の発生を防止することができる。また、冷媒がエンジン５に流入することによって発生する圧力損失をなくすことができる。このため、ポンプ１０Ａが冷却回路１を流れる冷媒に対して付与する圧力を小さくすることができる。つまりは、ポンプ１０Ａの出力を抑制することができ、ポンプ１０Ａの駆動音を低減することができる。
【００５１】
幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、冷却回路１は、下流側温度センサ１２と、通電量制御装置１４と、をさらに備える。下流側温度センサ１２は、出口側配管６を流れる冷媒の温度であって、吸熱部８ａによって熱が吸熱された冷媒の温度である下流側冷媒温度Ｔ１を検出する装置である。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、下流側温度センサ１２は、下流側出口側配管６ｂのうちポンプ１０Ａより下流側の位置に設けられている。幾つかの実施形態では、下流側温度センサ１２は、下流側出口側配管６ｂのうちポンプ１０Ａより上流側の位置に設けられてもよい。また、下流側温度センサ１２は複数配置されてもよく、この場合、ポンプ１０Ａの上下流にそれぞれ設けられるとよい。
【００５２】
通電量制御装置１４は、下流側温度センサ１２によって検出された下流側冷媒温度Ｔ１に応じてペルチェ素子８に通電する通電量を制御する装置である。このような通電量制御装置１４は、電子制御装置などのコンピュータであり、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ（記憶装置）、及びＩ／Ｏインターフェイスなどを備えている。そして、記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってプロセッサが動作（データの演算など）することで、各機能部（後述する記憶部２０や通電量演算部２２など）を実現する。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、通電量制御装置１４は、下流側温度センサ１２、バッテリ１３、及び後述する上流側温度センサ１６と電気的に接続されており、互いに電気的な情報のやり取りが可能であるように構成されている。
【００５３】
ペルチェ素子８に通電する通電量によって、吸熱部８ａが熱を吸熱する吸熱量は変化する。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態にかかる冷却回路１の構成によれば、吸熱部８ａによって熱が吸熱された後であって、且つ、電力機器３に流入する前の冷媒の温度（下流側冷媒温度Ｔ１）に応じて、ペルチェ素子８に通電する通電量が制御される。このため、吸熱部８ａは、下流側冷媒温度Ｔ１が電力機器３を十分に冷却可能な温度となるように、被吸熱配管６ｃを流れる冷媒から熱を吸熱することができる。
【００５４】
幾つかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、冷却回路１は、上流側温度センサ１６をさらに備える。上流側温度センサ１６は、出口側配管６を流れる冷媒の温度であって、吸熱部８ａによって熱が吸熱される前の冷媒の温度である上流側冷媒温度Ｔ２を検出する装置である。図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態では、上流側温度センサ１６は上流側出口側配管６ａに設けられている。図１Ｃに示した実施形態では、上流側温度センサ１６は、上流側出口側配管６ａのうち上流側出口側配管６ａと循環配管１１とが接続する接続部分より上流側に設けられている。尚、本発明は本実施形態に限定されず、上流側温度センサ１６は、上流側出口側配管６ａのうちこの接続部分より下流側に設けられてもよい。
【００５５】
そして、通電量制御装置１４は、下流側冷媒温度Ｔ１が予め設定される設定温度Ｔｃより高温である場合には、上流側冷媒温度Ｔ２と設定温度Ｔｃとの差分（Ｔ２−Ｔｃであって、以降では、温度差ΔＴと記載する）に基づいてペルチェ素子８に通電する通電量Ｑを制御する。図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、通電量制御装置１４は、下流側温度センサ１２から下流側冷媒温度Ｔ１を取得し、下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ以上であるか否かを判断できるように構成されている。尚、設定温度Ｔｃは、電動車両の外部で作業者やコンピュータによって演算された値で予め設定されてもよいし、後述するように、設定温度演算部２４によって演算された値で予め設定されてもよい。
【００５６】
図１Ａ〜図１Ｃに示した実施形態では、通電量制御装置１４は記憶部２０及び通電量演算部２２を備えている。記憶部２０は設定温度Ｔｃ、及び後述する通電量マップＭ１を記憶している。通電量演算部２２は、記憶部２０に記憶されている設定温度Ｔｃ、及び通電量マップＭ１を参照して、温度差ΔＴにおける通電量Ｑを演算する。そして、通電量制御装置１４は、通電量演算部２２が演算した通電量Ｑで通電するようにバッテリ１３に対して指示する。通電量演算部２２からの指示を受けたバッテリ１３は、通電量Ｑでペルチェ素子８に通電する。
【００５７】
図２は、通電量マップの一例を示す図である。通電量マップＭ１は、図２に示すように、通電量Ｑに温度差ΔＴが関連付けられたマップである。図示した実施形態では、温度差ΔＴが大きくなるほど、通電量Ｑが大きくなっている。また、温度差ΔＴがゼロである場合であっても、一定の通電量Ｑ０という演算結果が得られるようになっている。
【００５８】
上述したような温度差ΔＴに基づいて通電量Ｑを制御可能な構成によれば、下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃより高温である場合には、熱交換器２から流出した後であって、且つ、吸熱部８ａによって熱が吸熱される前の冷媒の温度（上流側冷媒温度Ｔ２）と設定温度Ｔｃとの差分（温度差ΔＴ）に基づいてペルチェ素子８に通電する通電量Ｑが制御される。このため、吸熱部８ａは、下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ以下となるように、被吸熱配管６ｃを流れる冷媒から熱を吸熱することができる。
【００５９】
幾つかの実施形態では、設定温度Ｔｃは、電力機器３の出力に抑制がかかる温度未満である。電力機器３の温度が所定の温度（抑制温度）まで上昇すると、電力機器３の出力が抑制される場合がある。このような構成によれば、冷媒が電力機器３の出力に抑制がかかる抑制温度未満で電力機器３に流入するので、電力機器３を抑制温度未満まで冷却し、電力機器３の出力に抑制がかかってしまうことなく、電力機器３の正常な駆動状態を維持することができる。
【００６０】
図３は、本発明の一実施形態にかかる冷却回路におけるペルチェ素子に通電する通電量の制御フロー図である。上述したように、下流側温度センサ１２は下流側冷媒温度Ｔ１を検出する。図３に示した実施形態では、この検出した下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ以上である場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、今の電力機器３に流入する冷媒では電力機器３を十分に冷却できない可能性があるので、通電量演算ステップＳ１１０において、通電量演算部２２が、記憶部２０に記憶されている設定温度Ｔｃ、及び通電量マップＭ１を参照して、温度差ΔＴにおける通電量Ｑを演算する。そして、通電ステップＳ１１１において、通電量演算部２２が演算した通電量Ｑでペルチェ素子８に通電し、冷媒の温度（下流側冷媒温度Ｔ１）が下がる。例えば、図２に示すように、上流側冷媒温度Ｔ２と設定温度Ｔｃとの温度差が温度差ΔＴ１であると、通電量演算部２２によって通電量Ｑ１が演算される。そして、バッテリ１３が通電量Ｑ１でペルチェ素子８に通電する。
【００６１】
また、この検出した下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ未満である場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）には、今の電力機器３に流入する冷媒で電力機器３を十分に冷却可能であるので、通電量Ｑの制御フローは終了する。
【００６２】
図３に示すように、通電ステップＳ１１１において、通電量Ｑでペルチェ素子８に通電すると、下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ未満であるか否かが判断される（ステップＳ１０２）。下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ未満である場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、通電停止ステップＳ１１２において、ペルチェ素子８への通電が停止され、通電量Ｑの制御フローは終了する。下流側冷媒温度Ｔ１が設定温度Ｔｃ以上である場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、通電量演算ステップＳ１１０に戻り、通電量Ｑが再び演算される。
【００６３】
以上、本発明の幾つかの実施形態に係る冷却回路について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１        冷却回路
２        熱交換器
３        電力機器
４        入口側配管
４ａ      上流側入口側配管
４ｂ      下流側入口側配管
４ｃ      被放熱配管
５        エンジン
６        出口側配管
６ａ      上流側出口側配管
６ｂ      下流側出口側配管
６ｃ      被吸熱配管
７        流入通路
８        ペルチェ素子
８ａ      吸熱部
８ｂ      放熱部
８ｃ      接合部
９        流出通路
１０Ａ    ポンプ
１０Ｂ    ポンプ
１１      循環配管
１２      下流側温度センサ
１３      バッテリ
１４      通電量制御装置
１５      バイパス配管
１６      上流側温度センサ
１７      制御弁
１８      逆止弁
１９      弁開度制御装置
２０      記憶部
２２      通電量演算部
２４      設定温度演算部
Ｍ１      通電量マップ
Ｑ        通電量
Ｓ１１０  通電量演算ステップ
Ｓ１１１  通電ステップ
Ｓ１１２  通電停止ステップ
Ｔ１      下流側冷媒温度
Ｔ２      上流側冷媒温度
Ｔｃ      設定温度
【図１Ａ】
2020006708.tif 000003
【図１Ｂ】
2020006708.tif 000004
【図１Ｃ】
2020006708.tif 000005
【図２】
2020006708.tif 000006
【図３】
2020006708.tif 000007