(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を内部に導入する第１冷媒導入部と、当該第１冷媒導入部から導入される冷媒を外部に排出可能な複数の第１冷媒排出部と、を有する第１管と、
前記第１管の内部に嵌合され、前記第１冷媒導入部から導入される冷媒を内部に導入する第２冷媒導入部と、当該第２冷媒導入部から導入される冷媒を外部に排出可能な複数の第２冷媒排出部と、を有する第２管と、
任意の前記第２冷媒排出部が対応する前記第１冷媒排出部と連通する位置に移動するように、前記第２管を駆動する駆動手段と、を備え、
前記第２管は、前記駆動手段の駆動力によって長軸周りに回転可能に前記第１管の内部に嵌合され、
前記第２冷媒排出部は、前記第２管の長軸周りの回転位相に応じて対応する前記第１冷媒排出部と連通可能に前記第２管に配置され、
前記第２管は、第１の第２管と、連結部によって前記第１の第２管の長軸方向の端部に連結された第２の第２管と、によって構成され、
前記第１の第２管および前記第２の第２管は、内部を流通する冷媒が互いに流通不能に構成されており、
前記第１の第２管および前記第２の第２管にはそれぞれ前記第２冷媒導入部および前記第２冷媒排出部が設けられ、且つ前記第２の第２管の前記第２冷媒排出部は複数であり、
前記第２の第２管の前記第２冷媒導入部は、前記第２の第２管の前記第１の第２管に対向した端部に設けられ、前記第２の第２管の複数の前記第２冷媒排出部は、前記第２の第２管の長軸方向に沿った側面において該長軸方向で異なる位置に設けられている、ことを特徴とする冷媒流通制御装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、任意の前記第２冷媒排出部を対応する前記第１冷媒排出部と連通させる際の連通部分の面積を制御することで、前記第１冷媒排出部から排出される冷媒の排出量を調整することを特徴とする請求項１記載の冷媒流通制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷媒流通制御装置を備えることを特徴とする車両の冷却装置。
【請求項４】
オイルクーラの冷却経路をシリンダヘッドの冷却経路の下流側に設けることを特徴とする請求項３記載の車両の冷却装置。
【請求項５】
内燃機関の負荷に応じて、前記冷媒流通制御装置が冷媒の排出量を調整することを特徴とする請求項３または４記載の車両の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒流通制御装置および車両の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式の内燃機関は、その内部に冷却水の循環流路を有しており、循環流路の冷却水をウォータポンプの稼動によりラジエータ側に循環させて冷却し、冷却された冷却水を再び内燃機関側に循環させることで、内燃機関の冷却を実行する。
【０００３】
従来、このような内燃機関の冷却装置として、ラジエータからの流路、ヒータコアからの流路、バイパス流路およびポンプ装置の吸入流路中にロータリバルブ装置を配置し、各流路を制限もしくは遮断することができるように構成して、エンジン回転数、アクセル開度等に基づき定められる目標水温になるようにバルブを制御することによって、内燃機関の温度を運転状態に適応した目標温度に制御する技術が特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、内燃機関と駆動モータとを備えたハイブリッド車両の冷却装置として、内燃機関を冷却するエンジン冷却回路と、駆動モータを冷却する強電系冷却回路と、を備え、内燃機関と駆動モータの熱的負荷に応じて各冷却回路の切換弁を切替えることによって、冷却システムの大型化を回避しつつ、内燃機関と駆動モータとを効率よく冷却する技術が特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０３８９４９号公報
【特許文献２】特開２００４−３２４４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内燃機関は、暖機運転等の低負荷運転時と、高出力・高回転の高負荷運転時とでは各部の冷却要求が異なることから、冷却系統を多様化して内燃機関の各部に運転状態に応じた適切な温度の冷却水を循環させることが望ましい。しかしながら、特許文献１の技術は、ウォータポンプの吸い込み側で冷却水の流路を制限または遮断するものであるために、冷却水の吐出側の制御を行うことができない。そのため、冷却系統を多様化することができないことから、内燃機関の各部に適切な温度の冷却水を循環させることが困難である、といった問題点がある。
【０００７】
一方、特許文献２の技術は、内燃機関の冷却用および駆動モータ冷却用の２つの冷却系統を有しているが、各冷却系統を制御するためにそれぞれ個別に切換弁を設けることが要求される。そのため、冷却システムの更なる簡略化・小型化を図ることが困難である、といった問題点がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる冷媒流通制御装置および車両の冷却装置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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の冷媒流通制御装置は、冷媒を内部に導入する第１冷媒導入部と、当該第１冷媒導入部から導入される冷媒を外部に排出可能な複数の第１冷媒排出部と、を有する第１管と、前記第１管の内部に嵌合され、前記第１冷媒導入部から導入される冷媒を内部に導入する第２冷媒導入部と、当該第２冷媒導入部から導入される冷媒を外部に排出可能な複数の第２冷媒排出部と、を有する第２管と、任意の前記第２冷媒排出部が対応する前記第１冷媒排出部と連通する位置に移動するように、前記第２管を駆動する駆動手段と、を備え、前記第２管は、前記駆動手段の駆動力によって長軸周りに回転可能に前記第１管の内部に嵌合され、前記第２冷媒排出部は、前記第２管の長軸周りの回転位相に応じて対応する前記第１冷媒排出部と連通可能に前記第２管に配置され、前記第２管は、第１の第２管と、連結部によって前記第１の第２管の長軸方向の端部に連結された第２の第２管と、によって構成され、前記第１の第２管および前記第２の第２管は、内部を流通する冷媒が互いに流通不能に構成されており、前記第１の第２管および前記第２の第２管にはそれぞれ前記第２冷媒導入部および前記第２冷媒排出部が設けられ、且つ前記第２の第２管の前記第２冷媒排出部は複数であり、前記第２の第２管の前記第２冷媒導入部は、前記第２の第２管の前記第１の第２管に対向した端部に設けられ、前記第２の第２管の複数の前記第２冷媒排出部は、前記第２の第２管の長軸方向に沿った側面において該長軸方向で異なる位置に設けられている、ことを特徴とする。
上記の構成により、第１管の内部における第２管の位置を駆動することで、任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させて、冷媒導入部から導入される冷媒を任意の第１冷媒排出部から第１管の外部に流通させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。
【００１０】
また、上記の構成により、第１管の内部における第２管の長軸周りの回転位相を制御することで、任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させて、冷媒導入部から導入される冷媒を任意の第１冷媒排出部から第１管の外部に流通させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。また、上記の構成により、冷却系統を少なくとも２系統とすることができ、それぞれの冷却系統に独立して冷却水を循環させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。
【００１２】
そして、本発明の冷媒流通制御装置は、前記駆動手段が、任意の前記第２冷媒排出部を対応する前記第１冷媒排出部と連通させる際の連通部分の面積を制御することで、前記第１冷媒排出部から排出される冷媒の排出量を調整する構成とすることができる。
上記の構成により、任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させる際の連通部分の面積を制御することにより、任意の第１冷媒排出部から第１管の外部に流通させる冷媒の流通量を調整することができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な量の冷却水を循環させることができる。
【００１４】
また、本発明は、請求項１または２に記載の冷媒流通制御装置を備える車両の冷却装置である。
【００１５】
そして、本発明の車両の冷却装置は、オイルクーラの冷却経路をシリンダヘッドの冷却経路の下流側に設ける構成とすることができる。
上記の構成により、シリンダヘッドを経由して授熱した冷媒をオイルクーラに循環させて、オイルの昇温を促進することができる。
【００１６】
更に、本発明の車両の冷却装置は、内燃機関の負荷に応じて、前記冷媒流通制御装置が冷媒の排出量を調整する構成とすることができる。
上記の構成により、内燃機関の負荷に応じて適切な量の冷媒を被冷却部位に循環させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷媒流通制御装置および車両の冷却装置によれば、第１管の内部における第２管の位置を制御することで、任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させて、冷媒導入部から導入される冷媒を任意の第１冷媒排出部から第１管の外部に流通させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例の車両冷却システムの一構成例を示した図である。
【図２】冷媒流通制御装置の取付けの一例を示している。
【図３】実施例の冷媒流通制御装置の一構成例を示した図である。
【図４】第２管の長軸周りの回転位相に基づく第１冷媒排出部と第２冷媒排出部との連通制御の一例を示している。
【図５】ＥＣＵが実行する制御の一例を示している。
【図６】大量ＥＧＲ時の燃費マップと高水温化による冷却損失低減効果の一例を示している。
【図７】実施例の冷媒流通制御装置の一構成例を示した図である。
【図８】第２管の長軸方向の移動位置に基づく第１冷媒排出部と第２冷媒排出部との連通制御の一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の冷媒流通制御装置を組み込んだ車両冷却システム１の概略構成を示した構成図である。本実施例は、第１の駆動源であるエンジン１００と、第２の駆動源である電動モータ２００と、を備えるハイブリッド車両の冷却システムの構成を示すものであるが、ハイブリッド車両に限定されるものではない。なお、実線の矢印は冷却水の流れ方向を示している。
【００２１】
図１に示す車両冷却システム１は、システムを循環する冷媒（冷却水）が流通する第１流路２１、第２流路２２、第３流路２３、第４流路２４および第５流路２５と、冷却水を冷却するメインラジエータ２６およびサブラジエータ２７と、を備えている。また、車両冷却システム１は、冷却水を循環させるウォータポンプ２８と、冷却水の温度を検出する水温センサ４１および４２を備えている。更に、車両冷却システム１は、システムを循環する冷却水の流通を制御する冷媒流通制御装置３１と、システムの運転動作を総括的に制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０を備えている。
【００２２】
本実施例の車両冷却システム１を循環する冷却水は、エチレングリコール水溶液からなる一般的なＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）を適用するが、その他の冷媒を使用してもよい。
【００２３】
第１流路２１は、その途中で第１流路２１ａと第１流路２１ｂとに分岐し、冷媒流通制御装置３１を経由後に再び合流する構成である。
第１流路２１ａは、メインラジエータ２６の下部タンクからウォータポンプ２８、電動モータ２００、排気熱回収器２０１を経由して冷媒流通制御装置３１に連結し、冷媒流通制御装置３１からヒータコア１０３を経由してウォータポンプ２８の上流側に連結する。第１流路２１ａは、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒導入部３１６ａおよび第１リリーフ部３１７ａに連結しており、ウォータポンプ２８が駆動する間は電動モータ２００、排気熱回収器２０１およびヒータコア１０３に冷却水が常時循環する。
【００２４】
第１流路２１ｂは、ウォータポンプ２８を経由後に第１流路２１ａと分岐して冷媒流通制御装置３１に連結し、冷媒流通制御装置３１からインバータ２０２およびＥＧＲクーラ１０４を経由後に第１流路２１ａに合流する構成である。
第１流路２１ｂは、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒導入部３１６ｂおよび第１リリーフ部３１７ｂに連結しており、ウォータポンプ２８が駆動する間はインバータ２０２およびＥＧＲクーラ１０４に冷却水が常時循環する。
第１流路２１ｂは、冷媒流通制御装置３１とインバータ２０２との間でバイパス流路２９ａが分岐している。バイパス流路２９ａは、第２流路２２と連結しており、第１流路２１ｂとの分岐部分に第１サーモスタット２９ｂを備えている。第１サーモスタット２９ｂは、第１流路２１ｂを流通する冷却水の温度が所定温度を超えると開弁し、それによって第１流路２１ｂからサブラジエータ２７、第２流路２２までが連通する。第１サーモスタット２９ｂは、第１流路２１ｂを流通する冷却水の温度がインバータ２０２およびＥＧＲクーラ１０４を適切に冷却することができる温度を超えると開弁する構成であって、例えば、開弁温度を７０℃とすることができる。
【００２５】
第２流路２２は、冷媒流通制御装置３１からサブラジエータ２７の上部タンクまでを連通させ、サブラジエータ２７の下部タンクから第１流路２１ｂに連結する構成である。
第２流路２２は、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒排出部３１２ａに連結しており、第１冷媒排出部３１２ａが第２冷媒排出部３１４ａと連通することで、冷媒流通制御装置３１からサブラジエータ２７、第１流路２１ｂまでが連通する。
【００２６】
第３流路２３は、第１流路２１ａと第１流路２１ｂとの分岐部分の下流側で第１流路２１ａと分岐し、シリンダヘッド１０１、オイルクーラ１０５を経由して冷媒流通制御装置３１に連結する構成である。
第３流路２３は、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒排出部３１２ｂに連結しており、第１冷媒排出部３１２ｂが第２冷媒排出部３１４ｂと連通することで、第１流路２１ａからシリンダヘッド１０１、オイルクーラ１０５、冷媒流通制御装置３１までが連通する。この場合、第３流路２３は、シリンダヘッド１０１を経由して授熱した冷却水がオイルクーラ１０５に循環するように構成されることが望ましい。
【００２７】
第４流路２４は、シリンダブロック１０２と冷媒流通制御装置３１とを連結する構成である。
第４流路２４は、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒排出部３１２ｃに連結しており、第１冷媒排出部３１２ｃが第２冷媒排出部３１４ｃと連通することで、第１流路２１ａからシリンダヘッド１０１、シリンダブロック１０２、冷媒流通制御装置３１までが連通する。
第４流路２４は、シリンダブロック１０２と冷媒流通制御装置３１との間でバイパス流路２９ｃが分岐している。バイパス流路２９ｃは、第５流路２５と連結しており、第４流路２４との分岐部分に第２サーモスタット２９ｄを備えている。第２サーモスタット２９ｄは、第４流路２４内部の冷却水の温度が所定温度を超えると開弁し、それによって第４流路２４から第５流路２５までが連通する。第２サーモスタット２９ｄは、第４流路２４内部の冷却水の温度がシリンダブロック１０２を適切に冷却することができる温度を超えると開弁する構成であって、例えば、開弁温度を９０℃とすることができる。
【００２８】
第５流路２５は、冷媒流通制御装置３１とメインラジエータ２６の上部タンクとを連結する構成である。
第５流路２５は、冷媒流通制御装置３１の第１冷媒排出部３１２ｄに連結しており、第１冷媒排出部３１２ｄが第２冷媒排出部３１４ｄと連通することで、冷媒流通制御装置３１からメインラジエータ２６までが連通する。
【００２９】
メインラジエータ２６およびサブラジエータ２７は、上部タンク、ラジエータコア、下部タンクで構成されている放熱器である。被冷却部位を冷却することで高温になった冷却水は、第５流路２５および第２流路２２を流通してメインラジエータ２６およびサブラジエータ２７の上部タンクに導かれ、ラジエータコアを通過する。ラジエータコアは、高温の冷却水がラジエータコアを通過する際に熱を奪って空気中に放熱するものであって、放熱効率を向上させるために多数のフィンが設けられている。ラジエータコアで冷却された冷却水は、下部タンクから第１流路２１および第２流路２２を流通して再び被冷却部位に戻される。
【００３０】
ウォータポンプ２８は、第１流路２１に設けられており、その内部に備えるインペラの回転力によって冷却水をシステム全体に循環させる。ウォータポンプ２８は、電気モータによって駆動する電動式の可変ポンプを採用するが、エンジン１００のクランクシャフト軸の回転力をベルトによって伝達されることで駆動する機械式であってもよいし、両方式を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
冷媒流通制御装置３１は、シリンダヘッド１０１の冷却水出口側に取り付けられており（図２参照）、車両冷却システム１を循環する冷却水の流通をエンジン１００および電動モータ２００の下流側（出口側）で制御する。
ここで、冷媒流通制御装置３１の内部構成について詳細に説明する。図３は、実施例の冷媒流通制御装置３１の一構成例を示した図である。冷媒流通制御装置３１は、第１管３１１、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄ、第２管３１３ａ〜ｂ、第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄ、アクチュエータ３１５、第１冷媒導入部３１６ａ〜ｂ、第１リリーフ部３１７ａ〜ｂ、第２冷媒導入部３１８ａ〜ｂおよび第２リリーフ部３１９を備えた構成となっており、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄのそれぞれに第１流路２１〜第５流路２５が連結している。
【００３２】
第１管３１１は、中空の円筒形状であって、その内部を冷却水が流通可能な筐体である。第１管３１１は、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄ、第１冷媒導入部３１６ａ〜ｂ、第１リリーフ部３１７ａ〜ｂによって内部と外部とが連通している。第１管３１１の内部には、中空円筒形状の第２管３１３ａおよび第２管３１３ｂが、長軸周りの回転方向に移動自在に嵌合されている。
【００３３】
第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄは矩形状の連通孔であって、第１管３１１のアクチュエータ３１５が配置されていない側の端部側からアクチュエータ３１５側に向かって、第１管３１１の長軸方向のそれぞれ異なる位置に第１冷媒排出部３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｄ，３１２ｃの順で配置されている。この場合、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄは、被冷却部位のレイアウトに応じて第１管３１１への配置を任意に変更することができる。また、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄは、矩形状に限られず、要求されるシステムの冷却性能に応じて任意の形状を採用することができる。
【００３４】
第１冷媒導入部３１６ａおよび第１リリーフ部３１７ａは、内部に第２管３１３ａと第２管３１３ｂとの連結部が配置される第１管３１１の長軸方向の位置に配置されている。第１冷媒導入部３１６ａおよび第１リリーフ部３１７ａには第１流路２１ａが連結しており、第２管３１３の長軸周りの回転位相に関わらず、冷却水が第１流路２１ａを通じて第１冷媒導入部３１６ａから第１管３１１内部に導入されて、第１リリーフ部３１７ａから第１流路２１ａへ流通する。
【００３５】
第１冷媒導入部３１６ｂは、内部に第２管３１３ａが配置される第１管３１１の長軸方向の位置であって、第１冷媒排出部３１２ａよりもアクチュエータ３１５側に配置されている。第１冷媒導入部３１６ｂと重複する部分の第２管３１３ａには、第２管３１３ａの長軸周りの回転位相に関わらず、第１冷媒導入部３１６ｂから第２管３１３ａの内部に冷却水が流通可能な第２冷媒導入部３１８ａが設けられている。また、第１リリーフ部３１７ｂは、第１冷媒排出部３１２ａよりも端部側（第１管３１１のアクチュエータ３１５が配置されていない側）の第１管３１１の長軸方向の位置であって、第２管３１３ａと重複しない位置に配置されている。第１冷媒導入部３１６ｂおよび第１リリーフ部３１７ｂには第１流路２１ｂが連結しており、第２管３１３ａの長軸周りの回転位相に関わらず、冷却水が第１流路２１ｂを通じて第１冷媒導入部３１６ｂから第１管３１１および第２管３１３ａ内部に導入されて、第１リリーフ部３１７ｂから第１流路２１ｂへ流通する。
【００３６】
第１管３１１の内部には、第２管３１３ａおよび第２管３１３ｂが、第２管３１３ｂをアクチュエータ３１５側にして配置されている。第２管３１３ａおよび第２管３１３ｂは、内部を冷却水が流通可能な中空の円筒形状であって、第１管３１１の内部に長軸回りの回転方向に移動可能に嵌合されている。
【００３７】
第２管３１３ａは、第２管３１３ｂ側の端部が閉鎖されており、第２管３１３ｂとの間で冷却水が流通不能となっている。また、第２管３１３ａは、他端部側に第２リリーフ部３１９を有しており、第１管３１１との間で冷却水が流通可能になっている。
第２管３１３ｂは、第２管３１３ａ側（すなわち、第１冷媒導入部３１６ａ側）の端部に第２冷媒導入部３１８ｂを有しており、それによって第１冷媒導入部３１６ａから導入される冷却水が第２管３１３ｂ内部に流通可能となっている。また、第２管３１３ｂは、他端部側がアクチュエータ３１５と連結しており、アクチュエータ３１５の駆動力が伝達されることで、第１管３１１の内部を長軸周りの回転方向に移動する。
【００３８】
第２管３１３ａと第２管３１３ｂとは、連結部３１３ｃによって連結しており、アクチュエータ３１５の駆動力が第２管３１３ｂから連結部３１３ｃを通じて第２管３１３ａへ伝達される。これにより、第２管３１３ａと第２管３１３ｂとが同じ回転位相で第１管３１１の内部を長軸周りの回転方向に移動する。
【００３９】
第２管３１３ａおよび第２管３１３ｂ（第２管３１３）は、第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄによって内部と外部とが連通している。
第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄは、各排出部の長軸方向の位置が、それぞれ第１管３１１に配置された第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄの長軸方向の位置に対応して配置されている。更に、第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄは、各排出部の長軸周りの回転方向の配置位置、および長軸周りの回転方向への開口距離がそれぞれ異なっており、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相に応じて、それぞれ対応する第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄと連通する。
【００４０】
図４は、第２管３１３の長軸周りの回転位相に基づく第１冷媒排出部３１２と第２冷媒排出部３１４との連通制御の一例を示している。第２冷媒排出部３１４ａは、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相が（１）の間にある場合に、第１冷媒排出部３１２ａと連通して冷却水を流通可能にするよう配置されている。よって、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相が（１）の間にある場合に、第１冷媒排出部３１２ａに連結する第２流路２２を通じて冷却水が冷媒流通制御装置３１からサブラジエータ２７、第１流路２１ｂを循環する。
【００４１】
同様に、第２冷媒排出部３１４ｂ，３１４ｃ，３１４ｄは、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相がそれぞれ（２），（３），（４）の間にある場合に、それぞれ第１冷媒排出部３１２ｂ，３１２ｃ，３１２ｄと連通して冷却水を流通可能にするよう配置されている。よって、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相が（２），（３），（４）の間にある場合に、それぞれ第３流路２３，第４流路２４，第５流路２５を通じて冷却水が循環する。
このように、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相を制御することで、任意の第１冷媒排出部３１２と第２冷媒排出部３１４とを連通させて、任意の被冷却部位へ冷却水を循環させる制御を実行することができる。
【００４２】
第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄは、第２管３１３の短軸に対して対称な水滴形状となっている。これによって、第２管３１３の回転位相を制御して第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄと第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄとを連通させる際の連通部分の面積の幅を広くとることができることから、循環させる冷却水の流量の調整幅を広くとることができる。この場合、第２冷媒排出部３１４ａ〜ｄは、水滴形状に限られず、要求されるシステムの冷却性能に応じて任意の形状（矩形状，楕円形状等）を採用することができる。
【００４３】
アクチュエータ３１５は、ＥＣＵ１０の指令に従って、第１管３１１の内部の第２管３１３を長軸周りへ所定量回転させる電動モータである。アクチュエータ３１５は、図示しないポテンショメータ（位置センサ）を備えており、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転方向の位相を検出し、検出結果をＥＣＵ１０に送信する。ＥＣＵ１０は、位置センサの検出結果から第２管３１３の回転方向の位相を認識し、目標とする第２管３１３の長軸周りの回転位相まで第２管３１３を回転駆動させるようアクチュエータ３１５に指令する。この場合、アクチュエータ３１５は、電動モータに限られず、第２管３１３を長軸周りへ回転可能な任意の構成を採用することができる。また、位置センサはポテンショメータに限られず、第１管３１１の内部における第２管３１３の長軸周りの回転位相を検出可能な任意の位置センサを適用することができる。
なお、アクチュエータ３１５は、本発明の駆動手段の一構成例である。
【００４４】
シリンダヘッド１０１のウォータジャケット、および冷媒流通制御装置３１の第１冷媒導入部３１６ａおよび第１リリーフ部３１７ａ近傍には、冷却水の温度を測定するための水温センサ４１および４２が設けられている（図２参照）。水温センサ４１および４２は、ウォータジャケット内部および冷媒流通制御装置３１内部の冷却水温を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。この場合、水温センサ４１および４２は、上記の位置に限られず、エンジン１００内部および冷媒流通制御装置３１内部を循環する冷却水の温度を検出可能な任意の位置に設けることができる。
【００４５】
図１に戻り、ＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。
ＥＣＵ１０は、水温センサ４１および４２、ポテンショメータ等の検出結果に基づいて、車両冷却システム１の冷却水の循環制御を実行する。この場合、ＥＣＵ１０は、スロットルバルブの動作、インジェクタの動作、点火プラグの点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御するエンジンＥＣＵと兼ねることができる。
【００４６】
図５は、ＥＣＵ１０が実行する制御の一例を示している。ＥＣＵ１０の制御は、イグニッションスイッチがＯＮされてエンジン１００が始動されると開始する。ＥＣＵ１０は、水温センサ４１および４２が検出する冷却水温が所定の第１温度未満の場合に、エンジン１００の早期暖機が必要と判断する。そして、ＥＣＵ１０は、第１管３１１内部の第２管３１３の長軸周りの回転位相を、第１冷媒排出部３１２ａ〜ｄが閉鎖される位置に調整するようアクチュエータ３１５に指令する。この制御を実行することで、エンジン１００の冷間時（暖機中）に、シリンダヘッド１０１およびシリンダブロック１０２のウォータジャケット内部の冷却水の循環を一時的に停止させて、エンジン１００の暖機性を向上させることができる。ここで、早期暖機が必要か否か判断するための所定の第１温度は、エンジン１００が冷間時であると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば６０〜８０［℃］に設定することができる。
【００４７】
ＥＣＵ１０は、水温センサ４２の検出結果が所定の第１温度（例えば６０℃）以上になると、第１管３１１内部の第２管３１３の長軸周りの回転位相を、第１冷媒排出部３１２ａと第２冷媒排出部３１４ａとが連通する位置（すなわち（１）の位置）に調整するようアクチュエータ３１５に指令する。これによって、第１冷媒排出部３１２ａに連結する第２流路２２を通じて、冷媒流通制御装置３１からサブラジエータ２７、第１流路２１ｂに冷却水が循環し、第１流路２１ａを循環する冷却水の一部がサブラジエータ２７で冷却される。そのため、第１流路２１ａを循環する冷却水がＥＧＲクーラ１０４およびインバータ２０２を充分に冷却可能な冷却水温に調整される。
【００４８】
この場合、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の運転状態に応じて大量ＥＧＲ制御による燃費効果と高水温化による冷却損失低減効果とを比較し、燃費向上に対する取り分の大きい方を選択して優先的に制御することができる（図６参照）。この場合、大量ＥＧＲ制御による燃費効果と高水温化による冷却損失低減効果との比較マップを予め台上試験等にて求め、ＥＣＵ１０のＲＯＭに記録しておくことが望ましい。
【００４９】
図５に戻り、ＥＣＵ１０は、水温センサ４１の検出結果が所定の第２温度（例えば７０℃）以上になると、第１管３１１内部の第２管３１３の長軸周りの回転位相を、第１冷媒排出部３１２ｂと第２冷媒排出部３１４ｂとが連通する位置（すなわち（２）の位置）に調整するようアクチュエータ３１５に指令する。これによって、第１冷媒排出部３１２ｂに連結する第３流路２３を通じて、シリンダヘッド１０１、オイルクーラ１０５、冷媒流通制御装置３１に冷却水が循環するために、シリンダヘッド１０１およびオイルクーラ１０５を適切な温度に冷却することができる。
【００５０】
ＥＣＵ１０は、水温センサ４１および４２の少なくとも一方の検出結果が所定の第３温度（例えば８０℃）以上になると、エンジン１００の暖機が終了したと判断する。そして、ＥＣＵ１０は、第１管３１１内部の第２管３１３の長軸周りの回転位相を、第１冷媒排出部３１２ｃと第２冷媒排出部３１４ｃとが連通する位置（すなわち（３）の位置）に調整するようアクチュエータ３１５に指令する。これによって、第１冷媒排出部３１２ｃに連結する第４流路２４を通じて、シリンダブロック１０２、冷媒流通制御装置３１に冷却水が循環するために、シリンダブロック１０２を適切な温度に冷却することができる。
【００５１】
ＥＣＵ１０は、水温センサ４１および４２の少なくとも一方の検出結果が所定の第４温度（例えば９０℃）以上になると、被冷却部位の冷却効率をより向上させる必要があると判断する。そして、ＥＣＵ１０は、第１管３１１内部の第２管３１３の長軸周りの回転位相を、第１冷媒排出部３１２ｄと第２冷媒排出部３１４ｄとが連通する位置（すなわち（４）の位置）に調整するようアクチュエータ３１５に指令する。これによって、第１冷媒排出部３１２ｄに連結する第５流路２５を通じて、冷媒流通制御装置３１からメインラジエータ２６、第１流路２１に冷却水が循環し、車両冷却システム１を循環する冷却水がメインラジエータ２６とサブラジエータ２７とで冷却される。そのため、車両冷却システム１を循環する冷却水が被冷却部位を充分に冷却可能な冷却水温に調整される。
【００５２】
このように、冷媒流通制御装置３１による冷却水の循環制御を実行することで、車両の被冷却部位に運転状況に応じた適切な温度の冷却水を循環させることができることから、車両の燃費効率を大幅に向上させることができる。
【００５３】
以上のように、本実施例の車両冷却システムは、第１冷媒排出部が設けられた第１管と、第２冷媒排出部が設けられた第２管と、アクチュエータと、第１冷媒導入部と、第２冷媒導入部と、を備える冷媒流通制御装置を有し、第１管の内部における第２管の長軸周りの回転位相を制御して任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させることにより、冷却水を任意の被冷却部位に流通させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。
【実施例２】
【００５４】
つづいて、本発明の実施例２について説明する。本実施例の車両冷却システム２は、冷媒流通制御装置３１に代えて、第１管３２１の内部の長軸方向に移動自在に第２管３２３が嵌合される冷媒流通制御装置３２を備える点で車両冷却システム１と相違している。
【００５５】
本実施例の車両冷却システム２は、実施例１と同様にＥＣＵ１０、第１流路２１、第２流路２２、第３流路２３、第４流路２４および第５流路２５、メインラジエータ２６およびサブラジエータ２７、ウォータポンプ２８、水温センサ４１および４２を備えている。
更に、車両冷却システム２は、第１管３２１の内部の長軸方向に移動自在に第２管３２３が嵌合される冷媒流通制御装置３２を備えており、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の位置を制御して任意の第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄと第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄとを連通させることで、冷却水を任意の被冷却部位に流通させる構成である。
【００５６】
図７は、実施例の冷媒流通制御装置３２の一構成例を示した図である。なお、実施例１と同様の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
冷媒流通制御装置３２は、第１管３２１、第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄ、第２管３２３ａ〜ｂ、第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄ、アクチュエータ３２５、第１冷媒導入部３２６ａ〜ｂ、第１リリーフ部３２７ａ〜ｂ、第２冷媒導入部３２８ａ〜ｂおよび第２リリーフ部３２９を備えた構成となっており、第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄのそれぞれに第１流路２１〜第５流路２５が連結している。
【００５７】
第１管３２１は、実施例１と同様に中空の円筒形状であって、その内部を冷却水が流通可能な筐体である。第１管３２１は、第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄ、第１冷媒導入部３２６ａ〜ｂ、第１リリーフ部３２７ａ〜ｂによって内部と外部とが連通している。第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄは、実施例１と同様に矩形状の連通孔であって、第１管３２１のアクチュエータ３２５が配置されていない側の端部側からアクチュエータ３２５側に向かって、第１管３２１の長軸方向のそれぞれ異なる位置に第１冷媒排出部３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｄ，３２２ｃの順で配置されている。第１管３２１の内部には、中空円筒形状の第２管３２３ａおよび第２管３２３ｂが、長軸方向に移動自在に嵌合されている。
【００５８】
第１冷媒導入部３２６ｂは、内部に第２管３２３ａが配置される第１管３２１の長軸方向の位置であって、第１冷媒排出部３２２ａよりもアクチュエータ３２５側に配置されている。第１冷媒導入部３２６ｂと重複する部分の第２管３２３ａには、第２管３２３ａの長軸方向の位置に関わらず、第１冷媒導入部３２６ｂから第２管３２３ａの内部に冷却水が流通可能な第２冷媒導入部３２８ａが設けられている。第１冷媒導入部３２６ｂおよび第１リリーフ部３２７ｂには第１流路２１ｂが連結しており、第２管３２３ａの長軸方向の位置に関わらず、冷却水が第１流路２１ｂを通じて第１冷媒導入部３２６ｂから第１管３２１および第２管３２３ａ内部に導入されて、第１リリーフ部３２７ｂから第１流路２１ｂへ流通する。
【００５９】
第１管３２１の内部には、第２管３２３ａおよび第２管３２３ｂが、第２管３２３ｂをアクチュエータ３２５側にして配置されている。第２管３２３ａおよび第２管３２３ｂは、内部を冷却水が流通可能な中空の円筒形状であって、第１管３２１の内部に長軸方向に移動可能に嵌合されている。第２管３２３ａおよび第２管３２３ｂの端部は、実施例１の第２管３１３ａおよび第２管３１３ｂの端部と同様の構成であり、連結部３２３ｃによって互いに連結している。
【００６０】
第２管３２３ｂは、一端部がアクチュエータ３２５と連結しており、アクチュエータ３２５の駆動力が第２管３２３ｂから連結部３２３ｃを通じて第２管３２３ａへ伝達される。これにより、第２管３２３ａと第２管３２３ｂとが第１管３２１の内部を長軸方向にスライド移動する。
【００６１】
第２管３２３ａおよび第２管３２３ｂ（第２管３２３）は、第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄによって内部と外部とが連通している。
第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄは、各排出部の長軸周りの回転方向の配置位置が、それぞれ第１管３２１に配置された第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄの長軸周りの回転方向の配置位置に対応して配置されている。更に、第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄは、各排出部の長軸方向の位置、および長軸方向への開口距離がそれぞれ異なっており、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の位置に応じて、それぞれ対応する第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄと連通する。
【００６２】
図８は、第２管３２３の長軸方向の移動位置に基づく第１冷媒排出部３２２と第２冷媒排出部３２４との連通制御の一例を示している。第２冷媒排出部３２４ａは、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の移動位置が（５）の間にある場合に、第１冷媒排出部３２２ａと連通して冷却水を流通可能にするよう配置されている。よって、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の移動位置が（５）の間にある場合に、第１冷媒排出部３２２ａに連結する第２流路２２を通じて冷却水が冷媒流通制御装置３２からサブラジエータ２７、第１流路２１ｂを循環する。
【００６３】
同様に、第２冷媒排出部３２４ｂ，３２４ｃ，３２４ｄは、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の移動位置がそれぞれ（６），（７），（８）の間にある場合に、それぞれ第１冷媒排出部３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄと連通して冷却水を流通可能にするよう配置されている。よって、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の移動位置が（６），（７），（８）の間にある場合に、それぞれ第３流路２３，第４流路２４，第５流路２５を通じて冷却水が循環する。
このように、第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の移動位置を制御することで、任意の第１冷媒排出部３２２と第２冷媒排出部３２４とを連通させて、任意の被冷却部位へ冷却水を循環させる制御を実行することができる。
【００６４】
第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄは、第２管３２３の長軸に対して対称な水滴形状となっている。これによって、第２管３２３の長軸方向の位置を制御して第１冷媒排出部３２２ａ〜ｄと第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄとを連通させる際の連通部分の面積の幅を広くとることができることから、循環させる冷却水の流量の調整幅を広くとることができる。この場合、第２冷媒排出部３２４ａ〜ｄは、水滴形状に限られず、要求されるシステムの冷却性能に応じて任意の形状（矩形状，楕円形状等）を採用することができる。
【００６５】
アクチュエータ３２５は、ＥＣＵ１０の指令に従って、第１管３２１の内部の第２管３２３を長軸方向へ所定量スライド移動させる駆動力を付与する電動モータである。アクチュエータ３２５は、図示しないポテンショメータによって第１管３２１の内部における第２管３２３の長軸方向の位置を検出し、検出結果をＥＣＵ１０に送信する。ＥＣＵ１０は、位置センサの検出結果から第２管３２３の長軸方向の位置を認識し、目標とする第２管３２３の長軸方向の位置まで第２管３２３を移動させるようアクチュエータ３２５に指令する。この場合、アクチュエータ３２５は、電動モータに限られず、第２管３２３を長軸方向へスライド移動可能な駆動力を付与する任意の構成を採用することができる。
なお、アクチュエータ３２５は、本発明の駆動手段の一構成例である。
【００６６】
以上のように、本実施例の車両冷却システムは、第１冷媒排出部が設けられた第１管と、第２冷媒排出部が設けられた第２管と、アクチュエータと、第１冷媒導入部と、第２冷媒導入部と、を備える冷媒流通制御装置を有し、第１管の内部における第２管の長軸方向の位置を制御して任意の第１冷媒排出部と第２冷媒排出部とを連通させることにより、冷却水を任意の被冷却部位に流通させることができる。よって、簡略な構成で車両の各部に適切な温度の冷却水を循環させることができる。
【００６７】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１，２  車両冷却システム
１０  ＥＣＵ
２１〜２５  第１流路〜第５流路
２６  メインラジエータ
２７  サブラジエータ
２８  ウォータポンプ
３１，３２  冷媒流通制御装置
４１，４２  水温センサ
１００  エンジン
１０１  シリンダヘッド
１０２  シリンダブロック
２００  電動モータ
３１１，３２１  第１管
３１２，３２２  第１冷媒排出部
３１３，３２３  第２管
３１４，３２４  第２冷媒排出部
３１５，３２５  アクチュエータ（駆動手段）
３１６，３２６  第１冷媒導入部
３１８，３２８  第２冷媒導入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005381851.tif 000006
【図６】
0005381851.tif 000007
【図７】
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【図８】
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