(57)【要約】【課題】冷房性能を確保しつつ、吸気熱交換器での冷却性能の低下を極力抑える。【解決手段】原動機への吸気３を冷却する吸気熱交換器５と、空調装置７の冷媒を冷却する空調熱交換器９とを有する冷却装置１であって、空調熱交換器９への液媒体の流量を制御するように構成されている冷却装置である。【選択図】図１
2018135781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機への吸気を冷却する吸気熱交換器と、空調装置の冷媒を冷却する空調熱交換器とを有する冷却装置であって、
前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御するように構成されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
原動機への吸気を冷却する吸気熱交換器と、
空調装置の冷媒を冷却する空調熱交換器と、
前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御する制御部と、
を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却装置において、
前記制御部は、前記空調装置の運転状態に応じて、前記空調熱交換器への液媒体の流量を調整する制御弁を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の冷却装置において、
前記制御部は、前記空調装置の運転と停止とに応じて、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の冷却装置において、
前記制御部は、前記空調装置の冷媒の状態に応じて、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却装置において、
前記制御部は、ダイヤフラムで仕切られる２つの空間のうちの一方の空間に冷媒を供給することで、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の冷却装置において、
前記制御部は、前記空調装置の冷媒の状態と前記吸気熱交換器の入口側の液媒体の温度とに応じて、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御することを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項７に記載の冷却装置において、
前記制御部は、ダイヤフラムで仕切られる２つの空間のうちの一方の空間に冷媒を供給し、前記２つの空間のうちの他方の空間に液媒体を供給することで、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御することを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に係り、特に、冷却水を用いて、熱交換器を通過する空気（たとえば吸気）や空調装置の冷媒を冷却するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却水を用いて、吸気熱交換器（ＣＡＣ；Ｃｈａｒｇｅ  Ａｉｒ  Ｃｏｏｌｅｒ）を通過する吸気（原動機に供給される空気）と空調装置の冷媒とを冷却する冷却装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置は、冷房の負荷に応じて、吸気熱交換器に流れる冷却水流路の途中に設けられているバルブを開閉し、吸気熱交換器に振り分ける冷却水の流量を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の冷却装置では、吸気熱交換器への冷却水流路の途中に設けられているバルブによって、吸気熱交換器に流れる冷却水流量が減少することがあり、吸気熱交換器での吸気の冷却性能が低下するおそれがある（冷却水を吸気熱交換器だけに流して吸気を冷却する場合に比べて、冷却性能が低下するおそれがある）。
【０００６】
本発明は、冷房性能を確保しつつ、吸気熱交換器での冷却性能の低下を極力抑えることができる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】
【０００７】
本発明は、原動機への吸気を冷却する吸気熱交換器と、空調装置の冷媒を冷却する空調熱交換器とを有する冷却装置であって、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御するように構成されている冷却装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、冷房性能を確保しつつ、吸気熱交換器での冷却性能の低下を極力抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図であって、冷却水が空調熱交換器を流れている状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る冷却装置の概略構成を示す図であって、冷却水が空調熱交換器を流れていない状態を示す図である。
【図３】１つ目の変形例に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）は２つ目の変形例に係る冷却装置の概略構成を示す図であり、（ｂ）は冷媒の温度とバルブの開度との関係を示す図である。
【図５】３つ目の変形例に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図６】（ａ）は４つ目の変形例に係る冷却装置の概略構成を示す図であり、（ｂ）は制御部の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る冷却装置１は、図１で示すように、原動機（図示せず）への吸気３を冷却する吸気熱交換器（たとえば、ＣＡＣ；Ｃｈａｒｇｅ  Ａｉｒ  Ｃｏｏｌｅｒ）５と、空調装置（エアコン）７の冷媒を冷却する空調熱交換器（凝縮器；水冷コンデンサ）９と、空調熱交換器９への液媒体（たとえば、冷却水；ＬＬＣ）の流量を制御する制御部１１とを備えて構成されている。
【００１１】
吸気熱交換器５は、これを通過する吸気３を、放熱器（たとえば、ラジエータ）１３を流れる冷却水（冷却液）を用いて冷却するようになっている。冷却される吸気３は、ターボチャージャもしくはスーパーチャージャで圧縮された空気であり、図示しない原動機（内燃機関；エンジン）での燃料の燃焼に使用される。
【００１２】
空調熱交換器９は、ラジエータ１３を流れる冷却水を用いて、空調装置７で使用している冷媒を冷却するようになっている。
【００１３】
制御部１１は、ＣＰＵ１５とメモリ１７とを備えて構成されており、空調熱交換器９を流れる冷却水の流量のみを制御するようになっている。
【００１４】
また、冷却装置１には、空調熱交換器９を流れる冷却水の流量を調整する制御弁１９が設けられている。制御弁１９は開閉することで、冷却水の流量を調整するようになっているとともに、全開状態や全閉状態だけでなく、任意の中途の開状態にもなるように構成されている（たとえば、図４（ｂ）参照）。
【００１５】
冷却装置１についてさらに説明すると、冷却装置１には、冷却水が流れる冷却水流路（冷却水管路）２１と、冷媒が流れる冷媒流路（冷媒管路）２３と、ポンプ２５とが設けられている。
【００１６】
冷却水流路２１は、第１の部位２１Ａ〜第４の部位２１Ｄを備えて構成されている。第１の部位２１Ａは、ラジエータ１３の冷却水出口１３Ａと、空調熱交換器９の冷却水入口９Ａとをつないでいる。第２の部位２１Ｂは、空調熱交換器９の冷却水出口９Ｂとラジエータ１３の冷却水入口１３Ｂとをつないでいる。
【００１７】
第３の部位２１Ｃは、第１の部位２１Ａの中間部２１Ａ１と、吸気熱交換器５の冷却水入口５Ａとをつないでいる。第４の部位２１Ｄは、吸気熱交換器５の冷却水出口５Ｂと、第２の部位２１Ｂの中間部２１Ｂ１とをつないでいる。
【００１８】
ポンプ２５は、第１の部位２１Ａの中間部（ラジエータ１３の冷却水出口１３Ａと中間部２１Ａ１との中間部）に設けられている。制御弁１９は、第２の部位２１Ｂの中間部に設けられている。
【００１９】
そして、ポンプ２５を稼働しているときに、制御弁１９が閉じていると、ラジエータ１３と吸気熱交換器５とを冷却水が循環し、空調熱交換器９には冷却水が流れないようになっている。一方、ポンプ２５を稼働しているときに、制御弁１９が開いていると、ラジエータ１３と吸気熱交換器５と空調熱交換器９とを冷却水が循環するようになっている。
【００２０】
なお、制御弁１９の開度を調整することで、空調熱交換器９を流れる冷却水の流量を調整することができるようになっているが、この場合、制御弁１９の開度に合わせて、ポンプ２５の吐出量を適宜変更し、制御弁１９の開度に関係なく、吸気熱交換器５に流れる冷却水の流量を一定にするようになっていてもよい。
【００２１】
冷媒流路２３は、空調熱交換器９とエバポレータ（図示せず）とコンプレッサ（図示せず）等との間で冷媒を循環させるようになっている。
【００２２】
制御部１１は、空調装置７の運転状態に応じて（たとえば、図示しないコンプレッサの負荷（冷房熱負荷）に応じて）制御弁１９の開度を調整して、空調熱交換器９に流れる冷却水の流量を調整するようになっている。
【００２３】
次に、冷却装置１の動作について説明する。
【００２４】
制御部１１は、空調装置７の運転と停止とに応じて（基づいて）、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御する（制御弁１９を開閉する制御をする）。
【００２５】
詳しく説明する。初期状態として、原動機とポンプ２５が稼働しており、空調装置７は稼働していない（エアコンはＯＦＦ状態）ものとする。
【００２６】
この状態では、空調熱交換器９での必要放熱量は「０ＫＷ」であるので、原動機の負荷に関係なく（原動機を搭載している車両が加速しているか、一定速度で走行しているか、減速しているか、アイドル状態にあるかに関係なく）、制御部１１は、制御弁１９を閉じて、吸気熱交換器５のみに冷却水を流し、空調熱交換器９には、冷却水が流れないようにする（図２参照）。
【００２７】
なお、エアコンはＯＦＦ状態であって原動機を搭載している車両が減速しているかもしくはアイドル状態にあるときには、吸気熱交換器５の必要放熱量も「０ＫＷ」であるので、ポンプ２５を停止してもよい。
【００２８】
一方、空調装置７が稼働したときには、制御部１１は、空調装置７の運転状態に応じて、制御弁１９を適宜開いて、吸気熱交換器５と空調熱交換器９とに冷却水を流す（図１参照）。
【００２９】
たとえば、空調装置７が稼働したときには、制御部１１は、冷房熱負荷が高まるにしたがって、制御弁１９の開度を大きくし、空調熱交換器９に流す冷却水の流量を増やし、冷房熱負荷が低下するにしたがって、制御弁１９の開度を小さくし、空調熱交換器９に流す冷却水の流量を減らす。
【００３０】
冷却装置１によれば、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御する一方で、吸気熱交換器５への冷却水の流量を制御しないので、冷房性能を確保しつつ、吸気熱交換器５での冷却性能の低下を極力抑えることができる。
【００３１】
また、冷却装置１によれば、空調装置７の運転と停止とに応じて、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御するので、空調装置７の冷媒を無駄に冷却することが無くなり、効率の良い運転をすることができる。
【００３２】
また、冷却装置１によれば、空調装置７の運転状態に応じ、制御弁１９を用いて空調熱交換器９への冷却水の流量を調整するので、簡素な構成で、空調熱交換器９を流れる冷却水の流量を正確な値にすることができる。
【００３３】
なお、冷却装置１において、図１に示すように、冷媒の温度を検出する冷媒温度検出センサ２７を設けてもよい。冷媒温度検出センサ２７は、たとえば、図示しないコンプレッサで圧縮された冷媒（空調熱交換器９に入る直前の冷媒）の温度を検出するようになっている。
【００３４】
そして、制御部１１が、空調装置７の冷媒の状態（冷媒温度検出センサ２７が検出した冷媒の温度）に応じて（基づいて）、制御弁１９を適宜開閉し、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御してもよい。
【００３５】
なお、冷媒温度検出センサ２７に代えてもしくは加えて、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出センサ２９を設け、制御部１１が、空調装置７の冷媒の状態（冷媒の圧力、温度の少なくともいずれか）に応じて、制御弁１９を適宜開閉し、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御してもよい。
【００３６】
このように構成した冷却装置１によれば、空調装置７の冷媒の圧力や温度に応じて、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御するので、空調装置７の冷媒を無駄に冷却することが無くなり、効率の良い運転をすることができる。
【００３７】
たとえば、空調装置７の冷媒の温度が上昇するにしたがって、図４（ｂ）で示すように制御弁１９の開度を大きくすれば、空調装置７の冷媒を適切に冷やすことができる。
【００３８】
また、冷媒温度検出センサ２７、冷媒圧力検出センサ２９を設けることに代えてもしくは加えて、図１に示すように、冷却水の温度を検出する冷却水温度検出センサ３１や吸気温度検出センサ３２を設けてもよい。
【００３９】
冷却水温度検出センサ３１は、たとえば、吸気熱交換器５に入る直前の冷却水の温度を検出するようになっているが、冷却水温度検出センサ３１が、ラジエータ１３から出てきた直後の冷却水の温度を検出するようになっていてもよい。吸気温度検出センサ３２は、吸気熱交換器５を通過する直前の吸気３の温度を検出するようになっているが、吸気熱交換器５を通過した直後の吸気３の温度を検出するようになっていてもよい。
【００４０】
そして、制御部１１が、空調装置７の冷媒の状態、吸気熱交換器５の入口側の冷却水の温度（冷却水温度検出センサ３１で検出した冷却水の温度）、吸気３の温度（吸気温度検出センサ３２で検出した吸気の温度）の少なくともいずれかに応じて、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御するようにしてもよい。
【００４１】
たとえば、吸気熱交換器５の入口側の冷却水の温度が上昇するにしたがって、制御弁１９の開度を小さくし、空調熱交換器９に流す冷却水の流量を減らしてもよい。
【００４２】
このように構成した冷却装置１によれば、空調装置７の冷媒の圧力や温度と、吸気熱交換器５の入口側の冷却水の温度とに応じて、空調熱交換器９への冷却水の流量を制御するので、空調装置７の冷媒を無駄に冷却することがさらに無くなり、一層効率の良い運転をすることができる。
【００４３】
ところで、冷却装置１を図６（ａ）で示すように構成してもよい。図６で示す冷却装置では、ＣＰＵ１５やメモリ１７を備えた制御部１１、および、冷媒温度検出センサ２７や冷媒圧力検出センサ２９や冷却水温度検出センサ３１や吸気温度検出センサ３２を用いることなく、冷却水の温度と、冷媒の温度や圧力とに応じて、制御弁１９の開度を調整するようになっている。
【００４４】
図６（ａ）に示す冷却装置１について詳しく説明すると、図６（ａ）に示す冷却装置１は、制御部３７を備えている。さらに説明すると、制御部３７は、図６（ｂ）で示すように、ダイヤフラム（弾性薄膜）３３と筐体３５とを備えて構成されている。ダイヤフラム３３は、筐体３５の内部に設けられており、筐体３５内の空間を２つの空間３９、４１に仕切っている。
【００４５】
空間３９は、図６（ａ）で示す管路４３によって、冷却水流路２１の第３の部位２１Ｃに接続されている。空間４１は、図６（ａ）で示す管路４５によって冷媒流路２３に接続されている。そして、空間３９には、吸気熱交換器５に入る冷却水が供給され、空間４１には、図示しないコンプレッサで圧縮された冷媒（空調熱交換器９に入る直前の冷媒）が供給されるようになっている。
【００４６】
ダイヤフラム３３からは連結体４７が延出しており、連結体４７の先端には、制御弁１９を構成する弁体４９が設けられている。また、冷却水流路２１の途中には、制御弁１９を構成する弁座５１が設けられている。
【００４７】
そして、空間３９内の冷却水の温度や圧力と、空間４１内の冷媒の温度や圧力とに応じて、ダイヤフラム３３が弾性変形し、この弾性変形により、弁体４９が図６（ｂ）の左右方向に移動し、制御弁１９が開閉し、空調熱交換器９への冷却水の流量が制御されるようになっている。
【００４８】
たとえば、図６（ｂ）に実線で示す状態では、ダイヤフラム３３が平板状になっており、弁体４９が弁座５１に接触しているので、制御弁１９は閉状態になっているが、図６（ｂ）に実線で示す状態から、空間４１内の冷媒の圧力が上昇すると、図６（ｂ）に破線で示すようにダイヤフラム３３が弾性変形し、弁体４９が図６（ｂ）の左方向に移動して弁座５１から離れ、制御弁１９が開くようになっている。そして、空調熱交換器９に冷却水が流れるようになっている。
【００４９】
ところで、図６で示した冷却装置１は、冷却水の温度、および、冷媒の温度や圧力に応じて、制御弁１９の開度を調整するようになっているが、冷却水の温度、または、冷媒の温度や圧力に応じて、制御弁１９の開度を調整するようにしてもよい。
【００５０】
たとえば、図４（ａ）で示すように、冷媒の温度や圧力に応じて、制御弁１９の開度を調整するようになっていてもよい。この場合、図６（ｂ）で示す空間３９はたとえば大気解放されている。
【００５１】
また、図３で示すように、制御弁１９の位置を変更してもよい。図３に示す冷却装置１では、空調熱交換器９の冷却水入口９Ａのところに制御弁１９を配置し、空調熱交換器９に入る冷却水の流量を調整するようになっている。
【００５２】
また、図５で示すように、図３の場合と同様に制御弁１９の位置を変更し、さらに、制御弁１９の開度を、図４で示した場合と同様に、制御部３７を用いて調整してもよい。
【００５３】
なお、上述した冷却装置１は、液媒体を用いて原動機への吸気を冷却する吸気熱交換器と、空調装置の冷媒を液媒体を用いて冷却する空調熱交換器とを有する冷却装置において、前記空調熱交換器への液媒体の流量を制御するように構成されている冷却装置の例である。
【００５４】
また、吸気３として、ターボチャージャもしくはスーパーチャージャで圧縮された空気が例として掲げられるが、吸気３が、ＥＧＲ（排気再循環）によって原動機に供給される給気であってもよいし、ＥＧＲによって原動機に供給される給気を含んでいる空気であってもよいし、その他の気体であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  冷却装置
３  吸気
５  吸気熱交換器（ＣＡＣ）
７  空調装置
９  空調熱交換器（水冷コンデンサ）
１１、３７  制御部
１９  制御弁
【図１】
2018135781.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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