(57)【要約】【課題】配管において、保温又は放熱を切り替え可能とする。【解決手段】熱制御装置４は、流体を通す車両の配管４１と、配管４１の外側に設けられている断熱部４２と、断熱部４２の形状を変化させる制御部４３と、流体の温度を計測する温度計測部４４と、を有し、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度に基づいて断熱部４２の形状を変化させる。また、断熱部４２の少なくとも一部の位置を変化させるための力を発生する駆動部４５をさらに有し、制御部４３は、駆動部４５を制御することにより、断熱部４２の形状を変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を通す車両の配管と、
前記配管の外側に設けられている断熱部と、
前記断熱部の形状を変化させる制御部と、
前記流体の温度を計測する温度計測部と、
を有し、
前記制御部は、前記温度計測部により計測される温度に基づいて前記断熱部の形状を変化させることを特徴とする熱制御装置。
【請求項２】
前記断熱部の少なくとも一部の位置を変化させるための力を発生する駆動部をさらに有し、
前記制御部は、前記駆動部を制御することにより、前記断熱部の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載の熱制御装置。
【請求項３】
前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、
前記制御部は、
前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部を前記配管の外側に接して巻き付けるようにし、
前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部を、前記断熱部と前記配管との間に隙間が生じるようにほどくようにすることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の熱制御装置。
【請求項４】
前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、
前記制御部は、
前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部が前記配管の外側面と第１の接触面積を有して接するようにし、
前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部が前記配管の外側面と前記第１の接触面積よりも小さい第２の接触面積を有して接するようにすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の熱制御装置。
【請求項５】
前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、
前記制御部は、
前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部が前記配管の外側に接して巻き付けられている状態における前記断熱部の外径が第１の外径であり、
前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部が前記配管の外側でほどかれた状態における前記断熱部の外径が前記第１の外径よりも大きい第２の外径であるようにすることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか一項に記載の熱制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の熱制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジンと排熱回収器とを接続する配管が設けられている。特許文献１には、エンジンと排熱回収器との間に冷却水経路が設けられている排熱回収システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、エンジンと排熱回収器とを接続する配管は、断熱と放熱の切り替えができない場合があった。この場合、例えば、配管が断熱のみの場合、排熱回収器で回収した熱がエンジンを暖機した後はエンジンを過剰に加熱してしまい、エンジンを冷却するためにエンジンの冷却水をラジエータで冷却する必要があるという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、配管における断熱と放熱を切り替え可能な熱制御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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、流体を通す車両の配管と、前記配管の外側に設けられている断熱部と、前記断熱部の形状を変化させる制御部と、前記流体の温度を計測する温度計測部と、を有し、前記制御部は、前記温度計測部により計測される温度に基づいて前記断熱部の形状を変化させることを特徴とする熱制御装置を提供する。
【０００７】
また、前記断熱部の少なくとも一部の位置を変化させるための力を発生する駆動部をさらに有し、前記制御部は、前記駆動部を制御することにより、前記断熱部の形状を変化させてもよい。
【０００８】
また、前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、前記制御部は、前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部を前記配管の外側に接して巻き付けるようにし、前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部を、前記断熱部と前記配管との間に隙間が生じるようにほどくようにしてもよい。
【０００９】
また、前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、前記制御部は、前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部が前記配管の外側面と第１の接触面積を有して接するようにし、前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部が前記配管の外側面と前記第１の接触面積よりも小さい第２の接触面積を有して接するようにしてもよい。
【００１０】
前記断熱部は、前記配管の外側に巻き付けられており、前記制御部は、前記温度計測部により計測される温度が所定の温度未満のときは、前記断熱部が前記配管の外側に接して巻き付けられている状態における前記断熱部の外径が第１の外径であり、前記温度計測部により計測される温度が前記所定の温度以上のときは、前記断熱部が前記配管の外側でほどかれた状態における前記断熱部の外径が前記第１の外径よりも大きい第２の外径であるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、配管において、断熱と放熱を切り替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】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る熱制御装置の構成を示す。
【図２】本実施形態に係る熱制御装置が車両に設けられている状態の構成を示す。
【図３】配管に断熱部が巻き付けられている状態を示す。
【図４】配管が断熱部によって断熱されている状態を示す。
【図５】配管が断熱部によって放熱されている状態を示す。
【図６】配管が断熱部によって断熱・放熱される機構の変形例１を示す。
【図７】配管が断熱部によって断熱・放熱される機構の変形例２を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本実施形態＞
［熱制御装置４の概要］
図１は、本実施形態に係る熱制御装置４の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る熱制御装置４が車両に設けられている状態の構成を示す図である。熱制御装置４においては、車両のエンジン１により排出される排気ガスを排熱回収器３に搬送するための配管に、形状が変化する断熱部４２が設けられている。熱制御装置４は、車両内の状態に基づいて断熱部４２の形状を変化することにより、配管を断熱状態にするか放熱状態にするかを切り替えることができる。
【００１４】
図３は、配管４１に断熱部４２が巻き付けられている状態を示す図である。図４は、配管４１が断熱部４２によって断熱されている状態を示す図である。図４（ａ）は、配管４１に断熱部４２が巻き付けられている状態における一部拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘ線断面図に制御部４３、温度計測部４４、及び駆動部４５を付加した図である。
【００１５】
図５は、配管４１が断熱部４２によって放熱されている状態を示す図である。図５（ａ）は、配管４１に巻き付けられている断熱部４２がほどかれている状態における一部拡大図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ−Ｘ線断面図に制御部４３、温度計測部４４、及び駆動部４５を付加した図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、車両は、エンジン１、排気管２、排熱回収器３、熱制御装置４、ラジエータ５、配管６、フレーム７、及びタイヤ８を有する。エンジン１は、例えばディーゼルエンジンである。排気管２は、エンジン１から排出される排気ガスを通す管である。
【００１７】
排熱回収器３は、エンジン１により排出される排気ガスの熱を回収する。排熱回収器３は、例えば熱交換器である。排熱回収器３によって回収された排気ガスの熱は、例えばエンジン１を暖機するために用いられる。排熱回収器３は、排気管２の内側を流れる排気ガスの熱を熱制御装置４が有する配管４１の内側を流れる第１流体に与える機能を有する。排熱回収器３で温められた第１流体は、エンジン１に流入し、エンジン１を暖機する。排気管２を通って排熱回収器３に流入した排気ガスは、排熱回収器３の内側で第１流体に熱を与えることで冷却されて車両の外側に排出される。
【００１８】
熱制御装置４は、排熱回収器３で回収される排気ガスの熱を利用してエンジン１を暖機する機能を有する。具体的には、熱制御装置４は、排熱回収器３で得られた熱をエンジン１に与える量を調整できる。熱制御装置４の詳細は後述する。
【００１９】
ラジエータ５は、エンジン１に流入させる冷却水を冷却するための装置である。冷却水は、ラジエータ５とエンジン１との間で配管６を通して循環している。配管６は、流入管６１と流出管６２とを有する。流入管６１は、冷却水をラジエータ５からエンジン１に流す管である。流出管６２は、冷却水をエンジン１からラジエータ５に流す管である。ラジエータ５は、エンジン１を通過する際に加熱された冷却水を冷却する。
【００２０】
ラジエータ５は、例えば、車両の前方から流入した空気（例えば、車両が前方に走行しているときに生じる走行風）と、エンジン１を通過して加熱された冷却水とを熱交換することで、冷却水を冷却する。フレーム７は、車両を構成する部材である。タイヤ８は、車両の前輪及び後輪である。
【００２１】
図２に示すように、フレーム７は、例えば、車両の前後方向に延伸するサイドメンバ７１、及び車両の車幅方向に延伸するクロスメンバ７２等を有する。そして、エンジン１は、車両の前方においてクロスメンバ７２に設置されており、排熱回収器３は、車両の後方においてクロスメンバ７２に設置されている。この場合、配管４１は、車両の前後方向において延伸している。
【００２２】
配管４１の車両の前後方向における前方側の端部は、エンジン１に接続されている。また、配管４１の車両の前後方向における後方側の端部は、排熱回収器３に接続されている。なお、エンジン１、排気管２、排熱回収器３、及び配管４１の車両への配置例として図２を示したが、各構成機器の車両への配置は任意である。
【００２３】
［熱制御装置４の構成］
図１に示すように、熱制御装置４は、配管４１、断熱部４２、制御部４３、温度計測部４４、及び駆動部４５を有する。配管４１は、第１流体を通す。第１流体は、例えば冷却水として利用されているＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）である。配管４１は、流入管４１１と流出管４１２とを有する。流入管４１１は、第１流体を排熱回収器３からエンジン１に流す管である。流出管４１２は、第１流体をエンジン１から排熱回収器３に流す管である。
【００２４】
断熱部４２は、配管４１の外側に設けられている。具体的には、断熱部４２は、流入管４１１の外側、及び流出管４１２の外側に設けられている。断熱部４２は、熱移動を減少させる機能を有し、配管４１の内側を流れる第１流体の熱が配管４１の外側の空気に伝わる量を減少させる。断熱部４２は、例えば、ばね鋼に断熱材がコーティングされている部材である。断熱部４２は、例えば板ばね等のばね鋼であるので、弾性を有する。
【００２５】
制御部４３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。制御部４３は、断熱部４２の形状を変化させる機能を有する。具体的には、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度に基づいて断熱部４２の形状を変化させる。より具体的には、制御部４３は、駆動部４５を制御することにより、断熱部４２の形状を変化させる。
【００２６】
温度計測部４４は、配管４１の内側を流れる第１流体の温度を計測する機能を有する。なお、温度計測部４４は、エンジン１の温度を計測する機能を有していてもよい。駆動部４５は、断熱部４２の少なくとも一部の位置を変化させるための力を発生する機能を有する。駆動部４５は、例えばソレノイドである。
【００２７】
図３に示すように、配管４１の外側には、断熱部４２が巻き付けられている。断熱部４２は、弾性力を有するので、断熱部４２に外力が加えられていない状態では、断熱部４２は、配管４１の外側面に密着するようにして巻き付いている。断熱部４２の長手方向における一端は、配管４１の外側面の長手方向における一方の端部に固定されている。そして、断熱部４２の長手方向における配管４１と固定されている側と反対側の端部は、駆動部４５に接続されている。
【００２８】
図４に示すように、断熱部４２は、弾性力を有するので、断熱部４２に外力が加えられていない状態では、断熱部４２は、配管４１の外側面に密着するようにして巻き付いている。配管４１の外側面は、断熱部４２で覆われている。この場合、配管４１と断熱部４２との接触面積は第１の接触面積（Ａ１）である。また、この場合、断熱部４２が配管４１の外側に巻き付けられている状態における断熱部４２の外径は第１の外径（Ｒ１）である。よって、配管４１の外側面は断熱部４２で覆われており、配管４１の外側の空気は、配管４１と接することが妨げられるので、配管４１の内側を流れる第１流体は、冷却されづらい。
【００２９】
一方で、図５に示すように、断熱部４２は弾性力を有するので、断熱部４２に外力が加えられた状態では、断熱部４２は、配管４１の外側面から離れるような形状に変化する。具体的には、断熱部４２の駆動部４５と接続されている側の端部が、駆動部４５によって配管４１の外側面から離れる向きに移動されることによって、断熱部４２の形状が変化する。
【００３０】
駆動部４５は、例えば、断熱部４２の駆動部４５と接続されている側の端部を、配管４１の径方向に押すことで断熱部４２の内径を広げる。または、駆動部４５は、例えば、断熱部４２の駆動部４５と接続されている側の端部を、配管４１の径方向に押すことで断熱部４２の内径を広げ、かつ配管４１の円周方向にねじる。そして、断熱部４２は、断熱部４２が配管４１の外側面から離れることで、断熱部４２は、断熱部４２と配管４１との間に隙間が生じるようにほどかれる。
【００３１】
この場合、配管４１と断熱部４２との接触面積は、第１の接触面積（Ａ１）よりも小さい第２の接触面積（Ａ２）である。第２の接触面積（Ａ２）は、ゼロでもよい。また、この場合、断熱部４２が配管４１の外側でほどかれた状態における断熱部４２の外径は第１の外径（Ｒ１）よりも大きい第２の外径（Ｒ２）である。この結果、配管４１の外側面は、断熱部４２に覆われていない面積が増加し、配管４１の外側の空気が配管４１と接することが可能となるので、配管４１の内側を流れる第１流体は、配管４１の外側の空気によって冷却される。
【００３２】
このようにして、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度未満のときは、断熱部４２を配管４１の外側に接して巻き付けるようにし、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度以上のときは、断熱部４２を、断熱部４２と配管４１との間に隙間が生じるようにほどくようにする。
【００３３】
また、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度未満のときは、断熱部４２が配管４１の外側面と第１の接触面積（Ａ１）を有して接するようにし、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度以上のときは、断熱部４２が配管４１の外側面と第１の接触面積（Ａ１）よりも小さい第２の接触面積（Ａ２）を有して接するようにする。
【００３４】
また、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度未満のときは、断熱部４２が配管４１の外側に接して巻き付けられている状態における断熱部４２の外径が第１の外径（Ｒ１）であり、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度以上のときは、断熱部４２が配管４１の外側でほどかれた状態における断熱部４２の外径が第１の外径（Ｒ１）よりも大きい第２の外径（Ｒ２）であるようにする。
【００３５】
熱制御装置４は、配管４１の内側を流れる第１流体が、排熱回収器３で加熱されてエンジン１に流入することで、エンジン１を暖機するが、このとき、例えば配管４１が断熱された配管である場合、エンジン１は過剰に加熱され得る。この場合、過剰に加熱されたエンジン１は、例えばラジエータ５を使用することによって冷却させる必要が生じてしまう。
【００３６】
しかし、本実施形態に係る熱制御装置４は、温度計測部４４により計測される温度に基づいて断熱部４２の形状を変化させる制御部４３を有するので、エンジン１の暖機に利用される熱量を調整することができる。この結果、熱制御装置４は、エンジン１が冷却された状態からエンジン１を暖機し、エンジン１が過剰に加熱されないようにすることができる。
【００３７】
［変形例１］
図６は、配管４１が断熱部４８によって断熱・放熱される機構の変形例１を示す図である。図６（ａ）は、配管４１が断熱部４８によって断熱されている状態を示す図である。図６（ｂ）は、配管４１が断熱部４８によって放熱されている状態を示す図である。
【００３８】
配管４１の外側面には、ばね４６とばね４７とが設けられている。ばね４６とばね４７とは、例えば断面が円形状の金属部材を螺旋形状に加工することにより形成されている。具体的には、ばね４６は、配管４１の外側面に接するか、配管４１の外側面から少し浮くようにして螺旋状に設けられている。また、ばね４７は、配管４１の長手方向において、ばね４６と隣接して、配管４１の外側面に接するようにして螺旋状に設けられている。ばね４７は、配管４１の外側面に固定されている。
【００３９】
そして、ばね４６とばね４７との間に断熱部４８が設けられている。断熱部４８の一端がばね４６に接続されており、断熱部４８のばね４６と接続されている側と反対側の端部がばね４７に接続されている。断熱部４８は、配管４１の外側面を覆うようにして、螺旋状に巻き付けられている。
【００４０】
配管４１が断熱される際には、図６（ａ）に示すように、ばね４６は、ばね４６の弾性力によって、ばね４６の断熱部４８が設けられている側と反対側の端部がばね４７と接した状態である。この結果、ばね４６とばね４７との間に設けられている断熱部４８は、配管４１の外側面を覆った状態である。
【００４１】
放熱時は、図６（ｂ）に示すように、ばね４６を、ばね４６の弾性力に抗して、ばね４６と断熱部４８を介して接続されているばね４７の向きに移動させることで、ばね４６と、ばね４６の断熱部４８が接続されている側とは反対側の端部が、ばね４７と離れるようにする。この結果、配管４１の外側面における断熱部４８によって覆われている領域が小さくなり、配管４１の外側面が露出する。ばね４６をばね４６と断熱部４８を介して接続されているばね４７の向きに移動させるためには、上記の実施形態で示すように、例えば、ソレノイドが用いられる。
【００４２】
このようにして、配管４１は、ばね４６を配管４１の長手方向において移動させることで、ばね４６とばね４７との間に設けられている断熱部４８が伸縮されるので、断熱・放熱される状態が切り替えられる。
【００４３】
［変形例２］
図７は、配管４１が断熱部４８によって断熱・放熱される機構の変形例２を示す図である。図７（ａ）は、配管４１が断熱部４８によって断熱されている状態を示す図である。図７（ｂ）は、配管４１が断熱部４８によって放熱されている状態を示す図である。
【００４４】
配管４１の外側面には、ばね４６とばね４７とが設けられている。ばね４６とばね４７とは、例えば断面が円形状の金属部材を螺旋形状に加工することにより形成されている。具体的には、ばね４７は、配管４１の外側面に接するようにして螺旋状に設けられている。ばね４７は、配管４１の外側面に固定されている。また、ばね４６は、配管４１の長手方向において、ばね４７とばね４６とを接続する断熱部４８の外側面に接するようにして、螺旋状に設けられている。断熱部４８は、配管４１の外側面を覆うようにして、螺旋状に巻き付けられている。
【００４５】
配管４１が断熱される際には、図７（ａ）に示すように、ばね４６は、配管４１の外側に巻き付けられている断熱部４８の外側面に接して、ばね４６の弾性力で巻き付いている。この結果、配管４１が断熱される際には、図７（ａ）に示すように、ばね４６とばね４７との間に設けられている断熱部４８が、配管４１の外側面を覆った状態である。
【００４６】
放熱時は、図７（ｂ）に示すように、ばね４６をばね４６の弾性力に抗して、配管４１の外側に向かって移動させることで、断熱部４８がばね４７を支点として配管４１の外側面から離れるようにする。この結果、配管４１の外側面における断熱部４８によって覆われている領域が減少し、配管４１の外側面が露出する。ばね４６を図７（ｂ）で示すように、配管４１の外側に向かって移動させるためには、上記の実施形態で示すように、例えば、ソレノイドが用いられる。
【００４７】
このようにして、配管４１は、ばね４６をほどくようにして、配管４１の径方向において移動させることで、ばね４６とばね４７との間に設けられている断熱部４８が移動されるので、断熱・放熱される状態が切り替えられる。
【００４８】
［本実施形態に係る熱制御装置４による効果］
本実施形態に係る熱制御装置４は、流体を通す車両の配管４１と、配管４１の外側に設けられている断熱部４２と、断熱部４２の形状を変化させる制御部４３と、流体の温度を計測する温度計測部４４と、を有する。そして、制御部４３は、温度計測部４４により計測される温度に基づいて断熱部４２の形状を変化させる。
【００４９】
本実施形態に係る熱制御装置４は、このように配管４１の内側を流れる流体の温度に基づいて断熱部４２の形状を変化させる。よって、熱制御装置４は、断熱部４２の形状を変化させることで、配管４１の内側を流れる流体の冷却度合いを調整することができる。この結果、熱制御装置４は、排熱回収器３で得られる熱を利用してエンジン１を暖機する際における熱量を調整することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態においては、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度未満のときは、断熱部４２が断熱部４２の弾性力によって巻き付けられた状態になっており、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度以上のときは、制御部４３が駆動部４５で断熱部４２を、断熱部４２と配管４１との間に隙間が生じるようにほどくように制御するが、これに限定されない。
【００５１】
例えば、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度以上のときは、断熱部４２は断熱部４２の弾性力によって断熱部４２と配管４１との間に隙間が生じるような状態となっており、温度計測部４４により計測される温度が所定の温度未満のときは、制御部４３は、駆動部４５によって断熱部４２が配管４１の外側に接して巻き付けられるようにしてもよい。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・エンジン
２・・・排気管
３・・・排熱回収器
４・・・熱制御装置
４１・・・配管
４１１・・・流入管
４１２・・・流出管
４２・・・断熱部
４３・・・制御部
４４・・・温度計測部
４５・・・駆動部
４６・・・ばね
４７・・・ばね
４８・・・断熱部
５・・・ラジエータ
６・・・配管
６１・・・流入管
６２・・・流出管
７・・・フレーム
７１・・・サイドメンバ
７２・・・クロスメンバ
８・・・タイヤ
【図１】
2018184905.tif 000003
【図２】
2018184905.tif 000004
【図３】
2018184905.tif 000005
【図４】
2018184905.tif 000006
【図５】
2018184905.tif 000007
【図６】
2018184905.tif 000008
【図７】
2018184905.tif 000009