CN112572092B - 冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能抑制变换器过度升温的冷却系统,其搭载于具备电动机(112)、变换器和电池(120)的车辆,具备:共用流路(3a);第一流路(3b),与共用流路连接并具有第一泵(31)和与变换器进行热交换的第一热交换器(36);及第二流路(3c),与第一流路并列连接于共用流路并具有第二泵(32)和与电池进行热交换的第二热交换器(35)。第一流路及第二流路构成为能在流过这些流路的热介质均在共用流路流通的第一状态与流过这些流路的热流体中的一方不在共用流路流通的第二状态之间切换流通状态。控制装置在第一状态与第二状态之间进行切换流通状态时,以使流过第一流路的热介质的流量暂时比其目标流量多的方式控制第一泵和第二泵的输出。

Description

冷却系统
技术领域
本公开涉及冷却系统。
背景技术
以往,已知有对与驱动车辆的电动机连接的变换器和电池进行冷却的冷却系统(例如,专利文献1)。特别地,专利文献1所记载的冷却系统具备:第一流路,与散热器连接且具有变换器用的热交换器和第一泵;以及第二流路,与该第一流路并列地连接于相同的散热器且具有电池用的热交换器和第二泵。
另外,专利文献1所记载的冷却系统构成为,能够将第一流路在与散热器连通的状态和不与散热器连通的状态之间进行切换。同样地,构成为能够将第二流路在与散热器连通的状态和不与散热器连通的状态之间进行切换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-034587号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,变换器有时会根据电动机的负荷而急剧发热,其温度随之急剧上升。为了即使如上述这样变换器急剧发热也不使变换器过度地升温,需要在变换器用的热交换器中始终流过一定流量以上的热介质。
另一方面,在如专利文献1所记载的冷却系统那样,第一流路和第二流路这两个流路相对于共用流路并联连接的情况下,经过第一流路而流动的热介质的流量根据第一流路及第二流路与共用流路之间的连通状态而变化。因此,在切换第一流路及第二流路与共用流路的连通状态时,在第一流路流动的热介质的流量有时会过度地减少。其结果,在这种情况下,如果变换器急剧发热,则变换器的温度有可能过度上升。
鉴于上述课题,本公开的目的在于提供一种能够抑制变换器的过度升温的冷却系统。
用于解决课题的技术方案
本公开的要点如下。
(1)一种冷却系统,搭载于车辆,所述车辆具备:驱动车辆的电动机;控制该电动机的变换器;及向所述电动机供给电力的电池,所述冷却系统具备:共用流路;第一流路,与所述共用流路连接,并且具有第一泵以及与所述变换器进行热交换的第一热交换器,在所述第一泵工作时,热介质经过所述第一热交换器而循环;第二流路,与所述第一流路并列地连接于所述共用流路,并且具有第二泵以及与所述电池进行热交换的第二热交换器,在所述第二泵工作时,所述热介质经过所述第二热交换器而循环;及控制装置,控制所述第一泵和所述第二泵的工作,所述第一流路及所述第二流路构成为,能够在第一状态与第二状态之间切换流通状态,所述第一状态为在所述第一流路及所述第二流路流动的热介质均在所述共用流路流通的状态,所述第二状态为在所述第一流路及所述第二流路流动的热流体中的至少任一方不在所述共用流路流通的状态,所述控制装置在所述第一状态与所述第二状态之间切换流通状态时,以使在所述第一流路流动的热介质的流量暂时比其目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出。
(2)根据上述(1)所述的冷却系统,其中,所述控制装置在将流通状态从所述第一状态向所述第二状态切换时,以使流通状态切换后的在第一流路流动的热介质的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出,并且在将流通状态从所述第二状态向所述第一状态切换时,以使流通状态切换前的在第一流路流动的热介质的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出。
(3)根据上述(1)或(2)所述的冷却系统,其中,所述控制装置在将流通状态从所述第二状态向所述第一状态切换时,在使所述第一泵的输出上升之后切换所述流通状态。
(4)根据上述(1)至(3)中任一个所述的冷却系统,其中,所述控制装置在将流通状态从所述第一状态向所述第二状态切换时,在切换所述流通状态后使所述第一泵的输出下降。
(5)根据上述(1)至(4)中任一个所述的冷却系统,其中,在所述共用流路设置有与外部空气进行热交换的散热器。
(6)根据上述(5)所述的冷却系统,其中,所述冷却系统还具备:第一旁通流路,以旁通所述共用流路的方式与所述第一流路连接;及第一切换阀,能够在所述共用流路与所述第一旁通流路之间切换供在所述第一热交换器流通的热流体流动的流路。
(7)根据上述(6)所述的冷却系统,其中,所述控制装置在通过所述第一切换阀在所述共用流路与所述第一旁通流路之间切换供在所述第一热交换器流通的热流体流动的流路时,以使在所述第一流路流动的热介质的流量暂时比其目标流量多控制所述第一泵的输出。
(8)根据上述(7)所述的冷却系统,其中,所述控制装置在通过所述第一切换阀切换流路之际使所述第一泵的输出上升时,在使所述第一泵的输出上升之后通过所述第一切换阀切换流路。
(9)根据上述(7)所述的冷却系统,其中,所述控制装置在通过所述第一切换阀切换流路之际使所述第一泵的输出下降时,在通过所述第一切换阀切换流路后使所述第一泵的输出下降。
(10)根据上述(6)至(9)中任一项所述的冷却系统,其中,所述控制装置基于所述变换器的元件温度来进行所述第一切换阀的切换。
(11)根据上述(5)至(10)中任一项所述的冷却系统,其中,所述冷却系统具备:第二旁通流路,以旁通所述共用流路的方式与所述第二流路连接;及第二切换阀,能够在所述共用流路与所述第二旁通流路之间切换供在所述第二热交换器流通的热流体流动的流路。
(12)根据上述(11)所述的冷却系统,其中,所述控制装置基于所述电池的元件温度来进行所述第二切换阀的切换。
发明效果
根据本公开,提供一种能够抑制变换器的过度升温的冷却系统。
附图说明
图1是概略地表示搭载一个实施方式所涉及的车载调温装置的车辆的结构的图。
图2是概略地表示搭载有一个实施方式所涉及的冷却系统的车载调温装置的结构图。
图3是概略地表示搭载有车载调温装置的车辆的空气调节用的空气通路的结构图。
图4是概略地表示搭载有车载调温装置的车辆的图。
图5表示既不要求车厢的制冷也不要求车厢的制暖的情况下的车载调温装置的工作状态的例子(停止模式)。
图6表示既不要求车厢的制冷也不要求车厢的制暖的情况下的车载调温装置的工作状态的例子(停止模式)。
图7表示要求了车厢的制冷的情况下的车载调温装置的工作状态的例子(制冷模式)。
图8表示要求了车厢的制暖的情况下的车载调温装置的工作状态的例子(制暖模式)。
图9表示低温回路中的冷却水的一个流通状态的例子(流通状态A)。
图10表示低温回路中的冷却水的另一个流通状态的例子(流通状态B)。
图11表示低温回路中的冷却水的又一个流通状态的例子(流通状态C)。
图12表示低温回路中的冷却水的又一个流通状态的例子(流通状态D)。
图13是表示第一三通阀和第二三通阀的切换位置的设定方法的图。
图14是表示PCU流路及电池流路中的冷却水的目标流量的设定方法的图。
图15是表示设置于PCU流路的第一泵的目标输出的设定方法的图。
图16是表示设置于电池流路的第二泵的目标输出的设定方法的图。
图17是将冷却水的流通状态从流通状态B向流通状态A进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图18是将冷却水的流通状态从流通状态A向流通状态B进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图19是将冷却水的流通状态从流通状态C向流通状态A进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图20是将冷却水的流通状态从流通状态A向流通状态C进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图21是将冷却水的流通状态从流通状态D向流通状态A进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图22是将冷却水的流通状态从流通状态A向流通状态D进行切换的情况下的第一泵的输出等时序图。
图23是将冷却水的流通状态从流通状态C向流通状态B进行切换的情况下的第一泵的输出等时的时序图。
图24是将冷却水的流通状态从流通状态B向流通状态C进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图25是将冷却水的流通状态从流通状态D向流通状态B进行切换的情况下的第一泵的输出等的时序图。
图26是将冷却水的流通状态从流通状态B向流通状态D进行切换的情况下的第一泵的输出等时序图。
图27是将冷却水的流通状态从流通状态D向流通状态C进行切换的情况下的第一泵的输出等时序图。
图28是将冷却水的流通状态从流通状态C向流通状态D进行切换的情况下的第一泵的输出等时的时序图。
图29是表示控制第一三通阀和第二三通阀的切换位置以及第一泵和第二泵的输出的控制例程的流程图的一部分。
图30是表示控制第一三通阀和第二三通阀的切换位置以及第一泵和第二泵的输出的控制例程的流程图的一部分。
图31是表示PCU流路中的冷却水的目标流量的设定方法的图。
图32是表示电池流路中的冷却水的目标流量的设定方法的图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行详细说明。另外,在以下的说明中,对同样的构成元件赋予相同的参照编号。
<车辆的结构>
图1是概略地表示搭载一个实施方式所涉及的车载调温装置1的车辆100的结构的图。如图1所示,车辆100具备内燃机110、电动发电机(MG)112、动力分配机构116。另外,车辆100具备与MG112电连接的电力控制单元(PCU)118以及与PCU118电连接的电池120。另外,在本实施方式中,车辆100是具备MG112和内燃机110作为驱动源的混合动力车辆,但也可以是仅具备MG112作为驱动源的电动车辆。
内燃机110是使燃料在内燃机的内部燃烧而将燃烧气体的热能转换为机械能的原动机。内燃机110与动力分配机构116连接,内燃机110的输出用于驱动车辆100或者在MG112中进行发电。
MG112作为电动机和发电机发挥作用。MG112与动力分配机构116连接,用于驱动车辆100,或者在制动车辆100时进行再生。另外,在本实施方式中,作为驱动车辆100的电动机,使用了具有发电功能的MG112,但也可以使用不具有发电功能的电动机。
PCU118连接在电池120与MG112之间,控制向MG112供给的电力。PCU118具有驱动电动机的变换器、控制电压的升压转换器、对高电压进行降压的DCDC转换器等发热部件。电池120与PCU118和MG112连接,向MG112供给用于驱动车辆100的电力。
<车载调温装置的结构>
参照图2~图4,对搭载有一个实施方式所涉及的冷却系统的车载调温装置1的结构进行说明。图2是概略地表示车载调温装置1的结构图。车载调温装置1具备制冷回路2、低温回路3、高温回路4及控制装置5。
首先,对制冷回路2进行说明。制冷回路2具备压缩机21、冷凝器22的制冷剂配管22a、接收器23、第一膨胀阀24、第二膨胀阀25、蒸发器26、冷却器27的制冷剂配管27a、第一电磁调节阀28以及第二电磁调节阀29。制冷回路2构成为,当压缩机21被驱动时使制冷剂经过这些结构部件而循环,由此实现制冷循环。制冷剂例如使用氢氟烃(例如HFC-134a)等通常在制冷循环中作为制冷剂而使用的任意物质。
制冷回路2被分成制冷基本流路2a、蒸发器流路2b、冷却器流路2c。蒸发器流路2b和冷却器流路2c相互并列地设置,并分别与制冷基本流路2a连接。
在制冷基本流路2a,在制冷剂的循环方向上,依次设置压缩机21、冷凝器22的制冷剂配管22a以及接收器23。在蒸发器流路2b,在制冷剂的循环方向上,依次设置第一电磁调节阀28、第一膨胀阀24以及蒸发器26。另外,在冷却器流路2c依次设置第二电磁调节阀29、第二膨胀阀25以及冷却器27的制冷剂配管27a。
压缩机21作为压缩制冷剂而使其升温的压缩机发挥作用。在本实施方式中,压缩机21是电动式的,并构成为通过调节向压缩机21供给的电力或占空比,从而使其排出容量无级地变化。在压缩机21中,低温/低压且主要为气态的制冷剂被以绝热的方式压缩,由此变化为高温/高压且主要为气态的制冷剂。
冷凝器22具备制冷剂配管22a和冷却水配管22b。冷凝器22作为通过从制冷剂向高温回路4的冷却水散热而使制冷剂冷凝的热交换器发挥作用。另外,冷凝器22的制冷剂配管22a作为在制冷循环中使制冷剂冷凝的冷凝器发挥作用。在冷凝器22的制冷剂配管22a中,从压缩机21流出的高温/高压且主要为气态的制冷剂被等压地冷却,由此变化为高温/高压的主要为液态的制冷剂。
接收器23贮存被冷凝器22的制冷剂配管22a冷凝的制冷剂。第一膨胀阀24及第二膨胀阀25作为使制冷剂膨胀的膨胀器发挥作用。这些膨胀阀24、25例如具有细径的通路,并且通过从该细径的通路以雾状喷出制冷剂而使制冷剂的压力急剧下降。在这些膨胀阀24、25中,从接收器23流出的高温/高压的液态的制冷剂被减压而部分地气化,从而变化为低温/低压的雾状的制冷剂。
蒸发器26作为通过从周围的空气向制冷剂吸热而使制冷剂蒸发的热交换器发挥作用。具体而言,蒸发器26从蒸发器26周围的空气向制冷剂吸热,使制冷剂蒸发。因此,在蒸发器26中,从第一膨胀阀24流出的低温/低压的雾状的制冷剂通过蒸发而变化为低温/低压的气态的制冷剂。其结果,蒸发器26周围的空气被冷却,能够进行车厢内的制冷。
冷却器27具备制冷剂配管27a和冷却水配管27b。冷却器27作为第三热交换器发挥作用,该第三热交换器通过从后述的低温回路3的冷却水向制冷剂吸热而使制冷剂蒸发,由此对冷却水进行冷却。另外,冷却器27的制冷剂配管27a作为使制冷剂蒸发的蒸发器发挥作用。在冷却器27的制冷剂配管27a中,从第二膨胀阀25流出的低温/低压的雾状的制冷剂通过蒸发而变化为低温/低压的气态的制冷剂。其结果,低温回路3的冷却水被冷却。
第一电磁调节阀28和第二电磁调节阀29用于变更制冷回路2内的制冷剂的流通方式。第一电磁调节阀28的开度越大,流入到蒸发器流路2b的制冷剂越多,因此流入到蒸发器26的制冷剂变多。另外,第二电磁调节阀29的开度越大,流入到冷却器流路2c的制冷剂越多,因此流入到冷却器27的制冷剂变多。另外,只要能够调节从制冷基本流路2a向蒸发器流路2b及冷却器流路2c流入的流量,则作为流通方式控制装置,可以设置任意的阀来代替这些电磁调节阀28、29。
接着,对低温回路3进行说明。低温回路3作为对电池120、PCU118、MG112等发热设备进行冷却的冷却系统发挥作用。低温回路3具备第一泵31、第二泵32、冷却器27的冷却水配管27b及低温散热器33。此外,低温回路3具备电池热交换器35、PCU热交换器36以及MG热交换器37。另外,低温回路3具备第一三通阀38和第二三通阀39。在低温回路3中,冷却水经过这些结构部件而循环。另外,冷却水是第一热介质的一例,在低温回路3内,也可以使用任意其他的热介质来代替冷却水。
低温回路3被分为低温散热器流路3a、PCU流路3b、电池流路3c、PCU旁通流路3d、电池旁通流路3e。PCU流路3b和电池流路3c相互并列地连接于低温散热器流路3a。因此,低温散热器流路3a作为共用流路而发挥作用,PCU流路3b和电池流路3c相互并列地连接于共用流路。另外,在低温散热器流路3a设置低温散热器33。
在PCU流路3b,在冷却水的循环方向上,依次设置第一泵31、PCU热交换器36以及MG热交换器37。因此,PCU流路3b作为具有第一泵31以及PCU热交换器36的第一流路而发挥作用。
在电池流路3c,在冷却水的循环方向上,依次设置第二泵32、冷却器27的冷却水配管27b以及电池热交换器35。因此,电池流路3c作为具有第二泵32以及电池热交换器35的第二流路而发挥作用。另外,在PCU流路3b和电池流路3c也可以设置与PCU118、MG112以及电池120以外的发热设备进行热交换的热交换器。
PCU旁通流路3d以旁通低温散热器流路3a的方式与PCU流路3b连接。具体而言,PCU旁通流路3d的一个端部在第一泵31和低温散热器33之间与PCU流路3b连接,另一个端部在MG热交换器37和低温散热器33之间与PCU流路3b连接。在PCU旁通流路3d与PCU流路3b之间设置第一三通阀38。
电池旁通流路3e以旁通低温散热器流路3a的方式与电池流路3c连接。具体而言,电池旁通流路3e的一个端部在第二泵32和低温散热器33之间与电池流路3c连接,另一个端部在电池热交换器35和低温散热器33之间与电池流路3c连接。在电池旁通流路3e与电池流路3c之间设置第二三通阀39。
第一泵31及第二泵32对在低温回路3内循环的冷却水进行压送。在本实施方式中,第一泵31及第二泵32是电动式的水泵,并构成为通过调节向第一泵31及第二泵32的供给电力或占空比,从而使其排出容量无级地变化。
低温散热器33是在循环于低温回路3内的冷却水与车辆100外部的空气(外部空气)之间进行热交换的热交换器。低温散热器33构成为,在冷却水的温度高于外部空气的温度时进行从冷却水向外部空气的散热,在冷却水的温度低于外部空气的温度时,进行从外部空气向冷却水的吸热。
电池热交换器35作为发热设备用的第二热交换器发挥功能,该第二热交换器在作为发热设备的车辆100的电池120与冷却水之间进行热交换。具体而言,电池热交换器35例如具备设置在电池120的周围的配管,并构成为在流过该配管的冷却水与电池120之间进行热交换。
另外,PCU热交换器36作为发热设备用的第一热交换器发挥作用,该第一热交换器在作为发热设备的车辆100的PCU118与冷却水之间进行热交换。具体而言,PCU热交换器36具备设置在PCU118的周围的配管,并构成为在流过该配管的冷却水与PCU118之间进行热交换。另外,PCU热交换器36也可以构成为仅与构成PCU118的部件(变换器、升压转换器、DCDC转换器等)中的一部分部件进行热交换。即使在该情况下,PCU热交换器36也构成为至少与变换器进行热交换。
MG热交换器37作为发热设备用的第三热交换器发挥作用,该第三热交换器在作为发热设备的车辆100的MG(或电动机)112与冷却水之间进行热交换。具体而言,MG热交换器37构成为在流过MG112的周围的油与冷却水之间进行热交换。
第一三通阀38作为切换阀而发挥作用,其在低温散热器流路3a与PCU旁通流路3d之间选择性地切换供经过PCU流路3b而流动的冷却水、即在PCU热交换器36中流通的冷却水流动的流路。在第一三通阀38被设定为低温散热器流路3a侧时,如果第一泵31工作,则冷却水经过低温散热器33、PCU热交换器36及MG热交换器37而循环。另一方面,在第一三通阀38被设定为PCU旁通流路3d侧时,如果第一泵31工作,则冷却水不经过低温散热器33而经过PCU热交换器36及MG热交换器37进行循环。
第二三通阀39作为切换阀而发挥作用,其在低温散热器流路3a与电池旁通流路3e之间选择性地切换供经过电池流路3c而流动的冷却水、即在电池热交换器35中流通的冷却水流动的流路。在第二三通阀39被设定为低温散热器流路3a侧时,如果第二泵32工作,则冷却水经过低温散热器33、冷却器27的冷却水配管27b及电池热交换器35而循环。另一方面,在第二三通阀39被设定为电池旁通流路3e侧时,如果第二泵32工作,则冷却水不经过低温散热器33而经过冷却器27的冷却水配管27b及电池热交换器35进行循环。
另外,只要能够在低温散热器流路3a与PCU旁通流路3d之间选择性地切换流路或者在它们之间调节冷却水流动的流量,则也可以使用调节阀或开闭阀等其他调节装置来代替第一三通阀38。同样地,只要能够在低温散热器流路3a和电池旁通流路3e之间选择性地切换流路或者在它们之间调节冷却水流动的流量,则也可以使用调节阀或开闭阀等其他调节装置来代替第二三通阀39。
接着,对高温回路4进行说明。高温回路4具备第三泵41、冷凝器22的冷却水配管22b、高温散热器42、第三三通阀43以及加热器芯44。在高温回路4中,冷却水也经过这些结构部件而循环。另外,该冷却水是第二热介质的一例,在高温回路4内,也可以使用任意其他的热介质来代替冷却水。
另外,高温回路4被分成高温基本流路4a、高温散热器流路4b、加热器流路4c。高温散热器流路4b和加热器流路4c相对于高温基本流路4a并列地连接于高温基本流路4a。
在高温基本流路4a,在冷却水的循环方向上,依次设置第三泵41、冷凝器22的冷却水配管22b。在高温散热器流路4b设置高温散热器42,在加热器流路4c设置加热器芯44。在高温基本流路4a与高温散热器流路4b以及加热器流路4c之间设置第三三通阀43。
第三泵41对在高温回路4内循环的冷却水进行压送。在本实施方式中,第三泵41是与第一泵31及第二泵32相同的电动式的水泵。另外,高温散热器42与低温散热器33同样,是在循环于高温回路4内的冷却水与外部空气之间进行热交换的热交换器。
第三三通阀43作为对从冷凝器22的冷却水配管22b流出的冷却水的流通方式进行控制的流通方式控制装置发挥作用,并构成为能够在高温散热器流路4b与加热器流路4c之间选择性地变更流通目的地。当第三三通阀43被设定为高温散热器流路4b侧时,从冷凝器22的冷却水配管22b流出的冷却水经过高温散热器流路4b而流动。另一方面,当第三三通阀43被设定为加热器流路4c侧时,从冷凝器22的冷却水配管22b流出的冷却水经过加热器芯44而流动。另外,只要能够适当地调节流入到高温散热器流路4b和加热器流路4c的冷却水的流量,则也可以使用调节阀或开闭阀等其他的流通方式控制装置来代替第三三通阀43。
加热器芯44构成为在循环于高温回路4内的冷却水与加热器芯44周围的空气之间进行热交换,以进行车厢内的制暖。具体而言,加热器芯44构成为从冷却水向加热器芯44周围的空气排热。因此,当高温的冷却水流动于加热器芯44时,冷却水的温度下降,并且加热器芯44周围的空气被加热。
图3是概略地表示搭载有车载调温装置1的车辆100的空气调节用的空气通路6的结构图。在空气通路6中,空气向图中用箭头所示的方向流动。图3所示的空气通路6与车辆100的外部或车厢的空气吸入口连接,外部空气或车厢内的空气根据控制装置5的控制状态而流入到空气通路6。另外,图3所示的空气通路6与向车厢内吹出空气的吹出口连接,并根据控制装置5的控制状态,从空气通路6向其中的任意吹出口供给空气。
如图3所示,在本实施方式的空气调节用的空气通路6,在空气的流动方向上依次设置鼓风机61、蒸发器26、空气混合门62、加热器芯44。
鼓风机61具备鼓风机电动机61a和鼓风机风扇61b。鼓风机61构成为,当鼓风机风扇61b被鼓风机电动机61a驱动时,外部空气或车厢内的空气流入到空气通路6,空气经过空气通路6而流动。
空气混合门62调节经过空气通路6而流动的空气中的、经过加热器芯44而流动的空气的流量。空气混合门62构成为,能够在流过空气通路6的全部空气流过加热器芯44的状态、流过空气通路6的全部空气不流过加热器芯44的状态、以及其之间的状态间进行调节。
在如此构成的空气通路6中,在鼓风机61被驱动时,在制冷剂流动于蒸发器26的情况下,经过空气通路6而流动的空气被冷却。因此,进行车厢内的制冷。另外,在鼓风机61被驱动时,在冷却水流动于加热器芯44且控制空气混合门62以使空气流过加热器芯44的情况下,经过空气通路6内而流动的空气被加热。因此,进行车厢内的制暖。
图4是概略地表示搭载有车载调温装置1的车辆100的图。如图4所示,低温散热器33和高温散热器42配置在车辆100的前格栅的内侧。因此,在车辆100行驶时,行驶风吹到这些散热器33、42。另外,与这些散热器33、42相邻地设置风扇71。风扇71构成为,当被驱动时使风吹到散热器33、42。因此,即使在车辆100未行驶时,通过驱动风扇71,也能够使风吹到散热器33、42。在图4所示的例子中,在低温散热器33的后侧配置有高温散热器42,但也可以在高温散热器42的后侧配置低温散热器33。
参照图2,控制装置5具备电子控制单元(ECU)51。ECU51具备:进行各种运算的处理器;存储程序、各种信息的存储器;以及与各种致动器、各种传感器连接的接口。
另外,控制装置5具备:检测电池120的元件(电池单体)的温度的电池温度传感器52(图1);以及检测流入到电池热交换器35的冷却水的温度的电池水温传感器53。另外,控制装置5具备:检测PCU118的元件温度(例如,变换器等元件的温度)的PCU温度传感器54(图1);以及检测流入到PCU热交换器36的冷却水的温度的PCU水温传感器55。另外,控制装置5具备:室内温度传感器56,检测车辆100的室内的温度;外部空气温度传感器57,检测车辆100的室外的温度;以及操作面板58,由用户操作。ECU51与这些传感器以及操作面板58连接,来自这些传感器以及操作面板58的输出信号输入到ECU51。
另外,ECU51与车载调温装置1的各种致动器连接,并控制这些致动器。具体而言,ECU51与压缩机21、电磁调节阀28、29、泵31、32、41、三通阀38、39、43、鼓风机电动机61a、空气混合门62以及风扇71连接,并对它们进行控制。
另外,图2~图4所示的车载调温装置1的结构是一个例子,车载调温装置也可以具有不同的结构。具体而言,例如,冷却器27也可以构成为不与低温回路3连通,而将热量从制冷剂放出到大气中。另外,低温回路(冷却系统)3也可以不具备冷却器,而构成为独立于制冷回路或高温回路。
<车辆载调温装置的工作>
控制装置5基于电池水温传感器53、PCU水温传感器55、室内温度传感器56、外部空气温度传感器57以及操作面板58的输出信号,来设定车载调温装置1的工作模式。下面,参照图5~图8,对车载调温装置1的代表性的工作模式进行说明。在图5~图8中,流动有制冷剂或冷却水的流路用实线表示,没有流动制冷剂或冷却水的流路用虚线表示。另外,图中的细箭头表示制冷剂或冷却水流动的方向,粗箭头表示热量的移动方向。
图5表示既不要求车厢的制冷也不要求车厢的制暖的情况下的车载调温装置1的工作状态的例子(停止模式)。在停止模式下,不进行车厢的制冷及制暖中的任一个,而进行PCU118或电池120的冷却。
如图5所示,在停止模式下,使压缩机21及第三泵41停止。因此,制冷剂不在制冷回路2内循环,由此,在冷却器27中不进行热交换。另一方面,在停止模式下,也使第一泵31及第二泵32工作。其结果,在停止模式下,在电池热交换器35、PCU热交换器36、MG热交换器37中,电池120、MG112、PCU118的热量移动到冷却水。
图6表示既不要求车厢的制冷也不要求车厢的制暖的情况下的车载调温装置1的工作状态的例子(停止模式)。但是,在图6所示的停止模式中,为了冷却低温回路3的冷却水,而在制冷回路2中使制冷剂循环。
在图6所示的停止模式下,使压缩机21、第一泵31、第二泵32以及第三泵41均工作。另外,在图6所示的停止模式下,第一电磁调节阀28关闭,且第二电磁调节阀29打开,第三三通阀43被设定为高温散热器流路4b侧。
其结果,在图6所示的停止模式下,在冷却器27中低温回路3的冷却水的热量移动到制冷剂,从而冷却水被冷却。另外,在制冷回路2的冷凝器22中制冷剂的热量移动到高温回路4的冷却水,从而高温回路4的冷却水被加热。此后,该高温的冷却水在高温散热器42中与外部空气进行热交换而被冷却,并再次流入到冷凝器22。因此,在图6所示的停止模式中,在冷却器27中从低温回路3的冷却水吸收热量,并且在高温散热器42中放出该热量。
图7表示要求了车厢的制冷的情况下的车载调温装置1的工作状态的例子(制冷模式)。在制冷模式下,由蒸发器冷却作为冷却对象的蒸发器周围的空气。
如图7所示,在制冷模式下,使压缩机21、第一泵31、第二泵32以及第三泵41均工作。另外,在制冷模式下,第一电磁调节阀28打开,第二电磁调节阀29关闭,且第三三通阀43被设定为高温散热器流路4b侧。
其结果,在制冷模式下,在蒸发器26中周围的空气的热量移动到制冷剂,从而周围的空气被冷却。由此,进行车厢内的制冷。另一方面,在冷凝器22中制冷剂的热量移动到高温回路4的冷却水,从而高温回路4的冷却水被加热。此后,该高温的冷却水在高温散热器42中与外部空气进行热交换而被冷却,并再次流入到冷凝器22。因此,在制冷模式下,通过蒸发器26而从周围的空气吸收热量,并且在高温散热器42中放出该热量。另外,在制冷模式下,与图5所示的停止模式同样地,在电池热交换器35、PCU热交换器36、MG热交换器37中,电池120、MG112、PCU118的热量移动到冷却水。
图8表示要求了车厢的制暖的情况下的车载调温装置1的工作状态的例子(制暖模式)。在制暖模式下,由加热器芯44加热作为加热对象的加热器芯44周围的空气。
如图8所示,在制暖模式下,也使压缩机21、第一泵31、第二泵32以及第三泵41均工作。另外,在制暖模式下,第一电磁调节阀28关闭,且第二电磁调节阀29打开,第三三通阀43被设定为加热器流路4c侧。
其结果,在制暖模式下,在冷却器27中低温回路3的冷却水的热量移动到制冷剂,从而冷却水被冷却。低温的冷却水经过低温散热器33而从外部空气吸收热量。另外,低温的冷却水经过电池热交换器35、PCU热交换器36和MG热交换器37而从电池120、MG112和PCU118吸收热量。从外部空气或发热设备吸收了热量的冷却水在冷却器27中向制冷剂散热。
另外,在制暖模式下,在制冷回路2的冷凝器22中制冷剂的热量移动到高温回路4的冷却水,从而高温回路4的冷却水被加热。此后,通过该高温的冷却水在加热器芯44中与周围的空气进行热交换,从而加热芯44周围的空气被加热。因此,在制暖模式下,在低温散热器33中从外部空气吸收热量,且在发热设备用的热交换器中从发热设备吸收热量,并且在加热器芯44中放出该热量。
<低温回路中的流通状态>
接着,参照图9~图12,对低温电路3中的冷却水的流通状态进行说明。图9表示低温回路3中的冷却水的一个流通状态的例子(以下,称为“流通状态A”)。
如图9所示,在流通状态A下,第一三通阀38被设定为低温散热器流路3a侧,第二三通阀39被设定为低温散热器流路3a侧。其结果,由第一泵31压送并经过PCU流路3b而流动的冷却水经过低温散热器流路3a而流动。同样,由第二泵32压送并经过电池流路3c而流动的冷却水也经过低温散热器流路3a而流动。
换言之,在流通状态A下,经过PCU流路3b而流动的冷却水及经过电池流路3c而流动的冷却水这两者都在低温散热器流路3a流通。因此,在PCU118等及电池120发热到必须在低温散热器33中对冷却水进行冷却的程度的情况下,将低温回路3的流通状态设定为流通状态A。
图10表示低温回路3中的冷却水的另一个流通状态的例子(以下,称为“流通状态B”)。如图10所示,在流通状态B下,第一三通阀38被设定为低温散热器流路3a侧,第二三通阀39被设定为电池旁通流路3e侧。其结果,经过PCU流路3b而流动的冷却水经过低温散热器流路3a而流动。另一方面,经过电池流路3c而流动的冷却水不经过低温散热器流路3a而流动,而是经过电池旁通流路3e而流动。
在PCU118等发热量多且电池120的发热量少而不需要利用低温散热器33对经过电池流路3c而流动的冷却水进行冷却的情况下,低温回路3的流通状态被设定为流通状态B。或者,在PCU118等发热量多且电池的发热量极多而需要使用冷却器27对经过电池流路3c而流动的冷却水进行冷却的情况下,低温回路3的流通状态被设定为流通状态B。
图11表示低温回路3中的冷却水的又一个流通状态的例子(以下,称为“流通状态C”)。如图11所示,在流通状态C下,第一三通阀38被设定为PCU旁通流路3d侧,第二三通阀39被设定为低温散热器流路3a侧。其结果,经过PCU流路3b而流动的冷却水不经过低温散热器流路3a而流动,而是经过PCU旁通流路3d而流动。另一方面,经过电池流路3c而流动的冷却水经过低温散热器流路3a而流动。
在PCU118等发热量少而不需要利用低温散热器33对经过PCU流路3b而流动的冷却水进行冷却且电池120的发热量多的情况下,低温回路3的流通状态被设定为流通状态C。
图12表示低温回路3中的冷却水的又一个流通状态的例子(以下,称为“流通状态D”)。如图12所示,在流通状态D下,第一三通阀38被设定为PCU旁通流路3d侧,第二三通阀39被设定为电池旁通流路3e侧。其结果,经过PCU流路3b而流动的冷却水不经过低温散热器流路3a而流动,而是经过PCU旁通流路3d而流动。另一方面,经过电池流路3c而流动的冷却水不经过低温散热器流路3a而流动,而是经过电池旁通流路3e而流动。
另外,在本说明书中,也将流过PCU流路3b及电池流路3c的冷却水均在低温散热器流路3a中流通的状态(即,流通状态A)称为第一状态。另一方面,将流过PCU流路3b及电池流路3c的冷却水中的至少任一方不在低温散热器流路3a中流通的状态(即,流通状态B、C、D)称为第二状态。
<低温回路中的三通阀控制>
接着,参照图13,对低温回路3中的三通阀38、39的控制进行说明。图13的(A)是表示设置于PCU流路3b的第一三通阀38的切换位置的设定方法的图。图13的(B)是表示设置于电池流路3c的第二三通阀39的切换位置的设定方法的图。
在本实施方式中,第一三通阀38的切换位置基于流过PCU流路3b的冷却水的温度来设定。具体而言,如图13的(A)所示,在流过PCU流路3b的冷却水的温度低于规定的温度T1时,第一三通阀38的切换位置被设定为PCU旁通流路3d侧。另一方面,在流过PCU流路3b的冷却水的温度为规定的第一温度T1以上时,第一三通阀38的切换位置被设定为低温散热器流路3a侧。即,在流过PCU流路3b的冷却水的温度高时,为了降低其温度而使冷却水流向低温散热器33。另一方面,当使冷却水流向低温散热器33时,与使冷却水流向PCU旁通流路3d的情况相比,流路阻力变大。因此,为了抑制流路阻力的增大,在流过PCU流路3b的冷却水的温度低时,使冷却水流向PCU旁通流路3d。
另外,在本实施方式中,基于流过PCU流路3b的冷却水的温度来设定第一三通阀38的切换位置,但也可以基于PCU118的元件温度等其他参数来设定第一三通阀38的切换位置。
另外,在本实施方式中,第二三通阀39的切换位置基于流过电池流路3c的冷却水的温度来设定。具体而言,如图13的(B)所示,在流过电池流路3c的冷却水的温度小于规定的第二温度T2时,第二三通阀39的切换位置被设定为电池旁通流路3e侧。另一方面,在流过电池流路3c的冷却水的温度为规定的温度T2以上时,第二三通阀39的切换位置被设定为低温散热器流路3a侧。即,在流过电池流路3c的冷却水的温度高时,为了降低其温度而使冷却水流向低温散热器33。另一方面,当使冷却水流向低温散热器33时,与使冷却水流向电池旁通流路3e的情况相比,流路阻力变大。因此,为了抑制流路阻力的增大,在流过电池流路3e的冷却水的温度低时,使冷却水流向电池旁通流路3e。
另外,在流过电池流路3c的冷却水的温度为比第二温度T2高的第三温度T3以上时,第二三通阀39的切换位置被设定为电池旁通流路3e侧。在流过电池流路3c的冷却水的温度极高的情况下,通过使制冷回路2工作而由冷却器27进行冷却。因此,在这种情况下,不需要通过低温散热器对冷却水进行冷却。因此,在本实施方式中,在冷却水的温度为第三温度T3以上时,第二三通阀39的切换位置被设定为电池旁通流路3e侧。
<低温回路中的泵控制>
接着,参照图14至图16,对低温回路3中的第一泵31及第二泵32的控制进行说明。图14是表示PCU流路3b及电池流路3c中的冷却水的目标流量的设定方法的图。另外,图15是表示设置于PCU流路3b的第一泵31的目标输出的设定方法的图。而且,图16是表示设置于电池流路3c的第二泵32的目标输出的设定方法的图。
在本实施方式中,PCU流路3b中的冷却水的目标流量基于流过PCU流路3b的冷却水的温度以及PCU118的元件温度来设定。具体而言,如图14的(A)所示,目标流量被设定为,流过PCU流路3b的冷却水的温度越高则越多,并且PCU118的元件温度越高则越多。特别是,在本实施方式中,目标流量被设定为,与PCU118的元件温度相比,流过PCU流路3b的冷却水的温度对目标流量的影响相对地变大。这是由于,PCU118(或者构成PCU118的各部件)的元件温度根据电动机的负荷等而大幅变动,因此即使根据PCU118的元件温度使目标流量变化,也难以适当地控制PCU118的元件温度。
另外,在本实施方式中,电池流路3c中的冷却水的目标流量基于流过电池流路3c的冷却水的温度以及电池的元件温度来设定。具体而言,如图14的(B)所示,目标流量被设定为,流过电池流路3c的冷却水的温度越高则越多,并且电池的元件温度越高则越多。特别地,在本实施方式中,目标流量被设定为,与流过电池流路3c的冷却水的温度相比,电池的元件温度对目标流量的影响相对地变大。这是因为,电池的热容量大且与电动机的负荷等相应的变动小,因此如果根据电池的元件温度使目标流量变化,则容易适当地控制电池的元件温度。
另外,在本实施方式中,基于流过PCU流路3b的冷却水的温度及PCU118的元件温度来设定PCU流路3b中的冷却水的目标流量。但是,不一定要基于这两个温度来设定目标流量,也可以仅基于其中一个温度(例如,仅基于流过PCU流路3b的冷却水的温度)或基于其他的参数来设定目标流量。同样地,在本实施方式中,基于流过电池流路3c的冷却水的温度及电池的元件温度来设定电池流路3c中的冷却水的目标流量。但是,不一定要基于这两个温度来设定目标流量,也可以仅基于其中一个温度(例如,仅基于电池的元件温度)或基于其他的参数来设定目标流量。
基于如此设定的PCU流路3b以及电池流路3c的目标流量,来设定设置于PCU流路3b的第一泵31以及设置于电池流路3c的第二泵32的输出。另外,这些泵的输出的调节通过变更供给到泵的电力的占空比、变更供给到泵的电流值或电压值来进行。此外,通过变更这些泵的输出,泵的转速发生变化。
在此,在本实施方式中,PCU流路3b及电池流路3c相对于低温散热器流路3a并联连接。因此,当在第一三通阀38和第二三通阀39均被设定为低温散热器流路3a侧的状态下改变第一泵31的输出时,不仅流过PCU流路3b的冷却水的流量发生变化,流过电池流路3c的冷却水的流量也发生变化。同样,当在第一三通阀38及第二三通阀39均被设定为低温散热器流路3a侧的状态下改变第二泵32的输出时,不仅流过电池流路3c的冷却水的流量发生变化,流过PCU流路3b的冷却水的流量也发生变化。
因此,在本实施方式中,基于流过PCU流路3b的冷却水的目标流量和流过电池流路3c的冷却水的目标流量来设定泵31、32各自的输出。
具体而言,第一泵31的目标输出如图15所示那样被设定。图15的(A)表示第一三通阀38被设定为PCU旁通流路3d侧的情况下的第一泵31的目标输出。在该情况下,PCU流路3b不与低温散热器流路3a连接,因此第一泵31的目标输出不受流过电池流路3c的冷却水的目标流量的影响。因此,如图15的(A)所示,第一泵31的目标输出仅基于流过PCU流路3b的冷却水的目标流量发生变化。具体而言,流过PCU流路3b的冷却水的目标流量越多,第一泵31的目标输出越高。
图15的(B)表示第一三通阀38被设定为低温散热器流路3a侧且第二三通阀39被设定为电池旁通流路3e侧的情况下的第一泵31的目标输出。在该情况下,电池流路3c不与低温散热器流路3a连接,因此第一泵31的目标输出不受流过电池流路3c的冷却水的目标流量的影响。因此,如图15的(B)所示,第一泵31的目标输出仅基于流过PCU流路3b的冷却水的目标流量发生变化。但是,在该情况下,由于PCU流路3b连接到低温散热器流路3a,从而与连接到PCU旁通流路3d的情况相比,流路阻力变大。因此,在图15的(B)所示的情况下,与图15的(A)所示的情况相比,相对于流过PCU流路3b的冷却水的同一目标流量的第一泵31的目标输出变高。
图15的(C)表示第一三通阀38以及第二三通阀39均被设定为低温散热器流路3a侧的情况下的第一泵31的目标输出。在该情况下,第一泵31的目标输出受到流过PCU流路3b的冷却水的目标流量和流过电池流路3c的冷却水的目标流量这两者的影响。因此,如图15的(C)所示,第一泵31的目标输出基于流过PCU流路3b的冷却水的目标流量以及流过电池流路3c的冷却水的目标流量发生变化。具体而言,如图15的(C)所示,设置于PCU流路3b的第一泵31的目标输出被设定为,流过PCU流路3b的冷却水的目标流量越多则越高,并且流过电池流路3c的冷却水的目标流量越多则越高。
另一方面,第二泵32的目标输出如图16所示那样被设定。图16的(A)表示第二三通阀39被设定为电池旁通流路3e侧的情况下的第二泵32的目标输出。在该情况下,由于电池流路3c不与低温散热器流路3a连接,所以第二泵32的目标输出不受流过PCU流路3b的冷却水的目标流量的影响。因此,如图16的(A)所示,第二泵32的目标输出仅基于流过电池流路3c的冷却水的目标流量发生变化。具体而言,流过电池流路3c的冷却水的目标流量越多,第二泵32的目标输出越高。
图16的(B)表示第二三通阀39被设定为低温散热器流路3a侧且第一三通阀38被设定为PCU旁通流路3d侧的情况下的第二泵32的目标输出。此时,由于PCU流路3b不与低温散热器流路3a连接,因此第二泵32的目标输出不受流过PCU流路3b的冷却水的目标流量的影响。因此,如图16的(B)所示,第二泵32的目标输出仅基于流过电池流路3c的冷却水的目标流量发生变化。但是,在该情况下,由于电池流路3c连接到低温散热器流路3a,与连接到电池旁通流路3e的情况相比,流路阻力变大。因此,在图16的(B)所示的情况下,与图16的(A)所示的情况相比,相对于流过电池流路3c的冷却水的同一目标流量的第一泵31的目标输出变高。
图16的(C)表示第一三通阀38以及第二三通阀39均被设定为低温散热器流路3a侧的情况下的第二泵32的目标输出。在该情况下,第二泵32的目标输出受到流过PCU流路3b的冷却水的目标流量和流过电池流路3c的冷却水的目标流量这两者的影响。因此,如图16的(C)所示,第二泵32的目标输出基于流过PCU流路3b的冷却水的目标流量以及流过电池流路3c的冷却水的目标流量发生变化。具体而言,如图16的(C)所示,设置于电池流路3c的第二泵32的目标输出被设定为,流过PCU流路3b的冷却水的目标流量越多则越高,并且流过电池流路3c的冷却水的目标流量越多则越高。
<流量变更时的泵控制>
在如此构成的低温回路3中,在变更第一三通阀38或第二三通阀39的切换位置而切换低温回路3中的冷却水的流通状态的情况下,变更第一泵31及第二泵32中的至少一方的输出。
图17是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态B(图10)向流通状态A(图9)进行切换的情况下的第一泵(PCU流路3b的泵)31的输出、第二泵(电池流路3c的泵)的输出、第一三通阀38(设置于PCU流路3b的三通阀)的切换位置、第二三通阀39(设置于电池流路3c的三通阀)的切换位置、PCU流路3b中的冷却水流量以及电池流路3c中的冷却水流量的时序图。如图17所示,伴随着将第二三通阀39从电池旁通流路3e侧向低温散热器流路3a侧进行切换,使第一泵31及第二泵32的输出均上升。
图17的虚线表示在时刻t1,与第二三通阀39同时,使第一泵31及第二泵32的输出上升的情况。在图17所示的例子中,在该情况下,在紧接时刻t1之后,PCU流路3b中的流量暂时减少到不足目标流量,电池流路3c中的流量暂时相比于目标流量下降。这样,在使第一泵31及第二泵32的输出同时上升的情况下,根据冷却水的粘度、各流路中的冷却水的温度、泵驱动电压的大小等,PCU流路3b中的流量有可能暂时不足目标流量。
这里,如上所述,PCU118(或构成PCU118的各部件)的元件温度根据电动机的负荷等而大幅变动。因此,为了即使元件温度急剧上升也能够充分冷却PCU118,需要向PCU热交换器36始终供给一定量的冷却水。但是,如上所述,如果PCU流路3b中的流量暂时不足目标流量,则在元件温度急剧上升时不能充分进行冷却,有可能导致PCU118的元件的过度升温。
因此,在本实施方式中,如图17中用实线所示,在将第二三通阀39从电池旁通流路3e侧向低温散热器流路3a侧进行切换时,在第二三通阀39的切换之前使第一泵31的输出上升。具体而言,在图17所示的例子中,在时刻t1,第一泵31的输出上升,并且在从时刻t1经过了规定时间的时刻t2,第二三通阀39被切换且第二泵32的输出上升。其结果,如图17中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多。因此,PCU流路3b中的流量暂时不足目标流量的情况得到抑制,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
这里,从时刻t1到时刻t2之间的规定时间与冷却水的粘度、各流路中的冷却水的温度、泵驱动电压的大小等无关地,被设定为使PCU流路3b中的流量必然暂时比目标流量多这样的时间。
图18是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态A(图9)向流通状态B(图10)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图18所示,伴随着将第二三通阀39从低温散热器流路3a侧向电池旁通流路3e侧进行切换,使第一泵31及第二泵32的输出均下降。
图18的虚线表示在时刻t1,与第二三通阀39的切换同时地,使第一泵31及第二泵32的输出下降的情况。如图18所示,在该情况下,PCU流路3b中的流量有可能暂时减少到不足目标流量。
因此,在本实施方式中,如图18中用实线所示,在将第二三通阀39从低温散热器流路3a侧向电池旁通流路3e侧进行切换时,在第二三通阀39的切换之后使第一泵31的输出下降。具体而言,在图18所示的例子中,在时刻t1,第二三通阀39被切换且第二泵32的输出上升,并且在从时刻t1经过了规定时间的时刻t2,第一泵31的输出上升。其结果,如图18中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118元件的过度升温得到抑制。从时刻t1到时刻t2之间的规定时间与冷却水的粘度等无关地,被设定为使PCU流路3b中的流量必然暂时比目标流量多这样的时间。
在图17及图18中,示出了将低温回路3中的冷却水的流通状态在流通状态A(图9)和流通状态B(图10)之间进行切换的情况下的第一泵31及第二泵32的输出的变更定时等。在将低温回路3中的冷却水的流通状态在其他状态之间进行切换时,也与图17及图18所示的情况同样地,以使PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多的方式切换第一泵31及第二泵32的输出。以下,参照图19~图28,对将低温回路3中的冷却水的流通状态在其他状态之间进行切换时的第一泵31及第二泵32的输出的切换定时进行说明。另外,在图19~图28中,虚线表示在时刻t1,与三通阀38、39的切换同时地使第一泵31和第二泵32的输出发生变化的情况下的推移。另一方面,实线表示在与三通阀38、39的切换不同的定时使第一泵31及第二泵32中的至少一方的输出发生变化的情况下的推移。
图19是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态C(图11)向流通状态A(图9)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图19所示,在本实施方式中,在时刻t2,第一三通阀38从PCU旁通流路3d侧切换到低温散热器流路3a侧且第二泵32的输出上升,在此之前,在时刻t1,第一泵31的输出上升。其结果,如图19中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图20是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态A(图9)向流通状态C(图11)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图20所示,在本实施方式中,在时刻t1,第一三通阀38从低温散热器流路3a侧切换到PCU旁通流路3d侧且第二泵32的输出下降,在此之后,在时刻t2,第一泵31的输出下降。其结果,如图20中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图21是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态D(图12)向流通状态A(图9)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图21所示,在本实施方式中,在时刻t2,第一三通阀38从PCU旁通流路3d侧切换到低温散热器流路3a侧,第二三通阀39从电池旁通流路3e侧切换到低温散热器流路3a侧且第二泵32的输出上升,在此之前,在时刻t1,第一泵31的输出上升。其结果,如图21中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图22是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态A(图9)向流通状态D(图12)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图22所示,在本实施方式中,在时刻t1,第一三通阀38从低温散热器流路3a侧切换到PCU旁通流路3d侧,第二三通阀39从低温散热器流路3a侧切换到电池旁通流路3e侧且第二泵32的输出下降,在此之后,在时刻t2,第一泵31的输出下降。其结果,如图22中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图23是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态C(图11)向流通状态B(图10)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图23所示,在本实施方式中,在时刻t2,第一三通阀38从PCU旁通流路3d侧切换到低温散热器流路3a侧,在此之前,在时刻t1,第二三通阀39从低温散热器流路3a侧切换到电池旁通流路3e,第一泵31的输出上升且第二泵32的输出下降。其结果,如图23中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图24是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态B(图10)向流通状态C(图11)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图24所示,在本实施方式中,在时刻t1,第一三通阀38从低温散热器流路3a侧切换到PCU旁通流路3d侧,在此之后,在时刻t2,第二三通阀39从电池旁通流路3e侧切换到低温散热器流路3a侧,第一泵31的输出下降且第二泵32的输出上升。其结果,如图24中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图25是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态D(图12)向流通状态B(图10)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图25所示,在本实施方式中,在时刻t2,第一三通阀38从PCU旁通流路3d侧切换到低温散热器流路3a侧,在此之前,在时刻t1,第一泵31的输出上升。其结果,如图25中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图26是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态B(图10)向流通状态D(图12)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图26所示,在本实施方式中,在时刻t1,第一三通阀38从低温散热器流路3a侧切换到PCU旁通流路3d侧,在此之后,在时刻t2,第一泵31的输出下降。其结果,如图26中用实线所示,PCU流路3b中的流量暂时比目标流量多,因此PCU118的元件的过度升温得到抑制。
图27是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态D(图12)向流通状态C(图11)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图27所示,在本实施方式中,在时刻t2,第二三通阀39从电池旁通流路3e侧切换到低温散热器流路3a侧,在此之前,在时刻t1,第二泵32的输出上升。其结果,如图27中用实线所示,能够使电池流路3c中的流量暂时比目标流量多。
图28是将低温回路3中的冷却水的流通状态从流通状态C(图11)向流通状态D(图12)进行切换的情况下的第一泵31的输出等的时序图。如图28所示,在本实施方式中,在时刻t1,第二三通阀39从低温散热器流路3a侧切换到电池旁通流路3e侧,在此之后,在时刻t2,第二泵32的输出下降。其结果,如图28中用实线所示,能够使电池流路3c中的流量暂时比目标流量多。
<作用及效果>
但是,在将低温回路3中的冷却水的流通状态在第一状态(即流通状态A)与第二状态(即流通状态B、C、D)之间进行切换时,流过PCU流路3b的冷却水的流量随着流通状态的切换而发生变化。因此,根据情况,流过PCU流路3b的冷却水的流量有可能暂时变少。
根据本实施方式,以使流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比其目标流量多的方式控制第一泵31及第二泵32的输出(图17~图22)。更详细而言,在本实施方式中,在将流通状态从第一状态向第二状态进行切换时,以使流通状态切换后的流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制第一泵31和第二泵32的输出,并且在将流通状态从第二状态向第一状态进行切换时,以使流通状态切换前的流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制第二泵31和第泵32的输出。因此,在本实施方式中,即使在将流通状态在流过PCU流路3b及电池流路3c这两个流路的冷却水均在低温散热器流路3a流通的情况与这些冷却水中的至少任一方不在低温散热器流路3a流通的情况之间进行切换,也能够抑制流过PCU流路3b的冷却水暂时变少的情况,因此能够抑制PCU118的元件过度升温的情况。
具体而言,在本实施方式中,在将低温回路3中的冷却水的流通状态从第二状态向第一状态进行切换时,在使第一泵31的输出上升之后,切换流通状态(图17、图19、图21)。另外,在将低温回路3中的冷却水的流通状态从第一状态向第二状态进行切换时,在切换流通状态后使第一泵31的输出下降(图18、图20、图22)。
另外,在将第一三通阀38在低温散热器流路3a侧与PCU旁通流路3d侧之间进行切换的情况下,在PCU流路3b中流通的冷却水的流路阻力发生变化,因此,流过PCU流路3b的冷却水的流量随着第一三通阀38的切换而发生变化。因此,根据情况,流过PCU流路3b的冷却水的流量有可能暂时变少。
根据本实施方式,在将第一三通阀38在低温散热器流路3a侧与PCU旁通流路3d侧之间进行切换时,以使流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比其目标流量多的方式控制第一泵31的输出。因此,在本实施方式中,即使将第一三通阀38在低温散热器流路3a侧与PCU旁通流路3d侧之间进行切换,也能够抑制流过PCU流路3b的冷却水暂时变少的情况,因此能够抑制PCU118的元件过度升温的情况。
具体而言,在通过第一三通阀38切换流路之际使第一泵31的输出上升时,在第一泵31的输出上升之后,通过第一三通阀38切换流路(图19、图21、图23、图25)。另外,在通过第一三通阀38切换流路之际使第一泵31的输出下降时,在通过第一三通阀38切换流路后使第一泵31的输出下降(图20、图22、图24、图26)。
另外,在将流通状态在第一状态与第二状态之间进行切换时,只要流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比流通状态切换前后的目标流量多,则第一泵31和第二泵32的输出也可以被任意控制。只要如上述这样,流过PCU流路3b的冷却水的流量在任意定时被维持为比设定的目标流量多,就能够抑制PCU118的元件过度升温的情况。
<具体控制>
图29及图30是表示控制第一三通阀38和第二三通阀39的切换位置以及第一泵31和第二泵32的输出的控制例程的流程图。图示的控制例程每隔恒定的时间间隔由ECU51执行。
首先,在步骤S11中,通过PCU水温传感器55及电池水温传感器53分别检测流过PCU流路3b的冷却水的温度及流过电池流路3c的冷却水的温度。接着,在步骤S12中,通过PCU温度传感器54及电池温度传感器52分别检测PCU118的元件温度及电池的元件温度。
然后,在步骤S13中,基于在步骤S11中检测出的流过PCU流路3b的冷却水的温度来计算第一三通阀38的目标切换位置V1t。另外,基于在步骤S11中检测出的流过电池流路3c的冷却水的温度来计算第二三通阀39的目标切换位置V2t。
接下来,在步骤S14中,基于在步骤S11中检测出的流过PCU流路3b的冷却水的温度和在步骤S12中检测出的PCU118的元件温度,使用图14的(A)所示的映射图来计算PCU流路3b中的目标流量。另外,基于在步骤S11中检测出的流过电池流路3c的冷却水的温度和在步骤S12中检测出的电池120的元件温度,使用图14的(B)所示的映射图来计算电池流路3c中的目标流量。
接着,在步骤S15中,基于在步骤S13中计算出的三通阀39、39的切换位置以及在步骤S14中计算出的PCU流路3b中的目标流量和电池流路3c中的目标流量,使用图15及图16所示的映射图来计算第一泵31的目标输出P1t及第二泵32的目标输出P2t。
接着,在步骤S16中,判定切换标志是否被设定为关闭。切换标志在三通阀38、39被切换并且伴随于此进行第一泵31或第二泵32的输出的变更的期间被设定为开启,在除此以外的情况下被设定为关闭。在步骤S16中判定为切换标志被设定为关闭的情况下,控制例程进入步骤S17。
在步骤S17中,判定在步骤S13中计算出的三通阀38、39的目标切换位置是否从当前的切换位置被变更。在判定为目标切换位置没有从当前切换位置被变更的情况下,处理进入步骤S18。在步骤S18中,将第一泵31的输出P1设定为目标输出P1t,将第二泵32的输出P2设定为目标输出P2t。另外,第一三通阀38的切换位置V1被设定为目标切换位置V1t,第二三通阀39的切换位置V2被设定为目标切换位置V2t,并使控制例程结束。
另一方面,在步骤S17中,在判定为计算出的三通阀38、39的目标切换位置从当前的切换位置被变更的情况下,进入步骤S21。
在步骤S21中,计算由于将三通阀38、39的切换位置从当前的切换位置变更到目标切换位置而被变更的参数(三通阀38、39的切换位置,泵31、32的输出)的变更定时。如图17~图28所示,这些参数的变更定时根据切换位置的变更前后的低温电路3中的冷却水的流通状态等预先确定,并作为映射图而保存于ECU51的存储器。因此,基于切换位置的变更前后的低温回路3中的冷却水的流通状态等,利用映射图来计算各参数的变更定时。
接着,在步骤S22中,由于将三通阀38、39的切换位置从当前的切换位置变更为目标切换位置而被变更的参数的当前值作为存储值而被存储于ECU51的存储器。接着,在步骤S23中,将切换标志设为开启。
然后,在步骤S24中,由于变更三通阀38、39的切换位置而被变更的参数中的、尚未到达在步骤S21中计算出的变更定时的参数的值被设定为在步骤S22中所存储的存储值。接着,在步骤S25中,由于变更三通阀38、39的切换位置而被变更的参数中的已到达变更定时的参数的值被设定为在步骤S13及S15中计算出的目标值。接着,在步骤S26中,即使变更三通阀38、39的切换位置也未被变更的参数的值被设定为在步骤S13及S15中计算出的目标值。接着,在步骤S27中,基于在步骤S24~S26中所设定的参数的值,设定第一泵31的输出P1、第二泵32的输出P2、第一三通阀38的切换位置V1、第二三通阀39的切换位置V2。
接着,在步骤S28中,判定伴随着变更三通阀38、39的切换位置的参数的值的变更是否全部完成。在判定为参数的值的变更未完成的情况下,使控制例程结束。
如果在步骤S23中切换标志被设定为开启,则在接下来的控制例程中从步骤S16前进到步骤S24,并反复执行步骤S24~S27。然后,当由于变更三通阀38、39的切换位置而被变更的所有参数的值的变更完成时,在步骤S28中判定为参数的值的变更完成,并进入步骤S29。在步骤S29中,将切换标志设定为关闭,并使控制例程结束。
以上,说明了本发明所涉及的优选实施方式,但本发明并不限定于这些实施方式,可以在权利请求范围的记载内实施各种修正和变更。
例如,在上述实施方式中,与第一三通阀38及第二三通阀39的切换位置无关地设定目标流量(图14)。但是,例如也可以如图31及图32所示那样,根据这些三通阀38、39的切换位置来变更冷却水的温度及元件的温度与冷却水的目标流量之间的关系。
但是,在该情况下,在变更三通阀38、39的切换位置时,也与上述实施方式同样地控制泵31、32。因此,例如,即使在根据三通阀38、39的切换位置而变更冷却水的温度及元件的温度与冷却水的目标流量之间的关系的情况下,在将低温回路3中的冷却水的流通状态在第一状态与第二状态之间进行切换时,也以使流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比其目标流量多的方式控制第一泵31及第二泵32的输出。另外,在将第一三通阀38在低温散热器流路3a侧与PCU旁通流路3d侧之间进行切换时,以使流过PCU流路3b的冷却水的流量暂时比其目标流量多的方式控制第一泵31的输出。
标号说明
1 车载调温装置
2 制冷回路
3 低温回路
4 高温回路
21 压缩机
22 冷凝器
26 蒸发器
27 冷却器
31 第一泵
32 第二泵
33 低温散热器
35 电池热交换器
36 PCU热交换器
37 MG热交换器
38 第一三通阀
39 第二三通阀

Claims (12)

1.一种冷却系统,搭载于车辆,所述车辆具备:驱动车辆的电动机;控制该电动机的变换器;及向所述电动机供给电力的电池,
所述冷却系统具备:
共用流路;
第一流路,与所述共用流路连接,并且具有第一泵以及与所述变换器进行热交换的第一热交换器,在所述第一泵工作时,热介质经过所述第一热交换器而循环;
第二流路,与所述第一流路并列地连接于所述共用流路,并且具有第二泵以及与所述电池进行热交换的第二热交换器,在所述第二泵工作时,所述热介质经过所述第二热交换器而循环;及
控制装置,控制所述第一泵和所述第二泵的工作,
所述第一流路及所述第二流路构成为,能够在第一状态与第二状态之间切换流通状态,所述第一状态为在所述第一流路及所述第二流路流动的热介质均在所述共用流路流通的状态,所述第二状态为在所述第一流路及所述第二流路流动的热流体中的至少任一方不在所述共用流路流通的状态,
所述控制装置在所述第一状态与所述第二状态之间切换流通状态时,以使在所述第一流路流动的热介质的流量暂时比其目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出。
2.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在将流通状态从所述第一状态向所述第二状态切换时,以使流通状态切换后的在第一流路流动的热介质的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出,并且在将流通状态从所述第二状态向所述第一状态切换时,以使流通状态切换前的在第一流路流动的热介质的流量暂时比流通状态切换后的目标流量多的方式控制所述第一泵和所述第二泵的输出。
3.根据权利要求1或2所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在将流通状态从所述第二状态向所述第一状态切换时,在使所述第一泵的输出上升之后切换所述流通状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在将流通状态从所述第一状态向所述第二状态切换时,在切换所述流通状态后使所述第一泵的输出下降。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却系统,其中,
在所述共用流路设置有与外部空气进行热交换的散热器。
6.根据权利要求5所述的冷却系统,其中,
所述冷却系统还具备:第一旁通流路,以旁通所述共用流路的方式与所述第一流路连接;及第一切换阀,能够在所述共用流路与所述第一旁通流路之间切换供在所述第一热交换器流通的热流体流动的流路。
7.根据权利要求6所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在通过所述第一切换阀在所述共用流路与所述第一旁通流路之间切换供在所述第一热交换器流通的热流体流动的流路时,以使在所述第一流路流动的热介质的流量暂时比其目标流量多的方式控制所述第一泵的输出。
8.根据权利要求7所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在通过所述第一切换阀切换流路之际使所述第一泵的输出上升时,在使所述第一泵的输出上升之后通过所述第一切换阀切换流路。
9.根据权利要求7所述的冷却系统,其中,
所述控制装置在通过所述第一切换阀切换流路之际使所述第一泵的输出下降时,在通过所述第一切换阀切换流路后使所述第一泵的输出下降。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的冷却系统,其中,
所述控制装置基于所述变换器的元件温度来进行所述第一切换阀的切换。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的冷却系统,其中,
所述冷却系统具备:第二旁通流路,以旁通所述共用流路的方式与所述第二流路连接;及第二切换阀,能够在所述共用流路与所述第二旁通流路之间切换供在所述第二热交换器流通的热流体流动的流路。
12.根据权利要求11所述的冷却系统,其中,
所述控制装置基于所述电池的元件温度来进行所述第二切换阀的切换。
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