CN117460633A - 制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置 - Google Patents

Abstract

本公开的目的在于提供一种能够适当地掌握热介质的供给量比规定的流量少的情况的制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置。本公开的制热控制装置6存储有表示加热器4的加热量为规定量时加热器下游侧的冷却液的温度上升速度与冷却液的流量之间的关系的升温映射，且具有在从向加热器的通电开始时到冷却液温度达到规定温度时为止的期间内执行的制热初始模式，在制热初始模式下，基于第一温度检测装置51检测的冷却液的温度来算出冷却液的温度上升速度，基于升温映射来导出与算出的温度上升速度对应的冷却液的推定流量。

Description

制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以 及具备制热循环装置的车辆用空调装置

技术领域

本公开涉及制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置。

背景技术

以往，已知使用利用热水进行制热的热水式制热装置的车辆用空调装置(例如参照专利文献1)。在专利文献1的车辆用空调装置中，具备第一开关和第二开关，通过将利用第二开关启动的情况下的热水的目标温度设定为比利用第一开关启动的情况下的热水的目标温度低的值，能够在车室内的温度较高的情况下的制热时得到舒适的制热温度。

并且，作为热水式制热装置的加热器，公开了一种利用电热式加热器对流体进行加热的流体加热单元(例如参照专利文献2)。

作为对向电热式加热器供给的电力供给量进行控制的方法，已知利用变换器对从蓄电池得到的直流电力进行占空控制并供给的方法(例如参照专利文献3)。

另外，提出了一种在电发热式热水加热装置中在与作为被加热流体的热介质接触的发热元件的表面及其周围产生水蒸气，通过使热介质从下方向上方流动而将水蒸气从发热元件的周围顺畅排出的方法(例如参照专利文献4。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平10－258630号公报

专利文献2：(日本)特开2017－215084号公报

专利文献3：(日本)特开2003－335127号公报

专利文献4：(日本)特开2013－126844号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

通过在专利文献2那样的流体加热单元中使用专利文献1和专利文献3那样的向电热式加热器供给电力的电力供给方法，能够得到与目标温度接近的温度的热水。

但是，为了通过专利文献1至3的技术来得到与目标温度接近的温度的热水(热介质)，作为前提能够举出在电发热式热水加热装置中流通的热介质的流量为规定的流量。在供给规定的流量的热介质的情况下供给规定的电力时，从热水加热装置流出的时刻的热介质为规定的温度。但是，在因泵的故障等某些原因而未供给规定的流量的热介质的情况下，除非适当地削减供给的电力量，否则无法得到规定的温度的热介质。

在热介质的流量比规定的流量少的情况下，供给以对规定的流量进行加热的方式设定的电力时，存在热介质被过度地加热而产生很多水蒸气的情况。在该情况下，期望如专利文献4那样将热介质的流路沿上下方向配置来将水蒸气从发热元件的周围顺畅地排出，不过在因某些原因而无法使在发热加热器中流动的热介质向上方流动的情况下，水蒸气可能会滞留在热水加热装置的内部。在供热水加热装置配置的车辆前室(与乘员搭乘的车室内空间区分，在前方形成的空间)内配置有很多设备时，为了避免与其他设备的干涉，不一定将在发热加热器中流动的热介质的流动方向设定成朝向上方流动。

在热水加热装置中积存大量的水蒸气时，在水蒸气的区域内露出的发热加热器的表面温度变成比通常运转时(与液状热介质接触的情况下的发热时)的温度高的温度，热介质的成分会意外地析出或者与液状的热介质发生接触而水蒸气的压力突然上升。

基于以上内容，本申请的发明人认真研究了用于适当地掌握热介质的供给量比规定的流量少的情况并与供给的电力量的削减相接合的技术，完成了本发明的创作。

本公开的目的在于提供一种能够适当地掌握热介质的供给量比规定的流量少的情况的制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的制热控制装置搭载于具备壳体(14)、加热器(4)、第一温度检测装置(51)和晶体管(5)的流体加热单元(10)并对所述晶体管进行控制，所述壳体(14)具有冷却液的流入口(10b)、流路(10c)以及流出口(10a)，且所述流入口(10b)以及所述流出口(10a)与循环流路(2)连接，所述加热器(4)配置于所述流路(10c)内并通过通电进行发热而对所述冷却液进行加热，所述第一温度检测装置(51)配置于该加热器(4)的下游侧，所述晶体管(5)通过开关动作而向所述加热器(4)供给电力，所述制热控制装置(6)的特征在于，所述制热控制装置(6)对所述晶体管(5)的所述开关动作进行控制，改变所述晶体管(5)的接通－断开的占空比而对基于所述加热器(4)的加热量进行调节，且存储有表示所述加热器(4)的加热量为规定量时的所述加热器(4)的下游侧的所述冷却液的温度上升速度与所述冷却液的流量之间的关系的升温映射850(851、852)，且具有在从向所述加热器(4)的通电开始时到所述冷却液的温度达到规定温度时为止的期间内执行的制热初始模式，在该制热初始模式下，基于所述第一温度检测装置(51)检测的所述冷却液的温度来算出所述冷却液的温度上升速度，基于所述升温映射(850、851、852)来导出与算出的所述温度上升速度对应的所述冷却液的推定流量。

本发明的所述制热控制装置(6)优选在所述推定流量为比设定流量少的量时，使所述加热量比所述设定流量下的加热量小。能够削减供给的电力量，抑制加热器的过热。

本发明的所述制热控制装置(6)优选随着所述冷却液的温度从低温侧向高温侧上升而使所述加热量变小。

本发明的所述制热控制装置(6)优选对搭载于车辆用空调装置且设于所述循环流路(2)的散热器(7)中的所述冷却液的推定散热量进行推定，所述推定流量为基于所述推定散热量进行了校正的值。能够更准确地推定流量。

本发明的所述制热控制装置(6)优选具有在所述制热初始模式后执行的降额模式，在该降额模式下，基于加热量控制特性100(100A～100E)来控制所述晶体管(5)的所述开关动作，改变所述晶体管(5)的接通－断开的占空比而对基于所述加热器(4)的加热量进行调节，所述加热量控制特性100(100A～100E)是表示所述冷却液的温度与基于所述加热器(4)的加热量之间的关系的函数，且具有随着所述温度跨越所述冷却液的目标温度从低温侧向高温侧上升而所述加热量减少的减少部(110)，该减少部(110)具有所述温度处于所述目标温度(Tt)以下的温度范围内时的第一减少部(111)和所述温度处于所述目标温度(Tt)以上的温度范围内时的第二减少部(112)，且所述第一减少部(111)和所述第二减少部(112)在所述目标温度(Tt)处具有相等的所述加热量，所述第一减少部(111)和所述第二减少部(112)均在所述函数中具有负的斜率，所述第一减少部(111)具有第一区域(111A)和比该第一区域(111A)靠高温侧的第二区域(111B)，所述第二区域(111B)内的任意温度处的所述加热量控制特性100(100A～100E)的斜率与所述第一区域(111A)内的任意温度处的所述加热量控制特性100(100A～100E)的斜率相比负的斜率大。能够尽快达到目标温度且进行相对于目标温度的温度变动小的控制。

本发明的流体加热单元的特征在于，具备：壳体(14)，其具有所述冷却液的流入口(10b)、流路(10c)以及流出口(10a)；加热器(4)，其配置于所述流路(10c)内并通过通电进行发热而对冷却液进行加热；第一温度检测装置(51)，其配置于该加热器(4)的下游侧；晶体管(5)，其通过开关动作而向所述加热器(4)供给电力；本发明的制热控制装置(6)，该制热控制装置(6)对所述晶体管(5)的所述开关动作进行控制。

在本发明的流体加热单元中，包含所述流路(10c)沿大致水平方向延伸的方案。即便是水蒸气有可能滞留的流体加热单元，也能够尽早检测到流量的下降，使由水蒸气滞留产生的影响减小。

本发明的所述流体加热单元(10)优选在所述加热器(4)的上游侧还具备第二温度检测装置(52)。能够更准确地推定流量。

本发明的制热循环装置的特征在于，具备循环流路(2)、在该循环流路(2)中填充的冷却液、使该冷却液在所述循环流路(2)中循环的泵(3)、对所述冷却液进行调温的本发明的流体加热单元(10)和对所述冷却液进行散热的散热器(7)，所述冷却液在所述流体加热单元(10)中通过利用所述晶体管(5)将所述加热器(4)通电而加热。

本发明的车辆用空调装置是具备本发明的制热循环装置(1)并搭载于车辆的车辆用空调装置(900)，其特征在于，所述车辆能够进行基于电动机的行驶，所述车辆用空调装置(900)具有对向车室内供给的空气的温度进行调节的调温单元(901)，所述散热器(7)为在所述调温单元(901)的内部配置的热水式热交换器。

本发明的控制程序的特征在于使本发明的制热控制装置(6)执行所述制热初始模式。

发明的效果

根据本公开，可提供一种能够适当地掌握热介质的供给量比规定的流量少的情况的制热控制装置以及控制程序、流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置。

附图说明

图1是表示本实施方式的流体加热单元、制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置的一个示例的框图。

图2是用于对冷却液的温度上升速度进行说明的图。

图3是将升温映射图形化的图，(a)表示的是第一例，(b)表示的是第二例。

图4是表示推定流量为设定流量时基于加热器的加热量相对于冷却液的温度的关系的一个示例的图。

图5是表示推定流量为比设定流量少的量时基于加热器的加热量相对于冷却液的温度的关系的一个示例的图。

图6是表示加热量控制特性的第二例的图。

图7是表示加热量控制特性的第三例的图。

图8是表示加热量控制特性的第四例的图。

图9是表示加热量控制特性的第五例的图。

图10是表示从加热量控制特性排除的特性的第一例的图。

图11是表示从加热量控制特性排除的特性的第二例的图。

图12是表示从加热量控制特性排除的特性的第三例的图。

图13是表示从加热量控制特性排除的特性的第四例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个方案进行说明。以下说明的实施方式是本发明的实施例，本发明并不限制于以下实施方式。需要说明的是，本说明书和附图中附图标记相同的构成要素表示彼此相同的结构。只要起到本发明的效果，就可以进行各种各样的方案变更。

图1是表示本实施方式的制热循环装置以及具备制热循环装置的车辆用空调装置的一个示例的框图。本实施方式的制热控制装置6是搭载于具备壳体14、加热器4、第一温度检测装置51和晶体管5的流体加热单元10并对晶体管5进行控制的制热控制装置，该壳体14具有冷却液的流入口10b、流路10c以及流出口10a，且流入口10b和流出口10a与循环流路2连接，该加热器4配置于流路10c内并通过通电进行发热而对冷却液进行加热，该第一温度检测装置51配置于加热器4的下游侧，该晶体管5通过开关动作而向加热器4供给电力，其中，制热控制装置6对晶体管5的开关动作进行控制，改变晶体管5的接通－断开的占空比而对基于加热器4的加热量进行调节，且存储有表示加热器4的加热量为规定量时加热器4下游侧的冷却液温度上升速度与冷却液流量之间的关系的升温映射，且具有在从向加热器4的通电开始时到冷却液的温度达到规定温度时为止的期间内执行的制热初始模式，在制热初始模式下，基于第一温度检测装置51检测的冷却液的温度来算出冷却液的温度上升速度，基于升温映射来导出与算出的温度上升速度对应的冷却液的推定流量。

本实施方式的流体加热单元10具备：壳体14，其具有冷却液的流入口10b、流路10c以及流出口10a；加热器4，其配置于流路10c内并通过通电进行发热而对冷却液进行加热；第一温度检测装置51，其配置于加热器4的下游侧；晶体管5，其通过开关动作而向加热器4供给电力；本实施方式的制热控制装置6，制热控制装置6对晶体管5的开关动作进行控制。

通过晶体管5向加热器4供给电力而加热器4进行发热，流体加热单元10对向车辆用空调装置的散热器7供给的冷却液进行加热。此时，制热控制装置6对晶体管5的开关动作进行控制，改变晶体管5的接通－断开的占空比而对基于加热器4的加热量进行调节，从而对冷却液进行调温。

壳体14作为内部空间具有冷却液的流路10c，使从流入口10b流入的冷却液向流出口10a通过。壳体14例如由铝合金等金属或6,6－尼龙等耐热性树脂构成。

在本实施方式的流体加热单元10中，包含流路10c沿大致水平方向延伸的方案。大致水平方向是指在将流体加热单元10搭载于车辆时流路10c沿着车辆的大致水平方向，是包含水平方向和相对于水平方向些许倾斜的方向的概念。在流路10c沿大致水平方向延伸时，在流路10c中水蒸气有可能滞留，本实施方式的制热控制装置6如后所述的那样能够尽早检测到流量的下降，因此能够使由水蒸气滞留产生的影响减小。

流体加热单元10如专利文献2所记载的流体控制单元那样具备加热器4、收纳加热器4的壳体14和在壳体14的上壁配置的晶体管5。

加热器4为通过通电而发热的电发热体，不受特别限定，例如利用通过金属管包裹镍铬合金线的护套加热器。壳体14具有供冷却液流动并且收纳加热器4的加热室。加热室经由流入口10b导入加热前的冷却液，经由流出口10a导出加热后的冷却液。加热室在加热器4的下游侧具有对加热后的冷却液的温度T进行检测的第一温度检测装置51。第一温度检测装置51为例如温度传感器。第一温度检测装置51优选设置在流出口10a的附近。尽管取决于加热室的场所而冷却液存在温度的偏差，但冷却液在从加热室流出时汇集到流出口10a而混合，能够无偏差地检测温度。而且，第一温度检测装置51更优选设于流出口10a的紧前的流路10c。通过在比流出口10a靠上游侧处设置第一温度检测装置51，能够在发生冷却液的意外的散热之前检测温度，能够以高的精度进行从加热器4向冷却液移动的热能的检测。

晶体管5优选为例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate BipolarTransistor)。晶体管5与蓄电池8电连接。并且，晶体管5与控制装置6电连接，根据来自制热控制装置6的指令信号来进行开关动作。晶体管5通过开关动作来控制向加热器4的电力的供给。通过改变晶体管5的接通－断开的占空比，能够调节基于加热器4的加热量，调节施加给冷却液的热量。流体加热单元10构成为至少具有加热器4、晶体管5、制热控制装置6、将它们连接并与蓄电池8构成电路的电气配线55。

冷却液(未图示)在常温下为液状，例如为在水中溶解了乙二醇或甘油的热介质。

本实施方式的流体加热单元10优选在加热器4的上游侧还具备第二温度检测装置52。能够更准确地推定流量。

本实施方式的制热循环装置1具备循环流路2、在循环流路2中填充的冷却液、使冷却液在循环流路2中循环的泵3、对冷却液进行调温的本实施方式的流体加热单元10、对冷却液进行散热的散热器7，冷却液在流体加热单元10中通过利用晶体管5将加热器4通电而加热。

制热循环装置1是车辆用空调装置中通过使由流体加热单元10调温的冷却液与通过散热器7的空气进行热交换来生成制热用的温风的装置。

循环流路2包括将收纳加热器4的壳体14的流出口10a与散热器7的冷却液的流入口连接的配管11、将散热器7的冷却液的流出口与泵3连接的配管12、将泵3与壳体14的流入口10b连接的配管13。并且，冷却液通过泵3来输送，通过配管13并从流入口10b向壳体14内的加热室导入而被内置于壳体14的加热器4加热。接着，被加热的冷却液从壳体14的流出口10a导出，通过配管11并向散热器7输送，进行散热并使空调用空气变暖。通过了散热器7的冷却液通过配管12并吸入泵3而进行循环。

散热器7为热水式热交换器。

升温映射表示的是加热器4的加热量为规定量时加热器4下游侧的冷却液温度上升速度与冷却液流量之间的关系。在这里，参照图2对加热器4的加热量为规定量时加热器4的下游侧的冷却液的温度上升速度与冷却液的流量之间的关系进行说明。

图2是用于说明冷却液的温度上升速度的图。图2是针对加热器4的加热量为7kW/h的情况来表示经过时间与加热器4的下游侧的冷却液的温度之间的关系的曲线图801、802、803、804，分别是流量为0L/min(0L/h)时的曲线图801、流量为2L/min(120L/h)时的曲线图802、流量为5L/min(300L/h)时的曲线图803、流量为10L/min(600L/h)时的曲线图804。这些曲线图801、802、803、804在加热器4的加热初期具有上升部801a、802a、803a、804a。加热器4的加热初期优选为从给加热器4开始通电时起60秒以内，更优选为从给加热器4开始通电时起20至30秒以内。冷却液的温度上升速度为上升部801a、802a、803a、804a的切线的斜率。加热器4下游侧的冷却液的温度为例如第一温度检测装置51检测的温度。

冷却液的流量为制热循环装置1中每单位时间在循环流路2内流动的冷却液的体积。

如图2所示，在加热器4的加热量为规定量时，如果冷却液的流量不同，则冷却液的温度上升速度不同。更详细而言，处于冷却液的流量越少则冷却液的温度上升速度越快的倾向。升温映射将该倾向函数化。

图3是将升温映射图形化的图，(a)表示的是第一例，(b)表示的是第二例。升温映射存储于制热控制装置6的存储部(未图示)。升温映射850(851、852)是表示加热器4的加热量为规定量时加热器4下游侧的冷却液温度上升速度与冷却液流量之间的关系的函数，例如如图3(a)(b)所示，在表示为以横轴为冷却液的温度上升速度且以纵轴为冷却液的流量的曲线图时，升温映射850(851、852)通过例如如图3(a)所示的那种斜率为负的一次函数851或图3(b)所示的那种反比例的函数852等的曲线图表示。

制热控制装置6优选存储针对加热器4的每个加热量的多个升温映射。例如，制热控制装置6作为升温映射可以存储有100％的加热量下的第一升温映射、60％的加热量下的第二升温映射以及40％的加热量下的第三升温映射。在本说明书中，存在将推定流量为设定流量时制热初始模式下的加热器4的加热量E称为100％的加热量的情况。

制热初始模式是在从向加热器4的通电开始时T0到冷却液的温度达到规定温度时T1为止的期间(图4或图5中标有附图标记120的期间)执行的模式。冷却液的温度达到规定温度时T1优选为{目标温度Tt}－10℃，更优选的是{目标温度Tt}－8℃。目标温度Tt例如为80至85℃。

在制热初始模式下，冷却液的温度上升速度的计算例如如以下那样进行。制热控制装置6以规定的间隔Δt获取第一温度检测装置51检测的冷却液的温度。如果将向加热器4的通电开始后某时刻t的第一温度检测装置51检测的冷却液的温度设为X，将比时刻t提前Δt的时刻(t－Δt)的第一温度检测装置51检测的冷却液的温度设为X′，则时刻t的冷却液的温度上升速度能够用{(X－X′)/Δt}求出。规定的间隔Δt不受特别限定，例如为3至5秒。而且，制热控制装置6基于升温映射来导出与算出的温度上升速度对应的冷却液的推定流量。优选该冷却液的推定流量的导出作业持续进行规定时间，在判断为导出的推定流量连续比设定流量少时，判断为低流量状态。导出作业的持续时间不受特别限定，例如为20至30秒。冷却液的流量例如设定为10L/min等规定的流量(设定流量)，不过从确保车辆的安全性的角度出发，需要还设想因泵3的故障或配管泄漏等某些原因而未供给设定流量的冷却液的特殊的情况。在流体加热单元10的工作期间，冷却液的流量比设定流量少时，发生由冷却液的沸腾引起的局部的异常发热等，有可能给流体加热单元10的可靠性带来影响。以往，采用了根据流体加热单元10的上游侧的温度与下游侧的温度之间的温度差来推定冷却液的流量的方法。但是，在该方法下，在低流量时因异常发热的发生等而温度差不稳定，因此存在难以进行准确的流量检测的问题。因此，在本实施方式的制热控制装置中，使用流体加热单元10的下游侧的温度来进行流量检测。

图4是表示推定流量为设定流量时基于加热器的加热量相对于冷却液的温度的关系的一个示例的图。在推定流量为设定流量时，制热控制装置6优选如图4所示的那样在制热初始模式下虽然温度T从低温侧向高温侧上升，但恒定为规定的加热量E ₁₀₀。该设定流量下的加热量E ₁₀₀例如为7kW/h。

图5是表示推定流量为比设定流量少的量时基于加热器的加热量相对于冷却液的温度的关系的一个示例的图。本实施方式的制热控制装置6优选在推定流量为比设定流量少的量时使加热量E比设定流量下的加热量E ₁₀₀小。能够削减供给的电力量，抑制加热器的过热。在推定流量比设定流量少时，制热控制装置6使晶体管5的接通－断开占空比比设定流量下的占空比小并对基于加热器4的加热量进行调节。

本实施方式的制热控制装置6优选随着冷却液的温度从低温侧向高温侧上升而使加热量E变小。使加热量E变小的方式包含如图5所示的那样阶段性地变小的方式或者逐渐变小的方式(未图示)。例如，在相对于设定流量为10L/min而推定流量为5L/min时，制热控制装置6如图5所示的那样使基于加热器4的加热量E相对于设定流量下的加热量(例如7kW/h)降低到60％。接着，在冷却液的温度从0℃上升到20℃的时候，制热控制装置6使基于加热器4的加热量E相对于设定流量下的加热量(例如7kW/h)降低到50％。接着，在冷却液的温度从20℃上升到60℃的时候，制热控制装置6使基于加热器4的加热量E相对于设定流量下的加热量(例如7kW/h)降低到40％。这样，制热控制装置6进行随着冷却液的温度从低温侧向高温侧上升而使加热量E变小的控制。

制热控制装置6优选进行以下的控制。制热控制装置6从向加热器4的通电开始时算出冷却液的温度上升速度，基于100％的加热量下的升温映射来导出推定流量。此时，向加热器4施加设定流量下的加热量的100％的电力(步骤1)。制热控制装置6在步骤1中判断出推定流量比设定流量少时，以成为与导出的推定流量对应的加热量的方式使电力的施加率例如从100％降低成60％(步骤2)。接着，对60％的加热量下的实际的冷却液的温度上升速度和60％的加热量下的升温映射中的冷却液的温度上升速度进行对比，确认、验证步骤1中导出的推定流量是否适当或者是否存在误差(步骤3)。在步骤3中的确认、检验的结果是误差较大的情况下，基于60％的加热量下的升温映射来导出推定流量(第二推定流量)(步骤4)。接着，以成为与第二推定流量对应的加热量的方式改变电力的施加率(步骤5)。在步骤5中，施加率的改变可以为施加率的降低或施加率的上升。之后，可以根据需要来重复步骤3至步骤5。通过这种控制，能够防止水蒸气滞留于流体加热单元10。并且，能够在散热器中尽快使散热量稳定。

本实施方式的制热控制装置6优选对搭载于车辆用空调装置且设于循环流路2的散热器7中的冷却液的推定散热量进行推定，推定流量为基于推定散热量进行了校正的值。处于散热器7中的散热量越多则向流体加热单元10流入的冷却液的温度越低的倾向。因此，散热器7中的散热量越多，冷却液的温度上升速度越慢，推定流量有可能产生比真实的流量多的方向上的误差。因此，在升温映射中，增加散热器7中的散热量的因子并进行校正，由此能够进行更准确的流量的推定。

推定散热量例如能够如以下那样求出。推定流量能够基于循环流路2内的冷却液的循环量、加热器4的下游侧的冷却液的温度(第一温度检测装置51检测的温度)和加热器4的上游侧的冷却液的温度(第二温度检测装置52检测的温度)来求出。并且，也可以基于向散热器7流入的空气的流量(送风机902的风量乘以通过空气混合风门(未图示)向散热器7侧分配的分配比率所得的值)、向散热器7流入的空气的温度A(通过外部气体温度、内部气体温度和利用进气风门调节的内外气体的混合比率来推定的温度)、从散热器7流出的空气的温度B(与通过空气混合风门以绕过散热器7的方式分配的空气合流前的散热器7的下游侧的空气的温度)，将温度B与温度A的差(散热器7的上游下游处的空气温度差)乘以向散热器7流入的空气的流量，由此推定每单位时间的散热器中的散热量。基于推定散热量的推定流量的校正优选在升温映射中向推定散热量越多则冷却液的温度上升速度越快的方向进行校正。

本实施方式的制热控制装置6优选如图4至图9所示那样具有在制热初始模式后执行的降额模式，在降额模式下，基于加热量控制特性100(100A～100E)来控制晶体管5的开关动作，改变晶体管5的接通－断开的占空比而对基于加热器4的加热量进行调节，加热量控制特性100(100A～100E)是表示冷却液的温度T与基于加热器4的加热量E之间的关系的函数，且具有随着温度T跨越冷却液的目标温度Tt从低温侧向高温侧上升而加热量E减少的减少部110，减少部110具有温度T处于目标温度Tt以下的温度范围内时的第一减少部111和温度T处于目标温度Tt以上的温度范围内时的第二减少部112，且第一减少部111和第二减少部112在目标温度Tt处具有相等的加热量E，第一减少部111以及第二减少部112均在函数中具有负的斜率，第一减少部111具有第一区域111A和比第一区域111A靠高温侧的第二区域111B，第二区域111B内任意温度处的加热量控制特性100(100A～100E)的斜率与第一区域111A内任意温度处的加热量控制特性100(100A～100E)的斜率相比负的斜率大。在图6至图9中，以虚线表示执行制热初始模式期间120加热量的变化，如图4或图5中所例示的那样赋予与推定流量相应的加热量。

制热控制装置6在降额模式下基于加热量控制特性100(100A～100E)来控制晶体管5的开关动作。由此，能够尽快达到目标温度且进行相对于目标温度的温度变动小的控制。

加热量控制特性100(100A～100E)是如图4至图9所示那样表示冷却液的温度T与基于加热器的加热量E之间的关系的函数。在图4至图9中，加热量控制特性100(100A～100E)表示为以横轴为冷却液温度T且以纵轴为基于加热器4的加热量E的曲线图。冷却液的温度T优选为例如从流体加热单元10的流出口10a导出的冷却液的温度，单位为例如℃。基于加热器4的加热量E为例如利用晶体管5的接通－断开的占空比来进行调节的值，单位为例如KW/h。

减少部110为随着温度T跨越冷却液的目标温度Tt从低温侧向高温侧上升而加热量E减少的部分。减少部110在图4至图9中为从加热量E开始减少的温度T1到加热量E无限接近零的温度Te或加热量E变为零的温度(未图示)的温度范围。

第一减少部111为减少部110中从加热量E开始减少的温度T1到目标温度Tt以下的温度范围。第一减少部111具有第一区域111A和比第一区域111A靠高温侧的第二区域111B。第一区域111A与第二区域111B的交界不受特别限定，在图5中，作为一个示例，设为将开始减少部110的温度T1与目标温度Tt之间的范围二等分的温度T3，但也可以为任意温度。

第二减少部112为减少部110中目标温度Tt以上且到加热量E无限接近零的温度Te或加热量E变成零的温度(未图示)的温度范围。

如图4至图9所示，第一减少部111和第二减少部112在目标温度Tt处具有相等的加热量E。因此，图10或图11所示的那样在目标温度Tt处加热量下降的特性200、201从加热量控制特性100中被排除。图10为单纯的接通断开控制，图11为图10的变形例。在图10或图11所示的特性200、201中，在目标温度Tt下加热量E急剧减小，因此相对于目标温度的温度变动变大。这是因为冷却液被散热器7散热，虽然进行升温而达到目标温度Tt但突然使加热量为“零”时，冷却液温度T从目标温度急剧下降。

如图4至图9所示，第一减少部111和第二减少部112均在函数中具有负的斜率，且第二区域111B内任意温度处的加热量控制特性100(100A～100E)的斜率与第一区域111A内任意温度处的加热量控制特性100(100A～100E)的斜率相比负的斜率大。由此，能够尽快达到目标温度，且能够使相对于目标温度的温度变动变小。例如，图12所示那样第一减少部111中斜率始终恒定的特性202、图13所示那样第二区域111B内任意温度处的斜率与第一区域111A内任意温度处的斜率相比负的大小小的特性203从加热量控制特性100中被排除。在这些图12或图13所示的那种特性202、203中，升温速度变慢，无法尽快达到目标温度。

在本实施方式的制热循环装置中，如图4至图9所示的那样优选第二减少部112在比目标温度Tt靠高温侧处具有将加热量E保持为规定的加热量的散热量对应区域112A。散热量对应区域112A是使加热量E接近零但不为零的区域。散热量对应区域112A的结束时Te更优选为{目标温度Tt+8℃}±1℃。散热量对应区域112A的开始时T2优选为例如{目标温度Tt+4℃}±1℃。在散热器7中进行散热，虽说进行升温而超过了目标温度Tt，但如果突然使加热量为“零”，则冷却液温度T低于目标温度，导致温度的波动，通过设置散热量对应区域112A，能够抑制温度的波动。

在加热量控制特性100(100A～100E)中，加热量E变成0的温度T优选为90℃。如果超过90℃，则存在产生冷却液中溶解的成分意外析出或由冷却液与传热丝之间的界面处的气泡产生所引起的热传导下降等不良情况。

接着，更详细地对各加热量控制特性100(100A～100E)的例子进行说明。

如图4或图5所示，加热量控制特性100A包含以下方案：减少部110为具有拐点P的曲线，处于拐点P的温度T与目标温度Tt一致。第一例的加热量控制特性100(100A)能够在例如15分钟以内达到目标温度Tt且将相对于目标温度Tt的温度控制在例如{目标温度Tt}±1℃的范围内。并且，处于拐点P的温度T与目标温度Tt一致，因此能够将相对于目标温度Tt的温度变动控制得更小。

如图6所示，加热量控制特性100B包含以下方案：减少部110为具有拐点P的曲线，处于拐点P的温度T比目标温度Tt高。处于拐点P的温度T优选为超过{目标温度Tt}+0度且{目标温度Tt}+4℃以下，更优选的是{目标温度Tt}+1℃以上且{目标温度Tt}+2℃以下。在处于拐点P的温度T超过{目标温度Tt}+4℃时，存在相对于目标温度而冷却液被过度加热的情况。第二例的加热量控制特性100(100B)能够在例如15分钟以内达到目标温度Tt且将相对于目标温度Tt的温度控制在例如{目标温度Tt}±1℃的范围内。并且，处于拐点P的温度T与目标温度Tt相比处于高温侧，因此在冷却液的温度T为目标温度Tt时容易将基于加热器的加热量E设定得比较大，特别是在散热器7处的散热量较多的车辆用空调装置900中，优选能够将相对于目标温度Tt的温度变动控制得较小。

如图7所示，加热量控制特性100C包含以下方案：减少部110为具有拐点P的曲线，处于拐点P的温度T比目标温度Tt低，第二区域111B处于比拐点P靠低温侧的区域。处于拐点P的温度T优选为{目标温度Tt}－4℃以上且小于{目标温度Tt}－0℃，更优选的是{目标温度Tt}－{1℃以上且2℃以下}。如果处于拐点P的温度T小于{目标温度Tt}－4℃，存在达到目标温度Tt的时间变长的情况。在第三例的加热量控制特性100(100C)中，第一减少部111包含比处于拐点P的温度靠高温侧的区域即第三区域111C。第三例的加热量控制特性100(100C)能够在例如15分钟以内达到目标温度Tt且将相对于目标温度Tt的温度控制在例如{目标温度Tt}±1℃的范围内。并且，处于拐点P的温度T与目标温度Tt相比处于低温侧，因此在冷却液的温度T为目标温度Tt时容易将基于加热器的加热量E设定得较小，特别是在散热器7中的散热量较少的车辆用空调装置900中，优选能够将相对于目标温度Tt的温度变动控制得较小。

如图8所示，加热量控制特性100D包含以下方案：第一区域111A和第二区域111B均在函数中为斜率相互不同的一次函数。第四例的加热量控制特性100(100D)能够在例如15分钟以内达到目标温度Tt且将相对于目标温度Tt的温度控制在例如{目标温度Tt}±1℃的范围内。

如图9所示，加热量控制特性100E包含以下方案：减少部110为不具有拐点的曲线。第五例的加热量控制特性100(100E)能够在例如15分钟以内达到目标温度Tt且将相对于目标温度Tt的温度控制在例如{目标温度Tt}±1℃的范围内。

本实施方式的车辆用空调装置900是如图1所示的那样具备本实施方式的制热循环装置1且搭载于车辆的车辆用空调装置，其中，车辆能够进行基于电动机的行驶，车辆用空调装置900具有对向车室内供给的空气的温度进行调节的调温单元901，散热器7为在调温单元901的内部配置的热水式热交换器。

车辆用空调装置900具有鼓风机单元904和调温单元901。在鼓风机单元904中配置有将从未图示的内部气体导入口以及/或者外部气体导入口取入的空气朝向空气流路903送风的送风机902。调温单元901的内部空间为空气流路903，在空气流路903上配置有热水式热交换器(散热器)7。优选在热水式热交换器7的空气流路903的上游侧还具有根据需要对从鼓风机单元904送来的空气进行除湿、冷却的冷却用热交换器(未图示)和配置于冷却用热交换器与热水式热交换器7之间并对通过热水式热交换器7的空气与绕过热水式热交换器7的空气之间的比例进行调节的空气混合风门(未图示)。在调温单元901的最下游部设有除霜开口部(未图示)、通风开口部(未图示)以及脚部开口部(未图示)。各开口部经由管道(未图示)间接地或直接地与车室内的吹出口(未图示)分别连接。

车辆包括例如仅通过电动机行驶的电动汽车(EV)、通过包括电动机和内燃机在内的多个动力源行驶的混合动力车(HEV)、或者内燃机仅进行发电而通过使用其电力驱动的电动机行驶的车辆。在这些车辆中，冷却液回路的总冷却液量倾向于比搭载发动机的车辆少，在因一些故障而冷却液的流量下降时，加热器4从冷却液露出而加热器4的表面温度容易变成异常高的温度，而本实施方式的车辆用空调装置中搭载的制热循环装置1能够尽快发现流量的下降。

本实施方式的控制程序使本实施方式的制热控制装置6执行制热初始模式。制热控制装置6具有存储部(未图示)，通过执行从存储部读出的控制程序而作为制热控制装置发挥作用。控制程序的执行包括例如以下步骤。首先，对第一温度检测装置51检测的冷却液的温度进行检测，算出冷却液的温度上升速度。然后，应用升温映射，读取与算出的冷却液的温度上升速度对应的冷却液的流量(推定流量)。在推定流量比设定流量少时，实施占空控制并以给加热器4带来与推定流量对应的加热量的方式对晶体管5进行控制。

附图标记说明

1 制热循环装置；

2 循环流路；

3 泵；

4 加热器；

5 晶体管；

6 制热控制装置；

7 散热器；

8 蓄电池；

10 流体加热单元；

10a 流出口；

10b 流入口；

10c 流路；

11、12、13配管；

14 壳体；

51 第一温度检测装置；

52 第二温度检测装置；

55 电气配线；

100(100A～100E)加热量控制特性；

110 减少部；

111 第一减少部；

111A 第一区域；

111B 第二区域；

111C 第三区域；

112 第二减少部；

112A 散热量对应区域；

200、201、202、203特性；

801、802、803、804曲线图；

801a、802a、803a、804a上升部；

850(851、852)升温映射；

900 车辆用空调装置；

901 调温单元；

902 送风机；

903 空气流路；

904 鼓风机单元。

Claims (11)

1.一种制热控制装置(6)，搭载于具备壳体(14)、加热器(4)、第一温度检测装置(51)和晶体管(5)的流体加热单元(10)并对所述晶体管进行控制，所述壳体(14)具有冷却液的流入口(10b)、流路(10c)以及流出口(10a)，且所述流入口(10b)以及所述流出口(10a)与循环流路(2)连接，所述加热器(4)配置于所述流路(10c)内并通过通电进行发热而对所述冷却液进行加热，所述第一温度检测装置(51)配置于该加热器(4)的下游侧，所述晶体管(5)通过开关动作而向所述加热器(4)供给电力，所述制热控制装置(6)的特征在于，

所述制热控制装置(6)对所述晶体管(5)的所述开关动作进行控制，改变所述晶体管(5)的接通－断开的占空比而对基于所述加热器(4)的加热量进行调节，且存储有表示所述加热器(4)的加热量为规定量时的所述加热器(4)的下游侧的所述冷却液的温度上升速度与所述冷却液的流量之间的关系的升温映射(850、851、852)，且具有在从向所述加热器(4)的通电开始时到所述冷却液的温度达到规定温度时为止的期间内执行的制热初始模式，在该制热初始模式下，基于用所述第一温度检测装置(51)检测的所述冷却液的温度来算出所述冷却液的温度上升速度，基于所述升温映射(850、851、852)来导出与算出的所述温度上升速度对应的所述冷却液的推定流量。

2.根据权利要求1所述的制热控制装置，其特征在于，

所述制热控制装置(6)在所述推定流量为比设定流量少的量时，使所述加热量比所述设定流量下的加热量小。

3.根据权利要求2所述的制热控制装置，其特征在于，

所述制热控制装置(6)随着所述冷却液的温度从低温侧向高温侧上升而使所述加热量变小。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制热控制装置，其特征在于，

所述制热控制装置(6)对搭载于车辆用空调装置且设于所述循环流路(2)的散热器(7)中的所述冷却液的推定散热量进行推定，

所述推定流量为基于所述推定散热量进行了校正的值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制热控制装置，其特征在于，

所述制热控制装置(6)具有在所述制热初始模式后执行的降额模式，在该降额模式下，基于加热量控制特性(100、100A～100E)来控制所述晶体管(5)的所述开关动作，改变所述晶体管(5)的接通－断开的占空比而对基于所述加热器(4)的加热量进行调节，

所述加热量控制特性(100、100A～100E)是表示所述冷却液的温度与基于所述加热器(4)的加热量之间的关系的函数，且具有随着所述温度跨越所述冷却液的目标温度从低温侧向高温侧上升而所述加热量减少的减少部(110)，

该减少部(110)具有所述温度处于所述目标温度(Tt)以下的温度范围内时的第一减少部(111)和所述温度处于所述目标温度(Tt)以上的温度范围内时的第二减少部(112)，且所述第一减少部(111)和所述第二减少部(112)在所述目标温度(Tt)处具有相等的所述加热量，

所述第一减少部(111)和所述第二减少部(112)均在所述函数中具有负的斜率，

所述第一减少部(111)具有第一区域(111A)和比该第一区域(111A)靠高温侧的第二区域(111B)，

所述第二区域(111B)内的任意温度处的所述加热量控制特性(100、100A～100E)的斜率与所述第一区域(111A)内的任意温度处的所述加热量控制特性(100、100A～100E)的斜率相比负的斜率大。

6.一种流体加热单元，其特征在于，具备：

壳体(14)，其具有所述冷却液的流入口(10b)、流路(10c)以及流出口(10a)；

加热器(4)，其配置于所述流路(10c)内并通过通电进行发热而对冷却液进行加热；

第一温度检测装置(51)，其配置于该加热器(4)的下游侧；

晶体管(5)，其通过开关动作而向所述加热器(4)供给电力；

权利要求1至5中任一项所述的制热控制装置(6)；

该制热控制装置(6)对所述晶体管(5)的所述开关动作进行控制。

7.根据权利要求6所述的流体加热单元，其特征在于，

所述流路(10c)沿大致水平方向延伸。

8.根据权利要求6或7所述的流体加热单元，其特征在于，

所述流体加热单元(10)在所述加热器(4)的上游侧还具备第二温度检测装置(52)。

9.一种制热循环装置，其特征在于，

具备循环流路(2)、在该循环流路(2)中填充的冷却液、使该冷却液在所述循环流路(2)中循环的泵(3)、对所述冷却液进行调温的权利要求6至8中任一项所述的流体加热单元(10)和对所述冷却液进行散热的散热器(7)，

所述冷却液在所述流体加热单元(10)中通过利用所述晶体管(5)将所述加热器(4)通电而加热。

10.一种车辆用空调装置(900)，搭载于车辆，具备权利要求9所述的制热循环装置(1)，其特征在于，

所述车辆能够进行基于电动机的行驶，

所述车辆用空调装置(900)具有对向车室内供给的空气的温度进行调节的调温单元(901)，

所述散热器(7)为在所述调温单元(901)的内部配置的热水式热交换器。

11.一种控制程序，其特征在于，使权利要求1至5中任一项所述的制热控制装置(6)执行所述制热初始模式。