JP2021035215A - 温度調整回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】1つの内圧センサで複数の弁の故障を判定できる温度調整回路を提供する。【解決手段】温度調整回路1は、第1温度調節回路4の第1接続部13と第2温度調節回路6の第1接続部とを接続する第1結合通路8と、第1温度調節回路4の第2接続部15と第2温度調節回路6の第2接続部14とを接続する第2結合通路9と、第2温度調節回路6の第1接続部に設けられ三方弁EWVと、第1温度調節回路4の第2接続部15と第1接続部13との間に設けられる遮断弁FSVと、を備える。第1温度調節回路4の第1接続部13又は第2接続部15には内圧センサPsが設けられている。【選択図】図2
Description
本発明は、電動車両などに設けられる温度調整回路に関する。
第1温度調節回路と、第2温度調節回路と、第1温度調節回路及び第2温度調節回路の少なくとも一方に熱媒体を循環させるポンプと、第1温度調節回路と第2温度調節回路とを結合して結合回路を形成する結合通路と、熱媒体が結合回路を循環する循環状態と、熱媒体が結合回路を循環しない非循環状態とを切替可能な切替部と、を備える温度調整回路が知られている。
例えば、特許文献1には、バッテリを冷却する冷却回路と、インバータを冷却する冷却回路と、バッテリを冷却する冷却回路に設けられる第1冷媒ポンプと、インバータを冷却する冷却回路に設けられる第2冷媒ポンプと、バッテリ及びインバータを同一回路で温度調整する状態(以下、循環状態とも呼ぶ。)とバッテリ及びインバータを別々の回路で温度調整する状態(以下、非循環状態とも呼ぶ。)とを切り替える切換バルブと、を備えるハイブリッド電気自動車の冷却装置において、外気温度が所定温度未満である場合、循環状態とする一方、外気温度が所定温度以上である場合、非循環状態とすることにより、温度調整の精度を高めることが記載されている。
この種の温度調整回路では、切替部を構成する弁(三方弁、遮断弁など)が故障(開閉固着、中間固着など)すると、バッテリやインバータの冷却が困難になり、バッテリが劣化するなどの不都合が生じる可能性があるため、弁の故障を判定することが求められる。弁の故障を判定する方法としては、弁の上流側及び下流側に熱媒体の温度を検出する温度センサを配置し、弁の開閉に伴う上流側と下流側の温度差の変化を監視する方法や、弁の下流側に熱媒体流路の内圧を検出する内圧センサを配置し、弁の開閉に伴う内圧の変化を監視する方法が知られている(例えば、特許文献2〜4)。
しかしながら、従来の弁の故障判定方法では、温度調整回路に複数の弁が存在する場合、各弁に対応して温度センサや内圧センサを配置する必要あるので、センサの個数が多くなり、コストが上昇するという課題があった。
本発明は、1つの内圧センサで複数の弁の故障を判定できる温度調整回路を提供する。
本発明は、
第1冷却対象に熱媒体を供給する第1ポンプを備える第1温度調節回路と、
第2冷却対象に前記熱媒体を供給する第2ポンプを備える第2温度調節回路と、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁と、
前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間に設けられる遮断弁と、
前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第1結合通路へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合した結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部又は前記第2接続部には、内圧センサが設けられている。
第1冷却対象に熱媒体を供給する第1ポンプを備える第1温度調節回路と、
第2冷却対象に前記熱媒体を供給する第2ポンプを備える第2温度調節回路と、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁と、
前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間に設けられる遮断弁と、
前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第1結合通路へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合した結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部又は前記第2接続部には、内圧センサが設けられている。
本発明によれば、1つの内圧センサで複数の弁の故障を判定することが可能になる。
以下、本発明の温度調整回路の各実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。
[車両]
図1は、本発明の一実施形態の車両である車両100の概略構成を示す斜視図である。車両100は、駆動源として電動機のみを有する電気自動車、燃料電池車であってもよく、電動機及び内燃機関を有するハイブリッド自動車でもよいが、以下の説明では、電気自動車を例に説明する。なお、図1では、後述する温度調整回路1及び空調装置ACが省略されている。
図1は、本発明の一実施形態の車両である車両100の概略構成を示す斜視図である。車両100は、駆動源として電動機のみを有する電気自動車、燃料電池車であってもよく、電動機及び内燃機関を有するハイブリッド自動車でもよいが、以下の説明では、電気自動車を例に説明する。なお、図1では、後述する温度調整回路1及び空調装置ACが省略されている。
車両100の車体101には、車室102の床下部分にバッテリ2を収容するバッテリケース103が搭載されている。車両100の前部には、モータルーム104が設けられている。モータルーム104内には、モータ105、電力変換装置5、分岐ユニット106、充電器3等が設けられている。
モータ105の回転駆動力は、シャフト107に伝達される。シャフト107の両端部には、車両100の前輪108が接続されている。電力変換装置5は、電源ケーブル111でバッテリケース103のコネクタに電気的に接続されている。また、電力変換装置5は、例えば三相バスバーによりモータ105に電気的に接続されている。電力変換装置5は、バッテリ2から供給される電力によりモータ105を駆動し、モータ105から供給される電力によりバッテリ2を充電する。
充電器3は、分岐ユニット106を介してケーブル110によりバッテリケース103のコネクタに電気的に接続されている。充電器3は、家庭用電源等の一般的な外部電源に接続して、バッテリ2に対して充電を行う。
[温度調整回路]
つぎに、本発明の一実施形態の車両100に搭載される温度調整回路1について、図2〜図5を参照して説明する。温度調整回路1は、図2に示すように、バッテリ2及び充電器3に熱媒体を供給する第1ポンプEWP1、及び、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー11、を備える第1温度調節回路4と、電力変換装置5に熱媒体を供給する第2ポンプEWP2、及び、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ12、を備える第2温度調節回路6と、第1温度調節回路4と第2温度調節回路6とを結合して結合回路7を形成する第1結合通路8及び第2結合通路9と、熱媒体が結合回路7を循環可能な循環状態と、熱媒体が結合回路7を循環不可能な非循環状態とを切替可能な三方弁EWVと、三方弁EWV及び後述する遮断弁FSVを制御して複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置10と、を備える。なお、熱媒体は、水、ラジエータ液、クーラント液等の液状媒体である。
つぎに、本発明の一実施形態の車両100に搭載される温度調整回路1について、図2〜図5を参照して説明する。温度調整回路1は、図2に示すように、バッテリ2及び充電器3に熱媒体を供給する第1ポンプEWP1、及び、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー11、を備える第1温度調節回路4と、電力変換装置5に熱媒体を供給する第2ポンプEWP2、及び、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ12、を備える第2温度調節回路6と、第1温度調節回路4と第2温度調節回路6とを結合して結合回路7を形成する第1結合通路8及び第2結合通路9と、熱媒体が結合回路7を循環可能な循環状態と、熱媒体が結合回路7を循環不可能な非循環状態とを切替可能な三方弁EWVと、三方弁EWV及び後述する遮断弁FSVを制御して複数のモードからいずれか一つのモードを選択する制御装置10と、を備える。なお、熱媒体は、水、ラジエータ液、クーラント液等の液状媒体である。
[複数のモード]
複数のモードには、循環状態において、チラー11を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換不能な状態として結合回路7に熱媒体を循環させるシリーズモードと、非循環状態において、第2温度調節回路6に熱媒体を循環させるセパレートモードと、非循環状態において、第2温度調節回路6に熱媒体を循環させるとともに、チラー11を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として第1温度調節回路4に熱媒体を循環させるパラレル冷却モードと、が含まれる。
複数のモードには、循環状態において、チラー11を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換不能な状態として結合回路7に熱媒体を循環させるシリーズモードと、非循環状態において、第2温度調節回路6に熱媒体を循環させるセパレートモードと、非循環状態において、第2温度調節回路6に熱媒体を循環させるとともに、チラー11を熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能な状態として第1温度調節回路4に熱媒体を循環させるパラレル冷却モードと、が含まれる。
なお、セパレートモードは、第1温度調節回路4における熱媒体の循環を禁止するモードではない。例えば、セパレートモードにおいて、チラー11を動作させずに第1温度調節回路4に熱媒体を循環させることで熱媒体の温度の偏りをなくしてもよい。また、第1温度調節回路4が熱媒体を加温する加温手段を備える場合は、セパレートモードにおいて、加温手段を有効にして第1温度調節回路4に熱媒体を循環させることでバッテリ2を加温することができる。以下、第1温度調節回路4、第2温度調節回路6、結合回路7及び制御装置10について詳細に説明する。
[第1温度調節回路]
第1温度調節回路4は、該回路に熱媒体を循環させる第1ポンプEWP1と、第1ポンプEWP1の下流側に配置され、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー11と、チラー11の下流側に配置されるバッテリ2及び充電器3と、充電器3の下流側で、且つ第1ポンプEWP1の上流側に配置される遮断弁FSVと、を備える。
第1温度調節回路4は、該回路に熱媒体を循環させる第1ポンプEWP1と、第1ポンプEWP1の下流側に配置され、熱媒体と空調用熱媒体とで熱交換可能なチラー11と、チラー11の下流側に配置されるバッテリ2及び充電器3と、充電器3の下流側で、且つ第1ポンプEWP1の上流側に配置される遮断弁FSVと、を備える。
図4に示すように、パラレル冷却モードでは、遮断弁FSVの開弁状態で第1ポンプEWP1を駆動することにより、該第1ポンプEWP1が吐出する熱媒体をチラー11、バッテリ2、充電器3の順番で循環させることができる。これにより、チラー11によって冷却された熱媒体がバッテリ2及び充電器3と熱交換し、バッテリ2及び充電器3が冷却される。
図2に戻って、空調用熱媒体が流れる空調装置ACは、コンプレッサ20、コンデンサ21、エバポレータ22、及び遮断弁23、24を備え、コンプレッサ20と、コンデンサ21と、エバポレータ22とが直列に接続され、エバポレータ22とチラー11とが並列に接続されている。空調装置ACでは、エバポレータ22への流路とチラー11への流路が、遮断弁23、24によって切り替え可能に構成されている。
[第2温度調節回路]
第2温度調節回路6は、該回路に熱媒体を循環させる第2ポンプEWP2と、第2ポンプEWP2の下流側に配置され、モードを切替える三方弁EWVと、三方弁EWVの下流側に配置される電力変換装置5と、電力変換装置5の下流側に配置され、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ12と、を備える。なお、電力変換装置5は、直流電力を交流電力に変換するとともに交流電力を直流電力に変換するインバータ、及び直流電圧を昇圧又は降圧するDC−DCコンバータの少なくとも一方を含む。
第2温度調節回路6は、該回路に熱媒体を循環させる第2ポンプEWP2と、第2ポンプEWP2の下流側に配置され、モードを切替える三方弁EWVと、三方弁EWVの下流側に配置される電力変換装置5と、電力変換装置5の下流側に配置され、熱媒体と外気とで熱交換を行うラジエータ12と、を備える。なお、電力変換装置5は、直流電力を交流電力に変換するとともに交流電力を直流電力に変換するインバータ、及び直流電圧を昇圧又は降圧するDC−DCコンバータの少なくとも一方を含む。
本実施形態の三方弁EWVは、電磁式の三方弁であり、セパレートモード及びパラレル冷却モードでは、第2ポンプEWP2の下流側流路と電力変換装置5の上流側流路との接続を許容するとともに、第2ポンプEWP2の下流側流路と後述する第1結合通路8との接続を遮断する。そして、セパレートモード及びパラレル冷却モードでは、図3及び図4に示すように、第2ポンプEWP2を駆動することにより、該第2ポンプEWP2が吐出する熱媒体を電力変換装置5、ラジエータ12の順番で循環させることができる。これにより、ラジエータ12によって冷却された熱媒体が電力変換装置5と熱交換し、電力変換装置5が冷却される。
一方、シリーズモードでは、図5に示すように、三方弁EWVが、第2ポンプEWP2の下流側流路と電力変換装置5の上流側流路との接続を遮断するとともに、第2ポンプEWP2の下流側流路と後述する第1結合通路8との接続を許容する。なお、シリーズモードにおける熱冷媒の流れは後述する。
[結合回路]
結合通路8、9は、第1結合通路8と第2結合通路9とを含む。第1結合通路8は、第2温度調節回路6の第1接続部(三方弁EWVが設けられた部位)と第1温度調節回路4の第1接続部13とを結合し、第2結合通路9は、第2温度調節回路6の第2接続部14と第1温度調節回路4の第2接続部15とを結合している。第2温度調節回路6の第2接続部14は、第2温度調節回路6における三方弁EWVの下流側で、且つ電力変換装置5の上流側に位置し、第1温度調節回路4の第1接続部13は、第1温度調節回路4における第1ポンプEWP1の下流側で、且つチラー11の上流側に位置し、第1温度調節回路4の第2接続部15は、第1温度調節回路4における充電器3の下流側で、且つ遮断弁FSVの上流側に位置する。
結合通路8、9は、第1結合通路8と第2結合通路9とを含む。第1結合通路8は、第2温度調節回路6の第1接続部(三方弁EWVが設けられた部位)と第1温度調節回路4の第1接続部13とを結合し、第2結合通路9は、第2温度調節回路6の第2接続部14と第1温度調節回路4の第2接続部15とを結合している。第2温度調節回路6の第2接続部14は、第2温度調節回路6における三方弁EWVの下流側で、且つ電力変換装置5の上流側に位置し、第1温度調節回路4の第1接続部13は、第1温度調節回路4における第1ポンプEWP1の下流側で、且つチラー11の上流側に位置し、第1温度調節回路4の第2接続部15は、第1温度調節回路4における充電器3の下流側で、且つ遮断弁FSVの上流側に位置する。
第1温度調節回路4における第1接続部13と第2接続部15との間の通路、即ち第1温度調節回路4において第1ポンプEWP1及び遮断弁FSVが配置される通路は、結合回路7において、その一部をバイパスする分岐通路16として機能する。
図5に示すように、熱媒体が結合回路7を循環するシリーズモードでは、第1ポンプEWP1及びチラー11の動作を停止させ、第2ポンプEWP2の駆動によって熱媒体を循環させる。これにより、第2ポンプEWP2から吐出される熱媒体が、バッテリ2、充電器3、電力変換装置5、ラジエータ12の順番で循環し、バッテリ2、充電器3及び電力変換装置5が冷却される。また、シリーズモードでは、遮断弁FSVを閉弁して分岐通路16を経由した熱媒体の循環を停止する。
[制御装置]
制御装置10は、第1温度調節回路4の温度として、チラー11の入口における熱媒体の温度である第1温度Twcを取得する第1温度センサSwcと、第2温度調節回路6の温度として、電力変換装置5の入口における熱媒体の温度である第2温度Twpを取得する第2温度センサSwpと、バッテリ2の温度である第3温度Tbを取得する第3温度センサSbと、から温度情報が入力され、第1温度Twc、第2温度Twp、及び第3温度Tbに応じていずれか一つのモードを選択する。
制御装置10は、第1温度調節回路4の温度として、チラー11の入口における熱媒体の温度である第1温度Twcを取得する第1温度センサSwcと、第2温度調節回路6の温度として、電力変換装置5の入口における熱媒体の温度である第2温度Twpを取得する第2温度センサSwpと、バッテリ2の温度である第3温度Tbを取得する第3温度センサSbと、から温度情報が入力され、第1温度Twc、第2温度Twp、及び第3温度Tbに応じていずれか一つのモードを選択する。
また、制御装置10には、第1温度調節回路4の第1接続部13に配置され、第1接続部13における熱媒体流路内の圧力P(以下、適宜内圧という。)を取得する内圧センサPs(図7及び図11では、適宜P−sensorと記載する。)から圧力情報が入力される。第1接続部13は、三方弁EWV及び遮断弁FSVの下流で、且つ三方弁EWV及び遮断弁FSVから流出する熱媒体の合流点なので、制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWV及び遮断弁FSVの切り替え時における内圧の変化を適切に把握することができる。
(三方弁の故障判定)
制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWVの故障を判定する。例えば、制御装置10は、セパレートモードにおいて第2ポンプEWP2を駆動し、該駆動後における内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWVの故障を判定する。つまり、三方弁EWVが正常であれば、セパレートモードにおける第2ポンプEWP2の駆動後、内圧センサPsの出力は所定範囲内となるので、制御装置10は、内圧センサPsの出力が所定範囲から外れている場合、三方弁EWVが故障していると判定する。以下、この処理を第1故障判定処理(図6のPhase1)という。
制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWVの故障を判定する。例えば、制御装置10は、セパレートモードにおいて第2ポンプEWP2を駆動し、該駆動後における内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWVの故障を判定する。つまり、三方弁EWVが正常であれば、セパレートモードにおける第2ポンプEWP2の駆動後、内圧センサPsの出力は所定範囲内となるので、制御装置10は、内圧センサPsの出力が所定範囲から外れている場合、三方弁EWVが故障していると判定する。以下、この処理を第1故障判定処理(図6のPhase1)という。
また、制御装置10は、セパレートモードからシリーズモードに切り替え、該切り替え後における内圧センサPsの出力に基づいて、三方弁EWVの故障を判定する。つまり、制御装置10は、セパレートモードからシリーズモードへの切り替え後の内圧と後述する基準内圧Prとの圧力差を利用して三方弁EWVの故障判定を行う。以下、この処理を第4故障判定処理(図6のPhase4)という。
(遮断弁の故障判定)
制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、遮断弁FSVの故障を判定する。例えば、制御装置10は、セパレートモードにおいて第1ポンプEWP1を駆動し、該駆動後における内圧センサPsの出力に基づいて、遮断弁FSVの故障を判定する。つまり、制御装置10は、セパレートモードにおける第1ポンプEWP1の駆動後の内圧と後述する基準内圧Prとの圧力差を利用して遮断弁FSVの故障判定を行う。以下、この処理を第2故障判定処理という(図6のPhase2)。
制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、遮断弁FSVの故障を判定する。例えば、制御装置10は、セパレートモードにおいて第1ポンプEWP1を駆動し、該駆動後における内圧センサPsの出力に基づいて、遮断弁FSVの故障を判定する。つまり、制御装置10は、セパレートモードにおける第1ポンプEWP1の駆動後の内圧と後述する基準内圧Prとの圧力差を利用して遮断弁FSVの故障判定を行う。以下、この処理を第2故障判定処理という(図6のPhase2)。
また、制御装置10は、セパレートモードにおいて遮断弁FSVを開弁状態から閉弁状態に制御し、該制御後における内圧センサPsの出力に基づいて、遮断弁FSVの故障を判定する。つまり、制御装置10は、セパレートモードにおいて遮断弁FSVを開弁状態から閉弁状態にした後の内圧と後述する基準内圧Prとの圧力差を利用して遮断弁FSVの故障判定を行う。以下、この処理を第3故障判定処理(図6のPhase3)という。
(故障判定処理手順及び故障判定処理タイミング)
つぎに、制御装置10による温度調整回路1の故障判定処理手順及び故障判定処理タイミングについて、図6及び図7を参照して説明する。なお、本実施形態の制御装置10による温度調整回路1の故障判定処理は、前述した第1故障判定処理(ステップS102〜S107)、第2故障判定処理(S108〜S113)、第3故障判定処理(ステップS114〜S117)、及び第4故障判定処理(ステップS121〜S123)を順次実行するものであり、図面では、第1〜第4の故障判定処理を適宜Phase1〜4と記載する。また、図6に示す故障判定処理には、第1ポンプEWP1及び第2ポンプEWP2の回転数異常を判定する処理が含まれているが、これらの処理は省略してもよい。
つぎに、制御装置10による温度調整回路1の故障判定処理手順及び故障判定処理タイミングについて、図6及び図7を参照して説明する。なお、本実施形態の制御装置10による温度調整回路1の故障判定処理は、前述した第1故障判定処理(ステップS102〜S107)、第2故障判定処理(S108〜S113)、第3故障判定処理(ステップS114〜S117)、及び第4故障判定処理(ステップS121〜S123)を順次実行するものであり、図面では、第1〜第4の故障判定処理を適宜Phase1〜4と記載する。また、図6に示す故障判定処理には、第1ポンプEWP1及び第2ポンプEWP2の回転数異常を判定する処理が含まれているが、これらの処理は省略してもよい。
図6に示すように、制御装置10は、車両100の主電源であるイグニッションスイッチのONに応じて起動すると、まず、セパレートモードで冷却を開始する(S101)。制御装置10は、セパレートモードにおいて、第2ポンプEWP2の駆動を開始した後(S102)、第2ポンプEWP2の要求回転数と実際の駆動回転数との差が第1所定値TH1以下であるか否かを判断し(S103)、この判断結果がNOの場合は、第2ポンプEWP2が故障していると判定する(S104)。
制御装置10は、ステップS103の判断結果がYESの場合、内圧センサPsの出力を内圧Prとして取得した後(S105)、内圧Prが第2所定値TH2と略等しいか否か、即ち内圧Prが第2所定値TH2の±α以内であるか否かを判断する(S106)。制御装置10は、この判断結果がNOの場合は、三方弁EWVが故障していると判定する(S107)。この判定は、第2ポンプEWP2が正常である状態で、内圧Prが異常値を示す場合に三方弁EWVが故障(開閉固着、中間固着など)していると判定するものである。なお、以下の説明では、この内圧Prを基準内圧Prと称する。
制御装置10は、ステップS106の判断結果がYESの場合、第1ポンプEWP1の駆動を開始した後(S108)、第1ポンプEWP1の要求回転数と実際の駆動回転数との差が第3所定値TH3以下であるか否かを判断し(S109)、この判断結果がNOの場合は、第1ポンプEWP1が故障していると判定する(S110)。
制御装置10は、ステップS109の判断結果がYESの場合、内圧センサPsの出力を内圧P1として取得した後(S111)、内圧P1と基準内圧Prとの差が第4所定値TH4と略等しいか否か、即ち内圧P1と基準内圧Prとの差が第4所定値TH4の±α以内であるか否かを判断する(S112)。制御装置10は、この判断結果がNOの場合は、遮断弁FSVが故障していると判定する(S113)。この判定は、第2ポンプEWP2、三方弁EWV、及び第1ポンプEWP1が正常である状態で、内圧P1が異常値を示す場合に遮断弁FSVが故障(開閉固着、中間固着など)していると判定するものである。
制御装置10は、ステップS112の判断結果がYESの場合、遮断弁FSVに通電して閉弁状態とした後(S114)、内圧センサPsの出力を内圧P2として取得するとともに(S115)、内圧P2と基準内圧Prとの差が第5所定値TH5と略等しいか否か、即ち内圧P2と基準内圧Prとの差が第5所定値TH5の±α以内であるか否かを判断する(S116)。制御装置10は、この判断結果がNOの場合は、遮断弁FSVが故障していると判定する(S117)。この判定は、第2ポンプEWP2、三方弁EWV、及び第1ポンプEWP1が正常である状態で、内圧P2が異常値を示す場合に、ステップS114における遮断弁FSVへの通電に対し、遮断弁FSVが適切に動作しておらず、遮断弁FSVが故障(開閉固着、中間固着など)していると判定するものである。
制御装置10は、ステップS116の判断結果がYESの場合、シリーズモードへの切替えを指示し(S118)、第1ポンプEWP1を停止するとともに(S119)、三方弁EWVに通電して三方弁EWVを第1結合通路8側へ切替えた後(S120)、内圧センサPsの出力を内圧P3として取得する(S121)。その後、制御装置10は、内圧P3と基準内圧Prとの差が第6所定値TH6と略等しいか否か、即ち内圧P3と基準内圧Prとの差が第6所定値TH6の±α以内であるか否かを判断し(S122)、この判断結果がNOの場合は、三方弁EWVが故障していると判定する(S123)。この判定は、第2ポンプEWP2、遮断弁FSV、及び第1ポンプEWP1が正常である状態で、内圧P3が異常値を示す場合に、ステップS120における三方弁EWVへの通電に対し、三方弁EWVが適切に動作しておらず、三方弁EWVが故障(開閉固着、中間固着など)していると判定するものである。制御装置10は、ステップS122の判断結果がYESの場合、一連の故障判定処理を終了する。
[第2実施形態]
つぎに、第2実施形態の温度調整回路1の構成及び故障判定処理について、図8〜図11を参照して説明する。ただし、上記実施形態と共通する構成及び処理手順については、上記実施形態と同じ符号を用いることにより、上記実施形態の説明を援用する。
つぎに、第2実施形態の温度調整回路1の構成及び故障判定処理について、図8〜図11を参照して説明する。ただし、上記実施形態と共通する構成及び処理手順については、上記実施形態と同じ符号を用いることにより、上記実施形態の説明を援用する。
図8に示すように、第2実施形態の温度調整回路1は、第1温度調節回路4に、チラー11の下流側に配置され、熱媒体を加温可能なヒーター17と、ヒーター17をバイパスするバイパス路18と、ヒーター17が設けられる加温流路19と、バイパス路18と加温流路19との接続部に設けられる三方弁である第2三方弁EWV2と、をさらに備える点が上記実施形態の温度調整回路1と相違している。
そして、図9に示すように、第2実施形態の温度調整回路1によれば、上記実施形態の複数のモードに加え、非循環状態において、第2温度調節回路6に熱媒体を循環させつつ、ヒーター17を熱媒体を加温可能な状態として第1温度調節回路4に熱媒体を循環させるセパレート加温モードを選択することが可能になる。
第2実施形態の温度調整回路1を制御する制御装置10は、内圧センサPsの出力に基づいて、第2三方弁EWV2の故障を判定する。例えば、制御装置10は、循環状態(シリーズモード)において第2三方弁EWV2を熱媒体が加温流路19に流れるように切り替え、該切り替え後における内圧センサPsの出力に基づいて、第2三方弁の故障を判定する。このようにすると、つまり、循環状態(シリーズモード)において第2三方弁EWV2を熱媒体が加温流路19に流れるように切り替え後の内圧と基準内圧Prとの圧力差を利用して第2三方弁EWV2の故障を判定することが可能になる。以下、この処理を第5故障判定処理という(図10のPhase5)。
つぎに、制御装置10による温度調整回路1の故障判定処理手順及び故障判定処理タイミングについて、図10及び図11を参照して説明する。なお、本実施形態の制御装置10による温度調整回路1の第5故障判定処理は、前述した第4故障判定処理(ステップS121〜S123)の終了後に実行されるものであり、図10では、第5故障判定処理を適宜Phase5と記載する。
図10及び図11に示すように、制御装置10は、ステップS122の判断結果がYESの場合、第2三方弁EWV2に通電して第2三方弁EWV2を加温流路19側へ切替えた後(S124)、内圧センサPsの出力を内圧P4として取得する(S125)。その後、制御装置10は、内圧P4と基準内圧Prとの差が第7所定値TH7と略等しいか否か、即ち内圧P4と基準内圧Prとの差が第7所定値TH7の±α以内であるか否かを判断し(S126)、この判断結果がNOの場合は、第2三方弁EWV2が故障していると判定する(S127)。制御装置10は、ステップS126の判断結果がYESの場合、一連の故障判定処理を終了する。この判定は、第2ポンプEWP2、三方弁EWV、遮断弁FSV、及び第1ポンプEWP1が正常である状態で、内圧P4が異常値を示す場合に、ステップS124における第2三方弁EWV2への通電に対し、第2三方弁EWV2が適切に動作しておらず、第2三方弁EWV2が故障(開閉固着、中間固着など)していると判定するものである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態では、第1温度調節回路4の第1接続部13に内圧センサPsを配置しているが、第1温度調節回路4の第2接続部15に内圧センサPsを配置した場合であっても、上記実施形態と略同様の効果が得られる。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 第1冷却対象(バッテリ2)に熱媒体を供給する第1ポンプ(第1ポンプEWP1)を備える第1温度調節回路(第1温度調節回路4)と、
第2冷却対象(電力変換装置5)に前記熱媒体を供給する第2ポンプ(第2ポンプEWP2)を備える第2温度調節回路(第2温度調節回路6)と、
前記第1温度調節回路の第1接続部(第1接続部13)と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路(第1結合通路8)と、
前記第1温度調節回路の第2接続部(第2接続部15)と前記第2温度調節回路の第2接続部(第2接続部14)とを接続する第2結合通路(第2結合通路9)と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁(三方弁EWV)と、
前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間に設けられる遮断弁(遮断弁FSV)と、
前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置(制御装置10)と、を備える、温度調整回路(温度調整回路1)であって、
前記制御装置は、
前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第1結合通路へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合した結合回路(結合回路7)を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部又は前記第2接続部には、内圧センサ(内圧センサPs)が設けられている、温度調整回路。
第2冷却対象(電力変換装置5)に前記熱媒体を供給する第2ポンプ(第2ポンプEWP2)を備える第2温度調節回路(第2温度調節回路6)と、
前記第1温度調節回路の第1接続部(第1接続部13)と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路(第1結合通路8)と、
前記第1温度調節回路の第2接続部(第2接続部15)と前記第2温度調節回路の第2接続部(第2接続部14)とを接続する第2結合通路(第2結合通路9)と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁(三方弁EWV)と、
前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間に設けられる遮断弁(遮断弁FSV)と、
前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置(制御装置10)と、を備える、温度調整回路(温度調整回路1)であって、
前記制御装置は、
前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第1結合通路へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合した結合回路(結合回路7)を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部又は前記第2接続部には、内圧センサ(内圧センサPs)が設けられている、温度調整回路。
(1)によれば、第1温度調節回路の第1接続部又は第2接続部に設けられた内圧センサにより、遮断弁及び三方弁の切り替え時における内圧の変化を適切に把握することで、1つの内圧センサで複数の弁の故障を判定できる。
(2) (1)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第2ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第2ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
(2)によれば、非循環状態における第2ポンプの駆動後の内圧センサの出力に基づいて三方弁の故障を判定することができる。
(3) (1)又は(2)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態から前記循環状態に切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記制御装置は、前記非循環状態から前記循環状態に切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
(3)によれば、非循環状態から前記循環状態への切り替え後の内圧センサの出力に基づいて三方弁の故障を判定することができる。
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第1ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第1ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。
(4)によれば、非循環状態における第1ポンプの駆動後の内圧センサの出力に基づいて遮断弁の故障を判定することができる。
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記制御装置は、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。
(5)によれば、非循環状態において遮断弁を開弁状態から閉弁状態にした後の内圧センサの出力に基づいて遮断弁の故障を判定することができる。
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載の温度調整回路であって、
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置(ヒーター17)と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路(バイパス路18)と、
前記加温装置が設けられる加温流路(加温流路19)と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁(第2三方弁EWV2)と、を備え、
前記制御装置は、前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置(ヒーター17)と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路(バイパス路18)と、
前記加温装置が設けられる加温流路(加温流路19)と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁(第2三方弁EWV2)と、を備え、
前記制御装置は、前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
(6)によれば、内圧センサにより第2三方弁の故障も判定することができる。
(7) (6)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
前記制御装置は、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。
(7)によれば、循環状態において第2三方弁を熱媒体が加温流路に流れるように切り替えた後の内圧センサの出力に基づいて第2三方弁の故障を判定することができる。
(8) (1)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記制御装置は、前記非循環状態において、前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第1故障判定処理を実行し、
前記第1故障判定処理後、前記非循環状態においてさらに前記第1ポンプを駆動し、前記第1ポンプの駆動後の前記内圧センサの出力から前記遮断弁の故障を判定する第2故障判定処理を実行する、温度調整回路。
前記制御装置は、
前記制御装置は、前記非循環状態において、前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第1故障判定処理を実行し、
前記第1故障判定処理後、前記非循環状態においてさらに前記第1ポンプを駆動し、前記第1ポンプの駆動後の前記内圧センサの出力から前記遮断弁の故障を判定する第2故障判定処理を実行する、温度調整回路。
(8)によれば、1つの内圧センサにより三方弁及び遮断弁の故障を順次判定することができる。
(9) (8)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
第2故障判定処理後、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する第3故障判定処理を実行する、温度調整回路。
前記制御装置は、
第2故障判定処理後、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する第3故障判定処理を実行する、温度調整回路。
(9)によれば、第3故障判定処理において、第2故障判定処理では検出できなかった遮断弁の故障をより正確に判定することができる。
(10) (9)に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
第3故障判定処理後、前記非循環状態から前記循環状態に切り替えた後、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第4故障判定処理を実行する、温度調整回路。
前記制御装置は、
第3故障判定処理後、前記非循環状態から前記循環状態に切り替えた後、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第4故障判定処理を実行する、温度調整回路。
(10)によれば、第4故障判定処理において、第1故障判定処理では検出できなかった三方弁の故障をより正確に判定することができる。
(11) (10)に記載の温度調整回路であって、
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置(ヒーター17)と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路(バイパス路18)と、
前記加温装置が設けられる加温流路(加温流路19)と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁(第2三方弁EWV2)と、を備え、
前記制御装置は、
前記第4故障判定処理後、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する第5故障判定処理を実行する、温度調整回路。
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置(ヒーター17)と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路(バイパス路18)と、
前記加温装置が設けられる加温流路(加温流路19)と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁(第2三方弁EWV2)と、を備え、
前記制御装置は、
前記第4故障判定処理後、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する第5故障判定処理を実行する、温度調整回路。
(13)によれば、1つの内圧センサにより第2三方弁の故障も判定することができる。
1 温度調整回路
2 バッテリ(第1冷却対象)
4 第1温度調節回路
5 電力変換装置(第2冷却対象)
6 第2温度調節回路
7 結合回路
8 第1結合通路
9 第2結合通路
10 制御装置
13 第1温度調節回路の第1接続部
14 第2温度調節回路の第2接続部
15 第1温度調節回路の第2接続部
17 ヒーター(加温装置)
18 バイパス路
19 加温流路
EWP1 第1ポンプ
EWP2 第2ポンプ
EWV 三方弁
FSV 遮断弁
EWV2 第2三方弁
2 バッテリ(第1冷却対象)
4 第1温度調節回路
5 電力変換装置(第2冷却対象)
6 第2温度調節回路
7 結合回路
8 第1結合通路
9 第2結合通路
10 制御装置
13 第1温度調節回路の第1接続部
14 第2温度調節回路の第2接続部
15 第1温度調節回路の第2接続部
17 ヒーター(加温装置)
18 バイパス路
19 加温流路
EWP1 第1ポンプ
EWP2 第2ポンプ
EWV 三方弁
FSV 遮断弁
EWV2 第2三方弁
Claims (11)
- 第1冷却対象に熱媒体を供給する第1ポンプを備える第1温度調節回路と、
第2冷却対象に前記熱媒体を供給する第2ポンプを備える第2温度調節回路と、
前記第1温度調節回路の第1接続部と前記第2温度調節回路の第1接続部とを接続する第1結合通路と、
前記第1温度調節回路の第2接続部と前記第2温度調節回路の第2接続部とを接続する第2結合通路と、
前記第2温度調節回路の前記第1接続部に設けられ、前記第2温度調節回路の前記第2接続部への前記熱媒体の供給と、前記第1結合通路への前記熱媒体の供給とを切り替える三方弁と、
前記第1温度調節回路を流れる前記熱媒体の流れ方向において、前記第1温度調節回路の前記第2接続部と前記第1温度調節回路の前記第1接続部との間に設けられる遮断弁と、
前記三方弁及び前記遮断弁を制御する制御装置と、を備える、温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記遮断弁を閉弁状態とし、前記三方弁を前記第1結合通路へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記第1温度調節回路と前記第2温度調節回路とを結合した結合回路を前記熱媒体が循環する循環状態と、
前記遮断弁を開弁状態とし、前記三方弁を前記第2温度調節回路の前記第2接続部へ前記第2ポンプからの前記熱媒体を供給するように制御して、前記熱媒体が前記結合回路を循環しない非循環状態と、を切り替え可能に構成され、
前記第1温度調節回路の前記第1接続部又は前記第2接続部には、内圧センサが設けられている、温度調整回路。 - 請求項1に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第2ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項1又は2に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態から前記循環状態に切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記第1ポンプを駆動し、該駆動後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の温度調整回路であって、
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路と、
前記加温装置が設けられる加温流路と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁と、を備え、
前記制御装置は、前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項6に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する、温度調整回路。 - 請求項1に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
前記制御装置は、前記非循環状態において、前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第1故障判定処理を実行し、
前記第1故障判定処理後、前記非循環状態においてさらに前記第1ポンプを駆動し、前記第1ポンプの駆動後の前記内圧センサの出力から前記遮断弁の故障を判定する第2故障判定処理を実行する、温度調整回路。 - 請求項8に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
第2故障判定処理後、前記非循環状態において前記遮断弁を前記開弁状態から前記閉弁状態に制御し、該制御後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記遮断弁の故障を判定する第3故障判定処理を実行する、温度調整回路。 - 請求項9に記載の温度調整回路であって、
前記制御装置は、
第3故障判定処理後、前記非循環状態から前記循環状態に切り替えた後、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記三方弁の故障を判定する第4故障判定処理を実行する、温度調整回路。 - 請求項10に記載の温度調整回路であって、
前記第1温度調節回路は、
前記熱媒体を加温可能な加温装置と、
前記加温装置をバイパスするバイパス路と、
前記加温装置が設けられる加温流路と、
前記バイパス路と前記加温流路との接続部に設けられる第2三方弁と、を備え、
前記制御装置は、
前記第4故障判定処理後、前記循環状態において前記第2三方弁を前記熱媒体が前記加温流路に流れるように切り替え、該切り替え後における前記内圧センサの出力に基づいて、前記第2三方弁の故障を判定する第5故障判定処理を実行する、温度調整回路。
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