JP6601122B2 - 車両用熱管理システム - Google Patents
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また、上記目的を達成するため、請求項2に記載の発明は、熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、冷媒を吸入して吐出する圧縮機(32)と、圧縮機から吐出された冷媒と第2ポンプから吐出された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する加熱用熱交換器(15)と、加熱用熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(33)と、減圧手段により減圧膨張された冷媒と第1ポンプによって吸入された熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する冷却用熱交換器(14)と、車両の走行制御を行うための機器であって、熱媒体との間で熱授受が行われる第1機器(19、20a)と、車両の走行制御と異なる制御を行うための機器であって、熱媒体との間で熱授受が行われる第2機器(16、17)と、第1、第2機器のそれぞれに対して、加熱用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態と、冷却用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態とを切り替える切替部(21、22)と、第1機器の優先度が第2機器よりも高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定するとともに熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう熱分配比率を特定する優先度特定部(S106、S118、S203、S403)と、優先度特定部により特定された熱分配優先度および熱分配比率に従って第1機器および第2機器のうち熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御する熱分配制御部(S114)と、を備え、優先度特定部は、第1機器および第2機器の少なくとも1つの機器を流通する熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した場合、熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した機器の優先度が高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定し、第1機器および第2機器を流通する熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足しないと判定した場合、第1機器の優先度が第2機器よりも高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定する。したがって、車両走行に支障を与えることのないよう車両の走行制御を行うための機器の温度を制御できる。
図1に示す車両用熱管理システム10は、車両が備える各種機器や車室内を適切な温度に調整するために用いられる。本実施形態では、熱管理システム10を、エンジン(内燃機関)および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド自動車に適用している。
そして、ラジエータ13にて外気から吸熱した冷却水は、冷却水冷却器14で冷凍サイクル31の冷媒と熱交換して放熱する。したがって、冷却水冷却器14では、冷凍サイクル31の冷媒が冷却水を介して外気から吸熱する。
DWPa=fw1a(DTa01)
次に、圧縮機32の回転数の現在の回転数と目標回転数の差分DCompaを算出する(S112)。なお、圧縮機32の回転数は、以下の数式2に示す関数を用いて算出することができる。
DCompa=fc1a(DTa01)
次に、S108〜S112にて算出した各値に基づいて第1切替弁21、第1ポンプ11および圧縮機32を制御する(S114)。具体的には、インバータ19以外の機器への通水が停止され、巡回する冷却水の全てがインバータ19を流れるように、S108にて算出した差分DVa01を第1切替弁21の弁開度の変化量として第1切替弁21の弁開度を変化させる。さらに、S110にて算出した作動レベルの差分DWPaを第1ポンプ11の作動レベル(回転数)の変化量として第1ポンプ11の作動レベル(回転数)を変化させ、圧縮機32の回転数の現在の回転数と目標回転数の差分DCompaを圧縮機32の回転数の変化量として圧縮機32の回転数を変化させる。
DCompb=fc1b(DTa01)
次のS114では、S120〜S124にて算出した各値に基づいて第1切替弁21、第1ポンプ11および圧縮機32を制御する。これにより、インバータ19および電池温調用熱交換器20a以外の機器への通水が停止され、インバータ19を第1優先、電池温調用熱交換器20aを第2優先として、冷却水をインバータ19および電池温調用熱交換器20aに優先的に巡回させることができるので、インバータ19および電池温調用熱交換器20aを優先的に冷却することができる。
DWP=fw2(DVlva、DVlvb)
次に、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompaを算出する(S216)。なお、圧縮機32の回転数は、以下の数式5に示す関数を用いて算出することができる。
DComp=fc2(DVlva、DVlvb)
このように、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompaを算出すると、図3のS114へ進む。
DWP=fw3(DVlvc、DVlvh)
次に、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompaを算出する(S312)。なお、圧縮機32の回転数は、以下の数式7に示す関数を用いて算出することができる。
DComp=fc3(DVlvc、DVlvh)
このように、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompを算出すると、図3のS114へ進む。
DWP=fw3(DVlva、DVlvb、DVlvc、DVlvh)
次に、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompを算出する(S418)。なお、圧縮機32の回転数は、以下の数式8に示す関数を用いて算出することができる。
DComp=fc3(DVlva、DVlvb、DVlvc、DVlvh)
このように、圧縮機32の現在の回転数と目標回転数との差分DCompを算出すると、図3のS114へ進む。
(1)上記実施形態では、熱分配優先度に従って第1機器19、20aおよび第2機器16、17を流れる熱媒体の熱量(吸熱量)を分配するよう切替部21、22、第1ポンプ11、第2ポンプ12および圧縮機32を制御するようにした。しかし、熱分配優先度に従って第1機器19、20aおよび第2機器16、17を流れる熱媒体の熱量(吸熱量)を分配するよう切替部21、22、第1ポンプ11、第2ポンプ12および圧縮機32の少なくとも1つを制御するようにしてもよい。
・上記実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、第1機器の優先度が第2機器よりも高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定する優先度特定部(S106、S118、S203、S303、S403)と、優先度特定部により特定された熱分配優先度に従って第1機器および第2機器を流れる熱媒体の熱量を分配するよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御する熱分配制御部(S114)と、を備えている。
・上記実施形態の一部または全部で示された第2の観点によれば、熱分配制御部は、第1機器および第2機器の少なくとも一方を流通する熱媒体の温度を変化させるよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御する。このように、熱分配制御部は、第1機器を流通する熱媒体の温度を変化させるよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御することができる。
・上記実施形態の一部または全部で示された第3の観点によれば、熱分配制御部は、第1機器および第2機器の少なくとも一方を流通する熱媒体の流量を変化させるよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御する。このように、熱分配制御部は、第1機器を流通する熱媒体の流量を変化させるよう切替部、第1ポンプ、第2ポンプおよび圧縮機の少なくとも1つを制御することもできる。
・上記実施形態の一部または全部で示された第4の観点によれば、通常走行モード、スポーツ走行モードおよび省燃費走行モードを含む複数の走行モードのうちいずれか1つの走行モードが設定可能な車両に搭載され、優先度特定部は、走行モードに応じて熱分配優先度が異なるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定する。このように、走行モードに応じて第1機器および第2機器の熱分配優先度を異ならせることで、より走行モードに適した熱分配を行うことが可能である。
・上記実施形態の一部または全部で示された第5の観点によれば、優先度特定部は、第1機器および第2機器の少なくとも1つの機器を流通する熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した場合、熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した機器の優先度が高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定する。このように、熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した場合には、熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した機器の優先度が高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定することで、第1機器熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した機器の熱分配を安定的に行うことができる。
11、12 ポンプ
16 クーラコア
17 ヒータコア
19 インバータ
20 電池
20a 電池温調用熱交換器
21、22 切替弁
32 圧縮機
Claims (4)
- 通常走行モード、スポーツ走行モードおよび省燃費走行モードを含む複数の走行モードのうちいずれか1つの走行モードが設定可能な車両に搭載される車両用熱管理システムであって、
熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機(32)と、
前記圧縮機から吐出された冷媒と前記第2ポンプから吐出された前記熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する加熱用熱交換器(15)と、
前記加熱用熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(33)と、
前記減圧手段により減圧膨張された冷媒と第1ポンプによって吸入された前記熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する冷却用熱交換器(14)と、
車両の走行制御を行うための機器であって、前記熱媒体との間で熱授受が行われる第1機器(19、20a)と、
前記車両の走行制御と異なる制御を行うための機器であって、前記熱媒体との間で熱授受が行われる第2機器(16、17)と、
前記第1、第2機器のそれぞれに対して、前記加熱用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態と、前記冷却用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態とを切り替える切替部(21、22)と、
前記いずれか1つの走行モードが設定された場合、前記第1機器の優先度が前記第2機器よりも高くなるよう前記第1機器および前記第2機器の熱分配優先度を特定するとともに前記熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう熱分配比率を特定する優先度特定部(S106、S118、S203、S403)と、
前記優先度特定部により特定された前記熱分配優先度および前記熱分配比率に従って、前記第1機器および前記第2機器のうち前記熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう前記切替部、前記第1ポンプ、前記第2ポンプおよび前記圧縮機の少なくとも1つを制御する熱分配制御部(S114)と、を備えた車両用熱管理システム。 - 熱媒体を吸入して吐出する第1ポンプ(11)および第2ポンプ(12)と、
冷媒を吸入して吐出する圧縮機(32)と、
前記圧縮機から吐出された冷媒と前記第2ポンプから吐出された前記熱媒体とを熱交換させて熱媒体を加熱する加熱用熱交換器(15)と、
前記加熱用熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段(33)と、
前記減圧手段により減圧膨張された冷媒と第1ポンプによって吸入された前記熱媒体とを熱交換させて熱媒体を冷却する冷却用熱交換器(14)と、
車両の走行制御を行うための機器であって、前記熱媒体との間で熱授受が行われる第1機器(19、20a)と、
前記車両の走行制御と異なる制御を行うための機器であって、前記熱媒体との間で熱授受が行われる第2機器(16、17)と、
前記第1、第2機器のそれぞれに対して、前記加熱用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態と、前記冷却用熱交換器との間で熱媒体が循環する状態とを切り替える切替部(21、22)と、
前記第1機器の優先度が前記第2機器よりも高くなるよう前記第1機器および前記第2機器の熱分配優先度を特定するとともに前記熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう熱分配比率を特定する優先度特定部(S106、S118、S203、S403)と、
前記優先度特定部により特定された前記熱分配優先度および前記熱分配比率に従って前記第1機器および前記第2機器のうち前記熱分配優先度の高い機器ほど熱交換する熱量または吸熱量が大きくなるよう前記切替部、前記第1ポンプ、前記第2ポンプおよび前記圧縮機の少なくとも1つを制御する熱分配制御部(S114)と、を備え、
前記優先度特定部は、前記第1機器および前記第2機器の少なくとも1つの機器を流通する前記熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した場合、熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足すると判定した機器の優先度が高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定し、前記第1機器および前記第2機器を流通する前記熱媒体の熱量または吸熱量の供給が不足しないと判定した場合、前記第1機器の優先度が前記第2機器よりも高くなるよう第1機器および第2機器の熱分配優先度を特定する車両用熱管理システム。 - 前記熱分配制御部は、前記第1機器および前記第2機器の少なくとも一方を流通する前記熱媒体の温度を変化させるよう前記切替部、前記第1ポンプ、前記第2ポンプおよび前記圧縮機の少なくとも1つを制御する請求項1または2に記載の車両用熱管理システム。
- 前記熱分配制御部は、前記第1機器および前記第2機器の少なくとも一方を流通する前記熱媒体の流量を変化させるよう前記切替部、前記第1ポンプ、前記第2ポンプおよび前記圧縮機の少なくとも1つを制御する請求項1または2に記載の車両用熱管理システム。
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