JPWO2017094444A1 - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

交流点で交わる３つの流路を有し、冷却液が循環する冷却回路（１００）と、交流点に配置され、３つの流路のうちいずれか２つの流路を連通させるように切換え可能な三方弁（８）と、三方弁（８）の切換えを制御する制御部（９）と、を備える冷却装置（１）であって、制御部（９）は、連通するように制御された２つの流路のうちいずれか一方の流路と、残りの流路との冷却液温度の差が所定値より小さい場合に、三方弁（８）が３つの流路を同時に連通させる中間固着状態であると判定する中間固着判定手段を備える。

Description

本発明は、冷却回路に三方弁を備えた冷却装置に関する。
従来より、冷却液が循環する冷却回路に設けられた弁の故障に起因する冷却対象機器の異常な温度上昇を防止するため、弁の故障を判定する技術が知られている。例えば、特許文献１〜４には、弁の上流側流路及び下流側流路の冷却液温度を取得し、各流路の温度差に基づいて弁の故障を判断する技術が開示されている。
また、弁としては、冷却液が循環する冷却回路の３つの流路の交流点に配置され、３つの流路のうちいずれか２つの流路を連通させるように切換え可能な三方弁が知られている。
日本国特許第４０４５８９４号公報 日本国特許第３７７７７７６号公報 日本国特開２０１３−４７４７３号公報 日本国特開２０１２−１１７３７８号公報
ところで、三方弁の故障としては、例えば、交流点で交わる第１〜第３流路のうち、第１流路と第２流路とを連通させる第１連通状態と、第１流路と第３流路とを連通させる第２連通状態と、の切換えを行う場合に、電磁部のオン／オフ（通電／非通電）に拘らず第１連通状態又は第２連通状態を維持する故障（以下、適宜、片側固着状態という。）に加えて、３つの流路を同時に連通させる故障（以下、適宜、中間固着状態という。）もあるが、これまでの三方弁の故障判定では、片側固着状態のみを判定対象としており、中間固着状態は判定の対象外であった。
本発明は、三方弁の中間固着状態を判定可能な冷却装置を提供する。
本発明は以下の態様を提供するものである。
第１態様は、
交流点で交わる３つの流路（例えば、後述の実施形態の流入側流路１０８、主冷却流路１０１、バイパス流路１０７）を有し、冷却液が循環する冷却回路（例えば、後述の実施形態の冷却回路１００）と、
前記交流点に配置され、前記３つの流路のうちいずれか２つの流路を連通させるように切換え可能な三方弁（例えば、後述の実施形態の三方弁８）と、
前記三方弁の切換えを制御する制御部（例えば、後述の実施形態の制御部９）と、を備える冷却装置（例えば、後述の実施形態の冷却装置１）であって、
前記制御部は、連通するように制御された２つの前記流路のうちいずれか一方の流路と、３つの前記流路のうち連通するように制御されていない残りの流路との冷却液温度の差が所定値より小さい場合に、前記三方弁が前記３つの流路を同時に連通させる中間固着状態であると判定する中間固着判定手段（例えば、後述の実施形態の中間固着判定部９ｃ）を備える。
第２態様は、
第１態様の冷却装置であって、
前記３つの流路の冷却液温度をそれぞれ取得する３つの温度取得手段（例えば、後述の実施形態の温度センサＳ１〜Ｓ３）を備え、
前記中間固着判定手段は、連通するように制御された２つの前記流路に設けられた前記温度取得手段のいずれかの冷却液温度と、３つの前記流路のうち連通するように制御されていない残りの流路に設けられた前記温度取得手段の冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定する。
第３態様は、
第１又は第２態様の冷却装置であって、
前記三方弁は、流入側流路（例えば、後述の実施形態の流入側流路１０８）、第１流出側流路（例えば、後述の実施形態の主冷却流路１０１）及び第２流出側流路（例えば、後述の実施形態のバイパス流路１０７）が交わる分岐点（例えば、後述の実施形態の分岐点１０５）に配置され、
前記制御部は、前記三方弁を、前記流入側流路から流入する冷却液を前記第１流出側流路から全量流出させる第１流出側流路開放状態（例えば、後述の実施形態の主流路解放状態）と、前記流入側流路から流入する冷却液を前記第２流出側流路から全量流出させる第２流出側流路開放状態（例えば、後述の実施形態のバイパス流路解放状態）と、に切換え、
前記３つの温度取得手段は、
前記流入側流路の冷却液温度を取得する流入側温度取得手段（例えば、後述の実施形態の第１温度センサＳ１）と、
前記第１流出側流路の冷却液温度を取得する第１流出側温度取得手段（例えば、後述の実施形態の第２温度センサＳ２）と、
前記第２流出側流路の冷却液温度を取得する第２流出側温度取得手段（例えば、後述の実施形態の第３温度センサＳ３）と、を含み、
前記中間固着判定手段は、前記第１流出側流路開放状態のときに、前記流入側温度取得手段によって取得された冷却液温度と前記第１流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度のいずれかの冷却液温度と、前記第２流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定し、
前記第２流出側流路開放状態のときに、前記流入側温度取得手段によって取得された冷却液温度と前記第２流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度のいずれかの冷却液温度と、前記第１流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定する。
第４態様は、
第３態様の冷却装置であって、
前記制御部は、
前記三方弁に前記第２流出側流路開放状態を指示しても、前記流入側流路と前記第２流出側流路との冷却液温度の差が所定値より大きい場合に、前記三方弁が前記第１流出側流路開放状態で動作不能となる第１片側固着状態であると判定する第１片側固着判定手段（例えば、後述の実施形態の第１片側固着判定部９ａ）と、
前記三方弁に前記第１流出側流路開放状態を指示しても、前記流入側流路と前記第１流出側流路との冷却液温度の差が所定値より大きい場合に、前記三方弁が前記第２流出側流路開放状態で動作不能となる第２片側固着状態であると判定する第２片側固着判定手段（例えば、後述の実施形態の第２片側固着判定部９ｂ）と、を備える。
第５態様は、
第４態様の冷却装置であって、
前記中間固着判定手段は、前記第１片側固着判定手段又は前記第２片側固着判定手段が前記第１片側固着状態又は前記第２片側固着状態ではないと判定した後に前記中間固着状態を判定する。
第６態様は、
第３〜第５態様の冷却装置であって、
前記流入側流路は、ラジエータ（例えば、後述の実施形態のラジエータ５）に接続され、
前記第１流出側流路は、蓄電池（例えば、後述の実施形態の蓄電池２）を冷却する蓄電池冷却流路であり、
前記第２流出側流路は、前記蓄電池冷却流路を迂回して前記ラジエータに導くバイパス流路である。
第７態様は、
第６態様の冷却装置であって、
前記蓄電池冷却流路及び前記バイパス流路から流出した冷却液は、高温発熱機器（例えば、後述の実施形態の充電器３、ＤＣ−ＤＣコンバータ４）を冷却する高温発熱機器冷却流路（例えば、後述の実施形態の高温発熱機器冷却流路１０２）を経由して前記ラジエータに導かれる。
第８態様は、
第７態様の冷却装置であって、
前記高温発熱機器は充電器（例えば、後述の実施形態の充電器３）である。
第９態様は、
第８態様の冷却装置であって、
前記制御部は、前記蓄電池の充電中に前記三方弁を前記第２流出側流路開放状態とし、
前記中間固着判定手段は、前記蓄電池の充電中に前記中間固着状態を判定する。
第１０態様は、
第１〜第９態様の冷却装置であって、
前記中間固着判定手段は、冷却液が前記冷却回路を所定時間以上循環した後に前記中間固着状態を判定する。
第１１態様は、
第１〜第１０態様の冷却装置であって、
前記制御部は、前記中間固着判定手段が前記中間固着状態であると判定した場合、運転者に報知する報知手段（例えば、後述の実施形態の報知部９ｄ）を備える。
第１態様によれば、連通するように制御された２つの流路のうちいずれか一方の流路と、３つの流路のうち連通するように制御されていない残りの流路との冷却液温度の差に基づいて、これまで判定されていなかった三方弁の中間固着状態を判定することができる。
第２態様によれば、３つの流路の冷却液温度をそれぞれ取得する３つの温度取得手段を備えるので、三方弁の中間固着状態を正確に判定することができる。
第３態様によれば、第１流出側流路開放状態及び第２流出側流路開放状態において、三方弁の中間固着状態を判定することができる。
第４態様によれば、三方弁の中間固着状態に加えて片側固着状態も判定することができる。
第５態様によれば、片側固着状態ではないことを前提として中間固着状態を判定するので、中間固着状態を正確に判定することができる。
第６態様によれば、状況に応じた三方弁の切換制御に基づいて蓄電池を効率よく冷却しながらも、三方弁の中間固着状態を判定することができる。
第７態様によれば、状況に応じた三方弁の切換制御に基づいて蓄電池及び高温発熱機器を効率よく冷却しながらも、三方弁の中間固着状態を判定することができる。
第８態様によれば、状況に応じた三方弁の切換制御に基づいて蓄電池及び充電器を効率よく冷却しながらも、三方弁の中間固着状態を判定することができる。
第９態様によれば、本来であれば、流入側流路又はバイパス流路と蓄電池冷却流路との温度差が大きくなる蓄電池の充電中に三方弁の中間固着状態を判定することにより、中間固着状態の判定精度を向上させることができる。
第１０態様によれば、冷却液が冷却回路を所定時間以上循環した後に中間固着状態を判定するので、冷却液温度が不安定な状態で誤った判定を行うことを防止できる。
第１１態様によれば、運転者が三方弁の中間固着状態を容易に認識することができる。
本発明の一実施形態に係る冷却装置の構成を示すブロック図である。 三方弁の概略断面図である。 バイパス流路開放指示時における三方弁の正常状態の説明図であり、（ａ）は冷却液の流れを示す説明図、（ｂ）は第１温度センサの検知温度と第３温度センサの検知温度を示す説明図である。 バイパス流路開放指示時における三方弁の第１片側固着状態の説明図であり、（ａ）は冷却液の流れを示す説明図、（ｂ）は第１温度センサの検知温度と第３温度センサの検知温度を示す説明図である。 主流路開放指示時における三方弁の正常状態の説明図であり、（ａ）は冷却液の流れを示す説明図、（ｂ）は第１温度センサの検知温度と第２温度センサの検知温度を示す説明図である。 主流路開放指示時における三方弁の第２片側固着状態の説明図であり、（ａ）は冷却液の流れを示す説明図、（ｂ）は第１温度センサの検知温度と第２温度センサの検知温度を示す説明図である。 三方弁の中間固着状態の説明図であり、（ａ）は冷却液の流れを示す説明図、（ｂ）は第１温度センサの検知温度と第２温度センサの検知温度と第３温度センサの検知温度を示す説明図である。 三方弁の故障判定手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の冷却装置の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
［冷却装置］
図１に示すように、本発明の実施形態に係る冷却装置１は、蓄電池２、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を冷却する冷却回路１００と、冷却回路１００に設けられるラジエータ５、冷却ファン６、冷却ポンプ７及び三方弁８と、冷却ファン６、冷却ポンプ７及び三方弁８を制御する制御部９と、を備えて構成され、ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車等の車両に搭載される。
蓄電池２は、車両の走行用モータを駆動させる高圧バッテリであり、充電器３は、外部電源から供給される電力で蓄電池２を充電し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、直流電圧を変圧する。充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４は、蓄電池２に比べて耐熱性が高く、管理温度が高く設定される。例えば、蓄電池２の上限温度を６０℃とすると、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４の上限温度は８０℃に設定されており、高温環境下では蓄電池２を優先的に冷却する必要がある。一方、充電時等には、充電器３が高温になるため、蓄電池２を冷却する必要がなくても、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を冷却したい場合が生じる。
［冷却回路］
図１に示すように、冷却回路１００は、冷却液が循環する循環流路内に、ラジエータ５と、冷却ポンプ７と、主冷却流路１０１と、高温発熱機器冷却流路１０２と、を直列に接続して構成されている。高温発熱機器冷却流路１０２は、充電器冷却流路１０３とＤＣ−ＤＣコンバータ冷却流路１０４とを並列に接続して構成され、主冷却流路１０１の下流側に接続されている。
また、冷却回路１００は、冷却ポンプ７の下流且つ主冷却流路１０１の上流で流路を分岐させる分岐点１０５と、主冷却流路１０１の下流且つ高温発熱機器冷却流路１０２の上流で流路を合流させる合流点１０６と、を備えており、分岐点１０５と合流点１０６は、主冷却流路１０１を迂回するバイパス流路１０７を介して接続されている。
分岐点１０５は、冷却ポンプ７に繋がる流入側流路１０８と、第１の流出側流路である主冷却流路１０１と、第２の流出側流路であるバイパス流路１０７との交流点であり、ここに電磁式の三方弁８が設けられている。三方弁８は、後述する電磁部８ａ（図２参照）のオフ時に流入側流路１０８と主冷却流路１０１とを連通させ、電磁部８ａのオン時に流入側流路１０８とバイパス流路１０７とを連通させように流路の切換えを行う。
このように構成された冷却回路１００において、冷却ポンプ７が駆動すると、冷却ポンプ７がラジエータ５側から低温の冷却液を吸入し、これを三方弁８側に向けて吐出する。通常状態では、三方弁８がオフであるため、冷却ポンプ７が吐出した冷却液は、バイパス流路１０７には流れず、全量が主冷却流路１０１に供給される。
主冷却流路１０１に供給された冷却液は、蓄電池２を冷却した後、高温発熱機器冷却流路１０２に流れ込む。高温発熱機器冷却流路１０２に流れ込んだ冷却液は、充電器冷却流路１０３とＤＣ−ＤＣコンバータ冷却流路１０４とに分岐され、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を冷却する。充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を冷却した冷却液は、合流後にラジエータ５に戻り、ここで冷却される。
一方、冷却回路１００において、蓄電池２の冷却が不要な状況、或いは、蓄電池２の要求温度に対し冷却液温度が適切ではない状況で、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４の冷却が必要な場合（例えば、蓄電池２の充電時）、三方弁８の電磁部８ａをオン制御することにより、主冷却流路１０１への冷却液の供給を遮断し、バイパス流路１０７を介して充電器冷却流路１０３及びＤＣ−ＤＣコンバータ冷却流路１０４に冷却液を供給することができる。そして、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を冷却した冷却液は、合流後にラジエータ５に戻り、ここで冷却される。
［温度取得手段］
冷却回路１００には、３つの温度取得手段が設けられている。３つの温度取得手段は、三方弁８の流入側流路の冷却液温度を取得する流入側温度取得手段と、三方弁８の第１流出側流路の冷却液温度を取得する第１流出側温度取得手段と、三方弁８の第２流出側流路の冷却液温度を取得する第２流出側温度取得手段と、を含む。本実施形態では、ラジエータ５の出口で冷却液の温度を検知する第１温度センサＳ１が流入側温度取得手段であり、主冷却流路１０１で冷却液の温度を検知する第２温度センサＳ２が第１流出側温度取得手段であり、バイパス流路１０７で冷却液の温度を検知する第３温度センサＳ３が第２流出側温度取得手段である。なお、各流路の冷却液温度は、温度センサによって直接検知する場合に限らず、温度関連値から推定することで取得するようにしてもよい。
［三方弁］
図２に示すように、三方弁８は、電磁部８ａと、弁部８ｂと、を備えて構成されている。弁部８ｂは、流入側流路１０８に接続される流入口８ｃと、主冷却流路１０１に接続される第１流出口８ｄと、バイパス流路１０７に接続される第２流出口８ｅと、流入口８ｃと第１流出口８ｄとを連通させる第１連通口８ｆと、流入口８ｃと第２流出口８ｅとを連通させる第２連通口８ｇと、第１連通口８ｆを開閉する第１コーン８ｈと、第２連通口８ｇを開閉する第２コーン８ｉと、第１コーン８ｈ及び第２コーン８ｉを一体的に保持するリフティングロッド８ｊと、を備えて構成されている。
そして、弁部８ｂは、リフティングロッド８ｊを上げると、第１コーン８ｈが第１連通口８ｆを開け、且つ第２コーン８ｉが第２連通口８ｇを閉じることにより、流入口８ｃを第１流出口８ｄに連通させ（主流路開放状態）、リフティングロッド８ｊを下げると、第１コーン８ｈが第１連通口８ｆを閉じ、且つ第２コーン８ｉが第２連通口８ｇを開けることにより、流入口８ｃを第２流出口８ｅに連通させる（バイパス流路開放状態）。
電磁部８ａは、リフティングロッド８ｊを電磁的に上下させるソレノイドであり、リフティングロッド８ｊの上端部に設けられるコア８ｋと、コア８ｋを囲むアーマチュアコイル８ｍと、リフティングロッド８ｊを上方に付勢するスプリング８ｎと、を備えており、アーマチュアコイル８ｍに通電しないオフ状態では、リフティングロッド８ｊがスプリング８ｎの付勢力で上方に保持されることにより、流入口８ｃが第１流出口８ｄに連通する主流路開放状態となり、アーマチュアコイル８ｍに通電するオン状態では、コア８ｋがアーマチュアコイル８ｍの発生磁場で下方に引っ張られ、リフティングロッド８ｊが下方に保持されることにより、流入口８ｃが第２流出口８ｅに連通するバイパス流路開放状態となる。
このように構成される三方弁８は、異物の噛み込みや電気的なトラブルによって故障する可能性がある。三方弁８の故障としては、電磁部８ａのオン／オフ指示に拘らず、主流路開放状態を維持する第１片側固着状態と、バイパス流路開放状態を維持する第２片側固着状態とに加え、第１連通口８ｆ及び第２連通口８ｇが半開状態となり、流入口８ｃ、第１流出口８ｄ及び第２流出口８ｅを同時に連通させる中間固着状態がある。以下、制御部９による三方弁８の３つの固着状態の判定手法について説明する。
［制御部］
図１に示すように、制御部９は、第１片側固着判定部９ａと、第２片側固着判定部９ｂと、中間固着判定部９ｃと、報知部９ｄと、を備える。
第１片側固着判定部９ａは、三方弁８にバイパス流路開放状態を指示しても、三方弁８が主流路開放状態を維持している場合、三方弁８が第１片側固着状態であると判定する。正常状態においては、三方弁８にバイパス流路開放状態を指示すると、図３（ａ）に示すように、流入側流路１０８からバイパス流路１０７に冷却液が流れるため、図３（ｂ）に示すように、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３とが略一致するはずである。しかし、三方弁８が第１片側固着状態であると、図４（ａ）に示すように、流入側流路１０８から主冷却流路１０１に冷却液が流れるため、図４（ｂ）に示すように、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差ΔＴが大きくなる。したがって、第１片側固着判定部９ａは、この温度差ΔＴが所定値α°Ｃ（例えば、９．０°Ｃ）より大きい場合に三方弁８が第１片側固着状態であると判定することができる。
第２片側固着判定部９ｂは、三方弁８に主流路開放状態を指示しても、三方弁８がバイパス流路開放状態を維持している場合、三方弁８が第２片側固着状態であると判定する。正常状態においては、三方弁８に主流路開放状態を指示すると、図５（ａ）に示すように、流入側流路１０８から主冷却流路１０１に冷却液が流れるため、図５（ｂ）に示すように、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２とが略一致するはずである。しかし、三方弁８が第２片側固着状態であると、図６（ａ）に示すように、流入側流路１０８からバイパス流路１０７に冷却液が流れるため、図６（ｂ）に示すように、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差ΔＴが大きくなる。したがって、第２片側固着判定部９ｂは、この温度差ΔＴが所定値α°Ｃ（例えば、９．０°Ｃ）より大きい場合に三方弁８が第２片側固着状態であると判定することができる。
中間固着判定部９ｃは、三方弁８に主流路開放状態又はバイパス流路開放状態を指示しても、図７（ａ）に示すように、三方弁８の２つの流出口８ｄ、８ｅから同時に冷却液が流出している場合、三方弁８が中間固着状態であると判定する。正常状態においては、三方弁８に主流路開放状態を指示すると、図５（ａ）に示すように、流入側流路１０８から主冷却流路１０１に全量の冷却液が流れ、バイパス流路１０７には冷却液が流れないため、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差が大きくなるはずである。しかし、三方弁８が中間固着状態であると、図７（ｂ）に示すように、流入側流路１０８からバイパス流路１０７にも冷却液が流れるため、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３が略一致する。したがって、中間固着判定部９ｃは、三方弁８に主流路開放状態を指示したにも拘わらず、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差ΔＴ、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差ΔＴが所定値β°Ｃ（例えば、３．０°Ｃ）より小さい場合に三方弁８が中間固着状態であると判定することができる。
また、正常状態においては、三方弁８にバイパス流路開放状態を指示すると、図３（ａ）に示すように、流入側流路１０８からバイパス流路１０７に全量の冷却液が流れ、主冷却流路１０１には冷却液が流れないため、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差が大きくなるはずである。しかし、三方弁８が中間固着状態であると、図７（ｂ）に示すように、流入側流路１０８から主冷却流路１０１にも冷却液が流れるため、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３が略一致する。したがって、中間固着判定部９ｃは、三方弁８にバイパス流路開放状態を指示したにも拘わらず、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差ΔＴ、或いは、第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差ΔＴが所定値β°Ｃ（例えば、３．０°Ｃ）より小さい場合に三方弁８が中間固着状態であると判定することができる。
報知部９ｄは、第１片側固着判定部９ａによって三方弁８が第１片側固着状態と判定された場合、第２片側固着判定部９ｂによって三方弁８が第２片側固着状態と判定された場合、及び中間固着判定部９ｃによって三方弁８が中間固着状態であると判定された場合に、運転者に報知する。報知方法は、例えば、インストルメントパネル上で表示してもよく、警報音を発してもよい。
［故障判定手順］
つぎに、上記のような固着状態の判定を実現する制御部９の故障判定手順について、図８を参照して説明する。なお、図８に示す故障判定では、三方弁８にバイパス流路開放状態を指示する状況（例えば、蓄電池２の充電時）でのみ中間固着状態の判定を行うが、三方弁８に主流路開放状態を指示する状況でも中間固着状態の判定を行うようにしてもよい。
図８に示すように、制御部９は、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン操作に応じて故障判定を開始する。故障判定では、まず、冷却ポンプ７の正常判定、動作判定を行い（ＳＴ１１）、その後、三方弁８への指示状態を判断する（ＳＴ１２）。ここで主流路開放状態を指示する通常指示状態であると判断した場合は、通常回路水温安定タイマ時間（例えば、８分）の経過を待つ（ＳＴ１３）。なお、通常回路水温安定タイマ時間には、三方弁８の切換え後、冷却回路１００内の冷却液温度が安定状態となるのに必要な時間が設定されている。
通常回路水温安定タイマ時間の経過後、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続したか否かを判断する（ＳＴ１４）。この判断結果がＹＥＳ、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続した場合は、主流路開放状態を指示してもバイパス流路開放状態を維持する第２片側固着状態であると判定するとともに、第２片側固着状態であることを運転者に報知する（ＳＴ１５）。
また、ステップＳＴ１４の判断結果がＮＯの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続しない場合は、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ°Ｃ（例えば、５０°Ｃ）よりも低い状態が所定時間（例えば、４０分）継続したか否かを判断する（ＳＴ１６）。この判断は、環境温度が高温の状態や、蓄電池２の発熱量が大きい状態における三方弁８の誤った正常判定を回避するためのものであり、判断結果がＹＥＳの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ°Ｃよりも低い状態が所定時間継続した場合は、三方弁８が第２片側固着状態ではないと判定し（ＳＴ１７）、ＮＯの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ°Ｃよりも低い状態が所定時間継続しない場合は、判定不定とする（ＳＴ１８）。
一方、ステップＳＴ１２において、三方弁８への指示状態がバイパス流路開放状態を指示するバイパス指示状態（蓄電池２の充電時）であると判断した場合は、バイパス回路水温安定タイマ時間（例えば、８分）の経過を待つ（ＳＴ１９）。なお、バイパス回路水温安定タイマ時間には、三方弁８の切換え後、冷却回路１００内の冷却液温度が安定状態となるのに必要な時間が設定されている。
バイパス回路水温安定タイマ時間の経過後、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続したか否かを判断する（ＳＴ２０）。この判断結果がＹＥＳの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続した場合は、バイパス流路開放状態を指示しても主流路開放状態を維持する第１片側固着状態であると判定するとともに、第１片側固着状態であることを運転者に報知する（ＳＴ２１）。
また、ステップＳＴ２０の判断結果がＮＯの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第３温度センサＳ３の検知温度ＴＷ３との温度差（絶対値）が所定値α°Ｃよりも大きい状態が所定時間継続しない場合は、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ℃（例えば、４０°Ｃ）よりも低い状態が所定時間（例えば、３０分）継続したか否かを判断する（ＳＴ２２）。この判断は、環境温度が高温の状態や、充電器３の発熱量が大きい状態における三方弁８の誤った正常判定を回避するためのものであり、判断結果がＹＥＳの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ°Ｃよりも低い状態が所定時間継続した場合は、第１片側固着状態ではないと判定し（ＳＴ２３）、ＮＯの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１が所定値γ°Ｃよりも低い状態が所定時間継続しない場合は、判定不定とする（ＳＴ２４）。
三方弁８が第１片側固着状態ではないと判定した場合は、続いて、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値β°Ｃよりも小さい状態が所定時間継続したか否かを判断する（ＳＴ２５）。この判断結果がＹＥＳの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値β°Ｃよりも小さい状態が所定時間継続した場合は、流入側流路１０８から主冷却流路１０１及びバイパス流路１０７に冷却液が流れる中間固着状態であると判定するとともに、中間固着状態であることを運転者に報知する（ＳＴ２６）。また、ステップＳＴ２５の判断結果がＮＯの場合、即ち、第１温度センサＳ１の検知温度ＴＷ１と第２温度センサＳ２の検知温度ＴＷ２との温度差（絶対値）が所定値β°Ｃよりも小さい状態が所定時間継続しない場合は、三方弁８が正常であると判定する（ＳＴ２７）。
以上説明したように、本実施形態の冷却装置１によれば、連通するように制御された２つの流路のうちのいずれか一方の流路と、３つの流路のうち連通するように制御されていない残りの流路との冷却液温度の差に基づいて、これまで判定されていなかった三方弁８の中間固着状態を判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１は、３つの流路の冷却液温度をそれぞれ取得する３つの温度センサＳ１〜Ｓ３を備えるので、三方弁８の中間固着状態を正確に判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１は、三方弁８の中間固着状態だけでなく、三方弁８の第１片側固着状態及び第２片側固着状態も判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１は、片側固着状態ではないことを前提として中間固着状態を判定するので、中間固着状態を正確に判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１では、三方弁８が主冷却流路１０１とバイパス流路１０７との切換えを行うので、状況に応じた三方弁８の切換制御に基づいて蓄電池２を効率よく冷却しながらも、三方弁８の中間固着状態を判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１では、主冷却流路１０１及びバイパス流路１０７から流出した冷却液が高温発熱機器冷却流路１０２を経由してラジエータ５に導かれるので、状況に応じた三方弁８の切換制御に基づいて蓄電池２、充電器３及びＤＣ−ＤＣコンバータ４を効率よく冷却しながらも、三方弁８の中間固着状態を判定することができる。
また、本実施形態の冷却装置１では、本来であれば、流入側流路１０８又はバイパス流路１０７と主冷却流路１０１との温度差が大きくなる蓄電池２の充電中に三方弁８の中間固着状態を判定するので、中間固着状態の判定精度を向上させることができる。
また、本実施形態の冷却装置１では、冷却液が冷却回路１００を所定時間以上循環した後に中間固着状態を判定するので、冷却液温度が不安定な状態で誤った判定を行うことを防止できる。
また、本実施形態の冷却装置１では、三方弁８の中間固着状態を報知するので、運転者が三方弁８の中間固着状態を容易に認識することができる。
なお、本発明は、前述した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、冷却装置の冷却対象機器として蓄電池、充電器及びＤＣ−ＤＣコンバータを例示したが、これらに限らずインバータ等の他の高圧系機器を冷却対象機器としてもよい。また、冷却対象機器は、いずれか１つでもよいし、２つ以上の任意の組み合わせであってもよい。
また、本発明の冷却装置は、冷却液として水を用いた水冷式だけでなく、冷却液として油を用いた油冷式にも適用することができる。
なお、本出願は、２０１５年１２月３日出願の日本特許出願（特願２０１５−２３６７１３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１ 冷却装置
２ 蓄電池
３ 充電器
４ ＤＣコンバータ
５ ラジエータ
８ 三方弁
９ 制御部
９ａ 第１片側固着判定部（第１片側固着判定手段）
９ｂ 第２片側固着判定部（第２片側固着判定手段）
９ｃ 中間固着判定部（中間固着判定手段）
９ｄ 報知部（報知手段）
１００ 冷却回路
１０１ 主冷却流路
１０２ 高温発熱機器冷却流路
１０３ 充電器冷却流路
１０４ ＤＣ−ＤＣコンバータ冷却流路
１０５ 分岐点
１０７ バイパス流路
１０８ 流入側流路
Ｓ１ 第１温度センサ（流入側温度取得手段）
Ｓ２ 第２温度センサ（第１流出側温度取得手段）
Ｓ３ 第３温度センサ（第２流出側温度取得手段）

Claims (11)

  1. 交流点で交わる３つの流路を有し、冷却液が循環する冷却回路と、
    前記交流点に配置され、前記３つの流路のうちいずれか２つの流路を連通させるように切換え可能な三方弁と、
    前記三方弁の切換えを制御する制御部と、を備える冷却装置であって、
    前記制御部は、連通するように制御された２つの前記流路のうちいずれか一方の流路と、３つの前記流路のうち連通するように制御されていない残りの流路との冷却液温度の差が所定値より小さい場合に、前記三方弁が前記３つの流路を同時に連通させる中間固着状態であると判定する中間固着判定手段を備える、冷却装置。
  2. 請求項１に記載の冷却装置であって、
    前記３つの流路の冷却液温度をそれぞれ取得する３つの温度取得手段を備え、
    前記中間固着判定手段は、連通するように制御された２つの前記流路に設けられた前記温度取得手段のいずれかの冷却液温度と、３つの前記流路のうち連通するように制御されていない残りの流路に設けられた前記温度取得手段の冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定する、冷却装置。
  3. 請求項１又は２に記載の冷却装置であって、
    前記三方弁は、流入側流路、第１流出側流路及び第２流出側流路が交わる分岐点に配置され、
    前記制御部は、前記三方弁を、前記流入側流路から流入する冷却液を前記第１流出側流路から全量流出させる第１流出側流路開放状態と、前記流入側流路から流入する冷却液を前記第２流出側流路から全量流出させる第２流出側流路開放状態と、に切換え、
    前記３つの温度取得手段は、
    前記流入側流路の冷却液温度を取得する流入側温度取得手段と、
    前記第１流出側流路の冷却液温度を取得する第１流出側温度取得手段と、
    前記第２流出側流路の冷却液温度を取得する第２流出側温度取得手段と、を含み、
    前記中間固着判定手段は、前記第１流出側流路開放状態のときに、前記流入側温度取得手段によって取得された冷却液温度と前記第１流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度のいずれかの冷却液温度と、前記第２流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定し、
    前記第２流出側流路開放状態のときに、前記流入側温度取得手段によって取得された冷却液温度と前記第２流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度のいずれかの冷却液温度と、前記第１流出側温度取得手段によって取得された冷却液温度との差が所定値より小さい場合に、前記中間固着状態であると判定する、冷却装置。
  4. 請求項３に記載の冷却装置であって、
    前記制御部は、
    前記三方弁に前記第２流出側流路開放状態を指示しても、前記流入側流路と前記第２流出側流路との冷却液温度の差が所定値より大きい場合に、前記三方弁が前記第１流出側流路開放状態で動作不能となる第１片側固着状態であると判定する第１片側固着判定手段と、
    前記三方弁に前記第１流出側流路開放状態を指示しても、前記流入側流路と前記第１流出側流路との冷却液温度の差が所定値より大きい場合に、前記三方弁が前記第２流出側流路開放状態で動作不能となる第２片側固着状態であると判定する第２片側固着判定手段と、を備える、冷却装置。
  5. 請求項４に記載の冷却装置であって、
    前記中間固着判定手段は、前記第１片側固着判定手段又は前記第２片側固着判定手段が前記第１片側固着状態又は前記第２片側固着状態ではないと判定した後に前記中間固着状態を判定する、冷却装置。
  6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の冷却装置であって、
    前記流入側流路は、ラジエータに接続され、
    前記第１流出側流路は、蓄電池を冷却する蓄電池冷却流路であり、
    前記第２流出側流路は、前記蓄電池冷却流路を迂回して前記ラジエータに導くバイパス流路である、冷却装置。
  7. 請求項６に記載の冷却装置であって、
    前記蓄電池冷却流路及び前記バイパス流路から流出した冷却液は、高温発熱機器を冷却する高温発熱機器冷却流路を経由して前記ラジエータに導かれる、冷却装置。
  8. 請求項７に記載の冷却装置であって、
    前記高温発熱機器は充電器である、冷却装置。
  9. 請求項８に記載の冷却装置であって、
    前記制御部は、前記蓄電池の充電中に前記三方弁を前記第２流出側流路開放状態とし、
    前記中間固着判定手段は、前記蓄電池の充電中に前記中間固着状態を判定する、冷却装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷却装置であって、
    前記中間固着判定手段は、冷却液が前記冷却回路を所定時間以上循環した後に前記中間固着状態を判定する、冷却装置。
  11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の冷却装置であって、
    前記制御部は、前記中間固着判定手段が前記中間固着状態であると判定した場合、運転者に報知する報知手段を備える、冷却装置。
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