WO2017094444A1 - 冷却装置 - Google Patents

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coolant
cooling
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徹 大垣
崇 大金
直人 土井
圭祐 藤巻
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling device having a three-way valve in a cooling circuit.
  • Patent Documents 1 to 4 disclose techniques for acquiring the coolant temperature of the upstream flow path and the downstream flow path of the valve and determining the failure of the valve based on the temperature difference between the flow paths. .
  • valve a three-way valve that is arranged at an AC point of three flow paths of the cooling circuit through which the coolant circulates and can be switched so as to communicate any two flow paths among the three flow paths is known. ing.
  • Japanese Patent No. 4405894 Japanese Patent No. 3777776 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-47473 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-117378
  • the first communication state in which the first flow path and the second flow path are communicated the first flow path and the first flow path.
  • a failure to maintain the first communication state or the second communication state regardless of whether the electromagnetic unit is on / off (energized / non-energized) when switching to the second communication state in which the three flow paths are communicated (hereinafter referred to as the second communication state).
  • the intermediate fixing state In addition to the failure to connect the three flow paths at the same time (hereinafter referred to as the intermediate fixing state as appropriate), in addition to the one-side fixing state, Only the intermediate fixing state was excluded from the determination.
  • the present invention provides a cooling device capable of determining an intermediate fixing state of a three-way valve.
  • the present invention provides the following aspects.
  • the first aspect is A cooling circuit (for example, an after-mentioned implementation) having three channels (for example, an inflow side channel 108, a main cooling channel 101, and a bypass channel 107 in an embodiment to be described later) intersecting at an AC point and circulating a coolant.
  • a cooling circuit 100 in the form of A three-way valve (for example, a three-way valve 8 in an embodiment described later) that is arranged at the AC point and that can be switched to communicate any two of the three flow paths;
  • a control unit that controls switching of the three-way valve e.g., a control unit 9 in an embodiment described later
  • a cooling device e.g., a cooling device 1 in an embodiment described later
  • the control unit is configured to provide a coolant for any one of the two flow paths that are controlled to communicate with each other and the remaining flow path that is not controlled to communicate among the three flow paths.
  • Intermediate fixing determination means for determining that the three-way valve is in an intermediate fixing state in which the three flow paths are simultaneously communicated when the temperature difference is smaller than a predetermined value (for example, an intermediate fixing determination unit 9c in an embodiment described later). Is provided.
  • the second aspect is A cooling device according to a first aspect, Comprising three temperature acquisition means (for example, temperature sensors S1 to S3 in embodiments described later) for acquiring the coolant temperatures of the three flow paths,
  • the intermediate adhesion determining means is controlled to communicate with one of the three flow paths with the coolant temperature of any of the temperature acquisition means provided in the two flow paths that are controlled to communicate with each other.
  • the difference from the coolant temperature of the temperature acquisition means provided in the remaining remaining flow path is smaller than a predetermined value, it is determined that the intermediate fixing state is present.
  • the third aspect is A cooling device according to the first or second aspect,
  • the three-way valve includes an inflow side channel (for example, an inflow side channel 108 in an embodiment described later), a first outflow side channel (for example, a main cooling channel 101 in an embodiment described later), and a second outflow side flow.
  • a branching point for example, a branching point 105 in an embodiment described later
  • a path for example, a bypass channel 107 in an embodiment described later
  • the control unit has a first outflow side channel open state (for example, a main channel of an embodiment described later) in which the three-way valve causes the entire amount of the coolant flowing in from the inflow side channel to flow out from the first outflow side channel.
  • the three temperature acquisition means are: Inflow side temperature acquisition means (for example, a first temperature sensor S1 in an embodiment described later) for acquiring the coolant temperature of the inflow side flow path; First outflow side temperature acquisition means (for example, a second temperature sensor S2 in an embodiment described later) for acquiring the coolant temperature of the first outflow side flow path; Second outflow side temperature acquisition means (for example, a third temperature sensor S3 in an embodiment described later) for acquiring the coolant temperature of the second outflow side flow path,
  • the intermediate adhering determination means has a coolant temperature acquired by the inflow side temperature acquisition means and a coolant temperature acquired by the first outflow side temperature acquisition means when the first outflow side flow path is open.
  • the fourth aspect is A cooling device according to a third aspect,
  • the controller is Even when the three-way valve is instructed to open the second outflow side channel, the three-way valve is used when a difference in coolant temperature between the inflow side channel and the second outflow side channel is larger than a predetermined value.
  • a first one-side fixing determining means (for example, a first one-side fixing determining unit 9a in an embodiment described later) that determines that the first one-side fixing state becomes inoperable in the first outflow side flow path open state; Even when the three-way valve is instructed to open the first outflow side channel, the three-way valve is used when the difference in coolant temperature between the inflow side channel and the first outflow side channel is larger than a predetermined value.
  • a second one-side fixing determining means for example, a second one-side fixing determining unit 9b in an embodiment described later for determining that the second one-side fixing state becomes inoperable when the second outflow side flow path is open. Prepare.
  • the fifth aspect is A cooling device according to a fourth aspect,
  • the intermediate fixing determination unit determines the intermediate fixing state after the first one-side fixing determining unit or the second one-side fixing determining unit determines that the first one-side fixing state or the second one-side fixing state is not established.
  • the sixth aspect is A cooling device according to third to fifth aspects,
  • the inflow channel is connected to a radiator (for example, a radiator 5 in an embodiment described later),
  • the first outflow side flow path is a storage battery cooling flow path for cooling a storage battery (for example, a storage battery 2 of an embodiment described later),
  • the second outflow side flow path is a bypass flow path that bypasses the storage battery cooling flow path and guides it to the radiator.
  • the seventh aspect is A cooling device according to a sixth aspect,
  • the coolant that has flowed out of the storage battery cooling channel and the bypass channel is a high temperature heating device cooling channel (for example, a charger 3 and a DC-DC converter 4 in the embodiment described later) (for example, It is led to the radiator via a high-temperature heat generating device cooling flow path 102) of an embodiment described later.
  • a high temperature heating device cooling channel for example, a charger 3 and a DC-DC converter 4 in the embodiment described later
  • the eighth aspect is A cooling device according to a seventh aspect,
  • the high-temperature heat generating device is a charger (for example, a charger 3 in an embodiment described later).
  • the ninth aspect is A cooling device according to an eighth aspect,
  • the control unit sets the three-way valve to the second outflow side channel open state during charging of the storage battery,
  • the intermediate fixing state determination unit determines the intermediate fixing state during charging of the storage battery.
  • the tenth aspect is A cooling device according to first to ninth aspects,
  • the intermediate adhesion determination means determines the intermediate adhesion state after the coolant circulates in the cooling circuit for a predetermined time or more.
  • the eleventh aspect is A cooling device according to first to tenth aspects,
  • the said control part is provided with the alerting
  • reporting means For example, the alerting
  • the cooling liquid of one of the two flow paths controlled to communicate with the remaining flow path that is not controlled to communicate among the three flow paths. Based on the temperature difference, it is possible to determine the intermediately fixed state of the three-way valve that has not been determined so far.
  • the intermediate fixing state of the three-way valve can be accurately determined.
  • the third aspect it is possible to determine the intermediate fixing state of the three-way valve in the first outflow side channel open state and the second outflow side channel open state.
  • the one-side fixed state in addition to the intermediate fixed state of the three-way valve, the one-side fixed state can also be determined.
  • the intermediate fixing state since the intermediate fixing state is determined on the assumption that it is not the one-side fixing state, the intermediate fixing state can be accurately determined.
  • the sixth aspect it is possible to determine the intermediately fixed state of the three-way valve while efficiently cooling the storage battery based on the switching control of the three-way valve according to the situation.
  • the seventh aspect it is possible to determine the intermediately fixed state of the three-way valve while efficiently cooling the storage battery and the high temperature heating device based on the switching control of the three-way valve according to the situation.
  • the eighth aspect it is possible to determine the intermediately fixed state of the three-way valve while efficiently cooling the storage battery and the charger based on the switching control of the three-way valve according to the situation.
  • the intermediate fixing state of the three-way valve is determined during charging of the storage battery when the temperature difference between the inflow side flow path or the bypass flow path and the storage battery cooling flow path is large. It is possible to improve the determination accuracy of the fixed state.
  • the intermediate fixing state is determined after the coolant circulates in the cooling circuit for a predetermined time or more, it is possible to prevent erroneous determination in a state where the coolant temperature is unstable.
  • the driver can easily recognize the intermediate fixed state of the three-way valve.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the cooling device which concerns on one Embodiment of this invention. It is a schematic sectional drawing of a three-way valve. It is explanatory drawing of the normal state of a three-way valve at the time of bypass flow path opening instruction, (a) is explanatory drawing which shows the flow of a cooling fluid, (b) is the detection temperature of a 1st temperature sensor, and the detection temperature of a 3rd temperature sensor. It is explanatory drawing which shows.
  • a cooling device 1 includes a cooling circuit 100 that cools a storage battery 2, a charger 3, and a DC-DC converter 4, a radiator 5 that is provided in the cooling circuit 100, and a cooling fan. 6, a cooling pump 7 and a three-way valve 8, and a control unit 9 that controls the cooling fan 6, the cooling pump 7 and the three-way valve 8, and is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle. Is done.
  • the storage battery 2 is a high-voltage battery that drives a vehicle motor, the charger 3 charges the storage battery 2 with power supplied from an external power source, and the DC-DC converter 4 transforms a DC voltage.
  • the charger 3 and the DC-DC converter 4 have higher heat resistance and higher management temperature than the storage battery 2. For example, if the upper limit temperature of the storage battery 2 is 60 ° C., the upper limit temperatures of the charger 3 and the DC-DC converter 4 are set to 80 ° C., and the storage battery 2 needs to be preferentially cooled in a high temperature environment. On the other hand, when the battery is charged, the charger 3 becomes hot. Therefore, there is a case where the charger 3 and the DC-DC converter 4 are desired to be cooled even if the storage battery 2 does not need to be cooled.
  • the cooling circuit 100 includes a radiator 5, a cooling pump 7, a main cooling channel 101, and a high-temperature heat generating device cooling channel 102 in series in a circulation channel through which a coolant circulates. Connected to and configured.
  • the high-temperature heat generating device cooling channel 102 is configured by connecting the charger cooling channel 103 and the DC-DC converter cooling channel 104 in parallel, and is connected to the downstream side of the main cooling channel 101.
  • the cooling circuit 100 has a branching point 105 for branching the flow path downstream of the cooling pump 7 and upstream of the main cooling flow path 101, and a flow path downstream of the main cooling flow path 101 and upstream of the high temperature heat generating device cooling flow path 102.
  • a junction point 106 that joins the paths, and the junction point 105 and the junction point 106 are connected via a bypass channel 107 that bypasses the main cooling channel 101.
  • the branch point 105 is an AC point between the inflow side flow path 108 connected to the cooling pump 7, the main cooling flow path 101 that is the first outflow side flow path, and the bypass flow path 107 that is the second outflow side flow path.
  • an electromagnetic three-way valve 8 is provided.
  • the three-way valve 8 communicates the inflow side flow path 108 and the main cooling flow path 101 when an electromagnetic section 8a (see FIG. 2) described later is off, and the inflow side flow path 108 and the bypass flow path 107 when the electromagnetic section 8a is on.
  • the flow path is switched so as to communicate with each other.
  • the cooling pump 7 when the cooling pump 7 is driven, the cooling pump 7 sucks low-temperature coolant from the radiator 5 side and discharges it toward the three-way valve 8 side. In the normal state, since the three-way valve 8 is off, the cooling liquid discharged from the cooling pump 7 does not flow into the bypass flow path 107, but the entire amount is supplied to the main cooling flow path 101.
  • the coolant supplied to the main cooling channel 101 cools the storage battery 2 and then flows into the high-temperature heat generating device cooling channel 102.
  • the coolant that has flowed into the high-temperature heat generating device cooling channel 102 is branched into the charger cooling channel 103 and the DC-DC converter cooling channel 104 to cool the charger 3 and the DC-DC converter 4.
  • the coolant that has cooled the charger 3 and the DC-DC converter 4 returns to the radiator 5 after joining, and is cooled here.
  • the cooling circuit 100 when the battery 3 and the DC-DC converter 4 need to be cooled in a situation where the storage battery 2 does not need to be cooled or the coolant temperature is not appropriate for the required temperature of the storage battery 2.
  • the supply of the coolant to the main cooling channel 101 is cut off, and the charger cooling flow is bypassed via the bypass channel 107. Coolant can be supplied to the channel 103 and the DC-DC converter cooling channel 104. Then, the coolant that has cooled the charger 3 and the DC-DC converter 4 returns to the radiator 5 after joining, and is cooled here.
  • the cooling circuit 100 is provided with three temperature acquisition means.
  • the three temperature acquisition means are an inflow side temperature acquisition means for acquiring the coolant temperature of the inflow side flow path of the three-way valve 8 and a first outflow side of acquiring the coolant temperature of the first outflow side flow path of the three-way valve 8.
  • Temperature acquisition means, and second outflow side temperature acquisition means for acquiring the coolant temperature of the second outflow side flow path of the three-way valve 8.
  • the first temperature sensor S1 that detects the temperature of the coolant at the outlet of the radiator 5 is the inflow side temperature acquisition means
  • the second temperature sensor S2 that detects the temperature of the coolant in the main cooling channel 101 is
  • the third outflow side temperature acquisition unit is a third outflow side temperature acquisition unit that is a first outflow side temperature acquisition unit and detects the temperature of the coolant in the bypass passage 107.
  • the coolant temperature of each flow path is not limited to being directly detected by a temperature sensor, but may be acquired by estimation from a temperature-related value.
  • the three-way valve 8 includes an electromagnetic part 8a and a valve part 8b.
  • the valve portion 8b includes an inlet 8c connected to the inflow channel 108, a first outlet 8d connected to the main cooling channel 101, a second outlet 8e connected to the bypass channel 107, A first communication port 8f that communicates the inflow port 8c and the first outflow port 8d, a second communication port 8g that communicates the inflow port 8c and the second outflow port 8e, and a first that opens and closes the first communication port 8f.
  • a cone 8h, a second cone 8i that opens and closes the second communication port 8g, and a lifting rod 8j that integrally holds the first cone 8h and the second cone 8i are configured.
  • the valve portion 8b opens the first communication port 8f by the first cone 8h, and closes the second communication port 8g by the second cone 8i, thereby allowing the first flow port 8c to flow through the first flow port 8c.
  • the first cone 8h closes the first communication port 8f and the second cone 8i opens the second communication port 8g.
  • 8c is communicated with the second outlet 8e (bypass passage open state).
  • the electromagnetic part 8a is a solenoid that electromagnetically moves the lifting rod 8j up and down, and includes a core 8k provided at the upper end of the lifting rod 8j, an armature coil 8m surrounding the core 8k, and a spring that urges the lifting rod 8j upward. 8n, and when the armature coil 8m is not energized, the lifting rod 8j is held upward by the urging force of the spring 8n, so that the inflow port 8c communicates with the first outflow port 8d.
  • the three-way valve 8 configured in this way may break down due to foreign matter biting or electrical trouble.
  • the failure of the three-way valve 8 includes, in addition to the first one-side fixed state that maintains the main channel open state and the second one-side fixed state that maintains the bypass channel open state, regardless of the on / off instruction of the electromagnetic unit 8a.
  • the first communication port 8f and the second communication port 8g are in a half-open state, and there is an intermediate fixing state in which the inflow port 8c, the first outflow port 8d, and the second outflow port 8e are simultaneously communicated.
  • the determination method of the three adhering states of the three-way valve 8 by the control unit 9 will be described.
  • control unit 9 includes a first one-side adhesion determination unit 9 a, a second one-side adhesion determination unit 9 b, an intermediate adhesion determination unit 9 c, and a notification unit 9 d.
  • the three-way valve 8 is in the first one-side stuck state when the three-way valve 8 maintains the main channel opened state. Is determined.
  • the coolant flows from the inflow side flow path 108 to the bypass flow path 107 as shown in FIG.
  • the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3 should substantially match.
  • the coolant flows from the inflow side passage 108 to the main cooling passage 101.
  • the first one-side sticking determination unit 9a determines that the three-way valve 8 is in the first one-side stuck state when the temperature difference ⁇ T is larger than a predetermined value ⁇ ° C (for example, 9.0 ° C). it can.
  • the three-way valve 8 is in the second one-side stuck state when the three-way valve 8 maintains the bypass flow path open state. Is determined.
  • the coolant flows from the inflow side flow path 108 to the main cooling flow path 101 as shown in FIG.
  • the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 should substantially match.
  • the coolant flows from the inflow side channel 108 to the bypass channel 107 as shown in FIG.
  • the second one-side sticking determination unit 9b determines that the three-way valve 8 is in the second one-side stuck state when the temperature difference ⁇ T is larger than a predetermined value ⁇ ° C (for example, 9.0 ° C). it can.
  • the intermediate adhering determination section 9c instructs the three-way valve 8 to open the main flow path or the bypass flow path, as shown in FIG.
  • the coolant is flowing out, it is determined that the three-way valve 8 is in an intermediately fixed state.
  • the entire amount of coolant flows from the inflow side flow path 108 to the main cooling flow path 101 as shown in FIG. Since the coolant does not flow, the temperature difference between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3, or the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 and the third temperature sensor S3.
  • the temperature difference from the detected temperature TW3 should be large.
  • the coolant flows from the inflow side channel 108 to the bypass channel 107 as shown in FIG. 7 (b), so that the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1.
  • the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3, or the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3 substantially match.
  • the intermediate adhesion determination unit 9c instructs the three-way valve 8 to open the main flow path, the temperature difference ⁇ T between the detection temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detection temperature TW3 of the third temperature sensor S3, Alternatively, when the temperature difference ⁇ T between the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3 is smaller than a predetermined value ⁇ ° C (for example, 3.0 ° C), the three-way valve 8 is intermediate. It can be determined that the state is fixed.
  • a predetermined value ⁇ ° C for example, 3.0 ° C
  • the detection temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is substantially equal to the detection temperature TW2 of the second temperature sensor S2 or the detection temperature TW3 of the third temperature sensor S3. Therefore, despite the fact that the intermediate sticking determination unit 9c instructs the three-way valve 8 to open the bypass flow path, the temperature difference ⁇ T between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2.
  • the three-way valve 8 is It can be determined that the intermediate fixing state is present.
  • the notification unit 9d is configured to determine that the three-way valve 8 is in the second one-side fixing state by the second one-side fixing determination unit 9b.
  • the driver is notified.
  • the notification method may be displayed on an instrument panel, for example, or may emit an alarm sound.
  • the intermediate fixed state is determined only in a situation in which the bypass flow path is instructed to the three-way valve 8 (for example, when the storage battery 2 is charged).
  • the intermediate fixing state may be determined even in a situation where the state is instructed.
  • the control unit 9 starts a failure determination in response to an ON operation of an ignition switch (not shown).
  • failure determination first, normal determination and operation determination of the cooling pump 7 are performed (ST11), and then an instruction state to the three-way valve 8 is determined (ST12).
  • the normal circuit water temperature stabilization timer time (for example, 8 minutes) is awaited (ST13).
  • the normal circuit water temperature stabilization timer time is set to a time necessary for the coolant temperature in the cooling circuit 100 to become stable after the three-way valve 8 is switched.
  • a state in which the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is larger than the predetermined value ⁇ ° C is the predetermined time. It is determined whether or not the process has been continued (ST14).
  • This determination result is YES, that is, a state where the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is larger than the predetermined value ⁇ ° C continues for a predetermined time.
  • the state is the second one-side fixed state in which the bypass channel open state is maintained even if the main channel open state is instructed, and the driver is informed of the second one-side fixed state (ST15).
  • step ST14 determines whether the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is greater than a predetermined value ⁇ ° C. If the state does not continue for a predetermined time, whether or not the state where the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 is lower than a predetermined value ⁇ ° C (for example, 50 ° C) has continued for a predetermined time (for example, 40 minutes). Judgment is made (ST16). This determination is for avoiding an erroneous normal determination of the three-way valve 8 in a state where the environmental temperature is high or the amount of heat generated by the storage battery 2 is large.
  • the determination result is YES, that is, the first temperature.
  • the detection temperature TW1 of the sensor S1 is lower than the predetermined value ⁇ ° C for a predetermined time, it is determined that the three-way valve 8 is not in the second one-side fixed state (ST17), and in the case of NO, that is, the first If the detected temperature TW1 of the temperature sensor S1 is lower than the predetermined value ⁇ ° C does not continue for a predetermined time, the determination is undefined (ST18).
  • step ST12 if it is determined in step ST12 that the instruction state to the three-way valve 8 is a bypass instruction state (when charging the storage battery 2) instructing the bypass flow path open state, the bypass circuit water temperature stabilization timer time (for example, 8 Minutes) (ST19).
  • the bypass circuit water temperature stabilization timer time is set to a time necessary for the coolant temperature in the cooling circuit 100 to become stable after the three-way valve 8 is switched.
  • a state in which the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3 is larger than a predetermined value ⁇ ° C is a predetermined time. It is determined whether or not the process has been continued (ST20). If this determination result is YES, that is, a state where the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW3 of the third temperature sensor S3 is larger than the predetermined value ⁇ ° C is the predetermined time. In the case of continuing, it is determined that the first one-side fixed state is maintained even if the bypass channel open state is instructed, and the driver is notified that the first one-side fixed state is maintained (ST21). ).
  • step ST20 determines whether or not a state where the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 is lower than a predetermined value ⁇ ° C. (for example, 40 ° C.) continues for a predetermined time (for example, 30 minutes). (ST22). This determination is for avoiding erroneous normal determination of the three-way valve 8 when the environmental temperature is high or when the amount of heat generated by the charger 3 is large.
  • the determination result is YES, that is, the first
  • the predetermined value ⁇ ° C for a predetermined time it is determined that the first one-side fixed state is not established (ST23), and in the case of NO, that is, the first temperature sensor S1. If the detected temperature TW1 is lower than the predetermined value ⁇ ° C for a predetermined time, the determination is undefined (ST24).
  • the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is a predetermined value. It is determined whether or not a state smaller than ⁇ ° C. continues for a predetermined time (ST25). When this determination result is YES, that is, a state where the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is smaller than the predetermined value ⁇ ° C is the predetermined time.
  • step ST26 it is determined that the intermediate fixing state where the coolant flows from the inflow side channel 108 to the main cooling channel 101 and the bypass channel 107, and the driver is notified that the intermediate fixing state is present (ST26). ). If the determination result in step ST25 is NO, that is, the temperature difference (absolute value) between the detected temperature TW1 of the first temperature sensor S1 and the detected temperature TW2 of the second temperature sensor S2 is smaller than a predetermined value ⁇ ° C. If the state does not continue for a predetermined time, it is determined that the three-way valve 8 is normal (ST27).
  • control is performed so that either one of the two flow paths controlled to communicate with each other and three of the flow paths communicate with each other. Based on the difference in the coolant temperature from the remaining flow paths, the intermediate fixing state of the three-way valve 8 that has not been determined so far can be determined.
  • the cooling device 1 of the present embodiment includes the three temperature sensors S1 to S3 that respectively acquire the coolant temperatures of the three flow paths, the intermediate fixing state of the three-way valve 8 can be accurately determined.
  • cooling device 1 of the present embodiment can determine not only the intermediate fixed state of the three-way valve 8, but also the first one-side fixed state and the second one-side fixed state of the three-way valve 8.
  • the cooling device 1 of the present embodiment determines the intermediate fixing state on the assumption that it is not the one-side fixing state, the intermediate fixing state can be accurately determined.
  • the storage battery 2 is efficiently connected based on the switching control of the three-way valve 8 according to the situation. While cooling, the intermediate fixing state of the three-way valve 8 can be determined.
  • the coolant flowing out from the main cooling channel 101 and the bypass channel 107 is guided to the radiator 5 via the high-temperature heat generating device cooling channel 102. While the storage battery 2, the charger 3 and the DC-DC converter 4 are efficiently cooled based on the switching control of the valve 8, the intermediately fixed state of the three-way valve 8 can be determined.
  • the intermediate fixing state is determined after the coolant circulates through the cooling circuit 100 for a predetermined time or more, it is possible to prevent erroneous determination when the coolant temperature is unstable. .
  • the driver can easily recognize the intermediate fixed state of the three-way valve 8.
  • the storage battery, the charger, and the DC-DC converter are exemplified as the cooling target devices of the cooling device.
  • the present invention is not limited thereto, and other high-voltage system devices such as an inverter may be used as the cooling target device.
  • any one apparatus may be sufficient as cooling object, and arbitrary combinations of 2 or more may be sufficient as it.
  • the cooling device of the present invention can be applied not only to a water cooling type using water as a cooling liquid but also to an oil cooling type using oil as a cooling liquid.

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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

冷却装置
　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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