JP2005009338A

JP2005009338A - Cooling system and reserve tank used for its cooling system

Info

Publication number: JP2005009338A
Application number: JP2003171882A
Authority: JP
Inventors: Katsutaro Kobayashi; 勝太郎小林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cool a heating object carried in a vehicle, such as a PCU, etc. <P>SOLUTION: A hybrid ECU performs a program including a step of detecting a traveling state of the vehicle (S100), a step of detecting a road surface state (S200), and a step (S700) of outputting an indication of dropping a drive voltage of a motor operated water pump when the vehicle is suddenly started (YES in step S300), the vehicle is suddenly braked (YES in step S400), the vehicle is suddenly turned (YES in step S500), or the vehicle is in a steep hill way (YES in step S600). When the drive voltage of the motor operated water pump is dropped, the flow rate of a cooling liquid circulating the PCU cooling unit is lowered, a difference of liquid levels in a plurality of sections divided in a reserve tank is reduced, and inclusion of air can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される冷却装置に関し、特に、インバータおよびコンバータを含むＰＣＵ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）を冷却する冷却システムやそのシステムを構成する制御装置およびリザーブタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行用の駆動源として、エンジンと、バッテリを動力源とする電気モータとを備えるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両の一つとして、地球温暖化の防止や省資源化の観点から、赤信号で交差点等で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みを止めたり、シフト位置を前進走行ポジションに切り替えるなど）、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム（エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。）が実用化されている。
【０００３】
このシステムにおいては、車両の停車中における補機類（エアコンディショナ、ヘッドランプ、オーディオなど）への電力供給のために、通常の１４Ｖ系の鉛蓄電池などの二次電池に加えて、４２Ｖ系の鉛蓄電池やリチウム電池などの二次電池を搭載する。車両の停車中は、この４２Ｖ系の二次電池からこれらの補機類に電力が供給される。なお、１４Ｖ系のバッテリとは、充電電圧が１４Ｖで、放電電圧が１２Ｖのバッテリをいう。また、４２Ｖ系のバッテリとは、充電電圧が４２Ｖで、放電電圧が３６Ｖのバッテリをいう。
【０００４】
また、この４２Ｖ系の二次電池の電力を用いて、モータジェネレータを回転させてエンジンを再始動させる。さらに、エンジンの運転中にモータジェネレータを用いて４２Ｖ系電池および１４Ｖ系電池が充電される。
【０００５】
このため、このような車両においては、電圧が異なる２つの電源（４２Ｖ系電池と１４Ｖ系電池）と、インバータおよびコンバータを含むＰＣＵとが搭載される。このＰＣＵは、パワーケーブルにより、これら２つの電源と接続されるとともに、エンジンの側方に設置されたモータジェネレータと接続される。
【０００６】
また、ＰＣＵは、その内部の電気回路（パワー素子）による温度上昇を抑制するために冷却液（たとえば、ＬＬＣ（ＬｏｎｇＬｉｆｅＣｏｏｌａｎｔ））にて冷却される。このＰＣＵの冷却液は、エンジンの冷却液とは別系統の電動ウォータポンプおよびラジエターにより外気と熱交換される。電動ウォータポンプにより、エンジンの冷却液のラジエターの側方に設けられたエンジン冷却液とは別系統のラジエターとＰＣＵとの間を、冷却液が循環する。このため、ＰＣＵには、複数のパワーケーブルと、冷却液の入力管路と出力管路とが接続される。
【０００７】
このような冷却システムに関連して、車両の傾斜に応じてオーバフロー弁を制御したり、電動ウォータポンプを制御したりする技術が、以下に示す公報に開示されている。
【０００８】
実開昭６２−１２７２６号公報（特許文献１）は、車両が登り坂および下り坂を走行してもエンジンの冷却ジャケット内の冷媒の貯留量が不足するのを防止する、エンジンの冷却装置を開示する。この冷却装置は、エンジンの冷却ジャケット内の冷媒が貯留規定量を越えたときに冷却ジャケット外へ排出するオーバフロー通路を設けたエンジンの冷却装置であって、オーバフロー通路の排出口にその排出口の高さが変えられる制御弁と、車両の傾斜を検知する傾斜センサと、傾斜センサの出力に応じて制御弁により排出口の高さを可変にする制御装置とを備える。
【０００９】
特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置によると、冷却ジャケットの排出口に排出口の高さを変更できる制御弁を設け、この制御弁を傾斜センサの検出出力に応じて作動させて、冷却ジャケット内の冷媒の貯留量を一定量になるように維持した。このため、車両が登り坂や下り坂を走行してエンジンが傾斜しても、冷却ジャケット内の冷媒の貯留量は一定量に維持され、冷媒の不足によってバルブステムのスティックやリングのスティック等が生じることを未然に防ぐことができ、エンジンの高寿命化を図ることができる。
【００１０】
実開昭６２−７１３２８号公報（特許文献２）は、冷媒循環ポンプのオンオフ制御では冷媒温度のハンチングが発生することを防止する、内燃機関の沸騰冷却装置を開示する。この沸騰冷却装置は、機関の冷媒ジャケット内で液装冷媒を沸騰させて吸熱し、発生した気相冷媒をコンデンサに導いて凝縮し、その凝縮した液相冷媒を冷却循環ポンプを用いて冷媒ジャケットへ環流させる内燃機関の沸騰冷却装置であって、冷媒ジャケット内の所定値以下の液相冷媒を温度を検出する温度スイッチと、温度スイッチが所定値以下の温度を検出したときに冷媒循環ポンプに駆動電圧を印加する第１駆動回路と、温度スイッチが所定値より高い温度を検出したときに第１駆動回路より大きい駆動電圧を冷媒循環ポンプに印加する第２駆動回路とを備える。
【００１１】
特許文献２に開示された内燃機関の沸騰冷却装置によると、冷媒ジャケット内の液相冷媒の温度が所定値以下の場合は、第１駆動回路が作動して冷媒循環ポンプに低い駆動電圧を印加しその吐出流量を小さくする一方、液相冷媒の温度が所定値よりも高い場合は、第２駆動回路が作動して冷媒循環ポンプに高い駆動電圧を印加しその吐出流量を大きくする。このため、冷媒低温時において、冷媒循環ポンプがオフ状態からオン状態に急に作動して、大量の冷媒が冷却ジャケット内に送り込まれて急激に温度が下がり冷媒循環ポンプがオン状態からオフ状態に停止されるというハンチングを防止できる。
【００１２】
【特許文献１】
実開昭６２−１２７２６号公報
【００１３】
【特許文献２】
実開昭６２−７１３２８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＰＣＵの冷却システムにおいては、冷却経路内の圧力調整およびエア噛み込み時のエアロックを回避するため、リザーブタンクを有する。車両が、急発進、急停止、急旋回した場合、車両が登坂路や降坂路を走行している場合等において、このリザーブタンクから電動ウォータポンプへの経路にエアを噛み込むおそれがある。また、冷却液の温度が低いほどリザーブタンクの液面は低くエアの噛み込みが発生しやすい状態になる。このようなエアの噛み込みが一旦発生すると、電動ウォータポンプ内でエアロック（噛み込んだエアによる気泡により冷却液の流れが妨げられる状態）が発生し、冷却不良による冷却性能の低下から、ＰＣＵの性能が低下するおそれがある。
【００１５】
しかしながら、このようなＰＣＵの冷却システムにおける問題点は、特許文献１に開示された制御装置を適用して、車両の傾斜に応じてオーバフロー弁を制御するようにしたり、特許文献２に開示された制御装置を用いて、冷却液の吐出流量を滑らかに変化させるために電動ウォータポンプを制御したりしても解決できない。
【００１６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両に大きな加速度が加わっても、車両が傾斜しても、ＰＣＵなどの車両に搭載された発熱物体を良好に冷却することができる、冷却システムおよびその冷却システムに用いられるリザーブタンクを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る冷却システムは、車両に搭載された発熱物体を冷却する。この冷却システムは、リザーブタンクとウォータポンプとウォータポンプを制御する制御装置とを含む。この制御装置は、車両の状態を検知するための検知手段と、車両の状態に基づいて、リザーブタンクにおけるエアの噛み込みを抑制するようにウォータポンプを制御するための制御手段とを含む。
【００１８】
第１の発明によると、検知手段により、車両の走行状態や車両が走行している路面の勾配状態などの車両の状態が検知される。リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くなるとエアの噛み込みが発生して、ウォータポンプにおいてそのエアによりエアロックが発生してウォータポンプが冷却液を循環できなくなる。制御手段は、検知手段による検知結果である車両の状態に基づいて、このエアの噛み込みが発生しないように、たとえば、ウォータポンプの吐出流量を下げるようにウォータポンプを制御する。ウォータポンプの吐出流量が下がると、循環する冷却液の流量が減少する。リザーブタンク内は、複数の隔壁で区切られた区域が連通可能な状態で構成される。流量が小さくなると、この各区域の間における液面の差が小さくなり、出口の冷却液の液面が低くならない。その結果、車両が傾斜しても、良好にＰＣＵなどの車両に搭載された発熱物体を冷却することができる冷却システムを提供することができる。
【００１９】
第２の発明に係る冷却システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、検知された車両の状態に基づくリザーブタンク内の液面の変化に対応させて、ウォータポンプを制御するための手段を含む。
【００２０】
第２の発明によると、たとえば登坂路において車両が傾くとリザーブタンク内の液面が変化して、リザーブタンクの冷却液出口が上方に傾くように、車両にリザーブタンクが搭載されている場合には、このようなリザーブタンク内の液面の変化に対応させて、ウォータポンプを制御する。
【００２１】
第３の発明に係る冷却システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、リザーブタンク内の液面が予め定められた液面よりも低下したことに対応させて、ウォータポンプを制御するための手段を含む。
【００２２】
第３の発明によると、たとえば登坂路において車両が傾くとリザーブタンク内の液面が変化して、リザーブタンクの冷却液出口が上方に傾いてリザーブタンク内の出口液面が予め定められた液面よりも低下することに対応させて、ウォータポンプを制御する。
【００２３】
第４の発明に係る冷却システムにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、ウォータポンプの吐出流量を低下させるように、ウォータポンプを制御するための手段を含む。
【００２４】
第４の発明によると、ウォータポンプの吐出流量を下げるようにウォータポンプが制御され、ウォータポンプの吐出流量が下がると、循環する冷却液の流量が減少する。リザーブタンク内は、複数の隔壁で区切られた区域が連通可能な状態で構成される。流量が小さくなると、この各区域の間における液面の差が小さくなり、出口の冷却液の液面が低くならないので、エアの噛み込みが発生しないようにできる。
【００２５】
第５の発明に係る冷却システムにおいては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、車両の傾きを検知するための手段を含む。制御手段は、傾きが大きいことに対応させてウォータポンプの吐出流量を低下させるように、ウォータポンプを制御するための手段を含む。
【００２６】
第５の発明によると、車両の傾きが検知手段により検知されて、その検知された傾きが大きいと、リザーブタンク内の液面が変化して、リザーブタンクの冷却液出口が上方に傾いてリザーブタンク内の出口液面が予め定められた液面よりも低下してエアの噛み込みが発生し得る。このため、この傾きが大きいと、ウォータポンプの吐出流量を低下させるようにして、リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くならないようにして、エアの噛み込みが発生しないようにできる。
【００２７】
第６の発明に係る冷却システムは、車両に搭載された発熱物体を冷却する。この冷却システムは、リザーブタンクとウォータポンプとウォータポンプを制御する制御装置とを含む。この制御装置は、冷却システムにおける冷却液の温度状態を検知するための検知手段と、温度状態に基づいて、リザーブタンクにおけるエアの噛み込みを抑制するようにウォータポンプを制御するための制御手段とを含む。
【００２８】
第６の発明によると、冷却液の温度が低いと体積収縮が発生して、リザーブタンク内の出口液面が予め定められた液面よりも低下してエアの噛み込みが発生し得る。このため、冷却液の温度が低いと、ウォータポンプの吐出流量を低下させて、リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くならないようにして、エアの噛み込みが発生しないようにする。
【００２９】
第７の発明に係る冷却システムにおいては、第６の発明の構成に加えて、検知手段は、車両の外気温、車両の内気温、冷却液の温度および発熱物体の温度の少なくとも１つに基づいて、冷却液の温度状態を検知するための手段を含む。
【００３０】
第７の発明によると、車両の外気温、車両の内気温、冷却液の温度および発熱物体の温度の少なくとも１つに基づいて、冷却液の温度状態を検知して、冷却液の温度が低いと、ウォータポンプの吐出流量を低下させて、リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くならないようにして、エアの噛み込みが発生しないようにする。
【００３１】
第８の発明に係る冷却システムにおいては、第６または７の発明の構成に加えて、制御手段は、温度状態が低い状態であることに対応させてウォータポンプの吐出流量を低下させるように、ウォータポンプを制御するための手段を含む。
【００３２】
第８の発明によると、冷却液の温度が低いと、ウォータポンプの吐出流量を低下させて、冷却液の体積収縮があっても、リザーブタンクの出口の冷却液の液面が低くならないようにして、エアの噛み込みが発生しないようにする。
【００３３】
第９の発明に係る冷却システムにおいては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、車両は、ＨＶ、ＥＶまたはＦＣＥＶであるものである。
【００３４】
第９の発明によると、ＨＶ（ハイブリッド自動車）、ＥＶ（電気自動車）、ＦＣＥＶ（燃料電池自動車）のような、ＰＣＵなどの発熱物体を搭載した車両において、車両が傾斜しても、良好にＰＣＵを冷却することができる冷却システムを提供することができる。
【００３５】
第１０の発明に係る冷却システムにおいては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、リザーブタンク内には、常時、ウォータポンプによる冷却媒体の流れが存在するものである。
【００３６】
第１０の発明によると、車両に搭載されたＰＣＵなどをウォータポンプを用いて冷却媒体（液体）を循環させて、常時リザーブタンク内にその流れを存在させる。この流れの中にエアの噛み込みを発生させないで、良好にＰＣＵなどを冷却することができる。
【００３７】
第１１の発明に係る冷却システムにおいては、第１〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、リザーブタンク内には、気相部を含むものである。
【００３８】
第１１の発明によると、リザーブタンク内に気相部が存在してもエアの噛み込みを発生させることなく、良好にＰＣＵなどを冷却することができる。
【００３９】
第１２の発明に係るリザーブタンクは、車両に搭載された発熱物体を冷却する冷却システムに用いられる。このリザーブタンクは、リザーブタンク内部を複数の区域に区分する隔壁と、隔壁に設けられ、互いに隣合う区域を連通可能にする連通部と、隔壁に設けられた連通部とリザーブタンク出口とをつなぐパイプとを含む。
【００４０】
第１２の発明によると、リザーブタンク内は、複数の隔壁で区切られた区域が連通可能な状態で構成される。リザーブタンク内においては、冷却液の入口側から出口側に冷却液が移動する際に、隔壁に設けられた連通部を通過する毎に圧力損失が発生する。これは、急縮小と急拡大とが繰返されることにより発生する。この状態では、入口側の区域における冷却液の液面と、出口側の区域における冷却液の液面との差が大きくなり、出口側の区域の冷却液の液面が低くなるとエアの噛み込みが発生して、ウォータポンプにおいてそのエアによりエアロックが発生してウォータポンプが冷却液を循環できなくなる。パイプは、隔壁に設けられた連通部とリザーブタンク出口とをつなぐので、入口側の区域から出口側の区域に移動する場合の圧力損失を抑制することができる。このため、出口側の区域の冷却液の液面が低くなることを回避でき、車両が傾いてもエアの噛み込みが発生しにくくなる。
【００４１】
第１３の発明に係るリザーブタンクにおいては、第１２の発明の構成に加えて、パイプは、各区域に対応させた位置に連通穴が設けられたものである。
【００４２】
第１３の発明によると、連通穴を通ってリザーブタンクの入口の区域から出口の区域に冷却液を移動させて、循環させることができる。
【００４３】
第１４の発明に係るリザーブタンクにおいては、第１２または１３の発明の構成に加えて、車両は、ＨＶ、ＥＶまたはＦＣＥＶであるものである。
【００４４】
第１４の発明によると、ＨＶ（ハイブリッド自動車）、ＥＶ（電気自動車）、ＦＣＥＶ（燃料電池自動車）のような、ＰＣＵなどの発熱物体を搭載した車両において、車両が傾斜しても、良好にＰＣＵを冷却することができる冷却システムにおいて用いられるリザーブタンクを提供することができる。
【００４５】
第１５の発明に係るリザーブタンクにおいては、第１２〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、リザーブタンク内には、常時、ウォータポンプによる冷却媒体の流れが存在するものである。
【００４６】
第１５の発明によると、車両に搭載されたＰＣＵなどをウォータポンプを用いて冷却媒体（液体）を循環させて、常時リザーブタンク内にその流れを存在させる。この流れの中にエアの噛み込みを発生させないで、良好にＰＣＵなどを冷却することができるリザーブタンクを提供することができる。
【００４７】
第１６の発明に係るリザーブタンクにおいては、第１２〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、リザーブタンク内には、気相部を含むものである。
【００４８】
第１６の発明によると、リザーブタンク内に気相部が存在してもエアの噛み込みを発生させることなく、良好にＰＣＵなどを冷却することができるリザーブタンクを提供することができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下においては、本発明の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムを、エコノミーランニングシステムを搭載した車両に適用した例について説明するが、本発明はこのような車両に限定して適用されるものではない。
【００５０】
＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両の全体システム構成について説明する。
【００５１】
この車両は、エンジン１００２と、トルクコンバータ１００４と、自動変速機１００６と、ＰＣＵ２００と、走行状態および路面状態検知部１１９０と、エンジンＥＣＵ１１９６と、ＰＣＵ２００に接続された１４Ｖ系電源８１２と、４２Ｖ系電源８３６とを含む。また、この車両は、エンジン１００２とダンパプーリ１０１０を介して接続されたモータジェネレータ１０２６と、エンジン１００２とダンパプーリ１０１０を介して接続された補機類１１２０とを含む。
【００５２】
ＰＣＵ２００は、インバータ１１０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０４と、ハイブリッドＥＣＵ１１０６とを含む。ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、車両の運転状態に応じて、エンジン１００２の運転と停止とを制御するエコノミーランニングシステムを実現する。
【００５３】
このような構成において、エンジン１００２の出力は、トルクコンバータ１００４および自動変速機１００６を介して出力軸１００８に出力される。最終的にエンジン１００２の出力は、駆動輪（図示せず）に伝達される。また、これとは別にエンジン１００２の出力は、クランク軸に接続されている電磁クラッチ内蔵ダンパプーリ１０１０を介して、ベルト１０１４に伝達される。そして、ベルト１０１４により伝達された出力により、プーリ１０１６およびプーリ１０１８が回転される。なお、ダンパプーリ１０１０に内蔵される電磁クラッチは必要に応じて接続／遮断されて、プーリ１０１０とクランク軸との間で出力の伝達／非伝達を切替可能にする。
【００５４】
プーリ１０１６には、補機１０２０の回転軸が連結されて、ベルト１０１４から伝達される回転力により補機１０２０が駆動可能とされる。補機１０２０としては、たとえば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリング用ポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプなどが挙げられる。
【００５５】
プーリ１０１８には、回転電機としてのモータジェネレータ１０２６の回転軸が連結される。モータジェネレータ１０２６は、必要に応じて発電機として機能することで、プーリ１０１８を介して伝達されるエンジン１００２あるいは駆動輪からの回転力を電気エネルギに変換する。さらに、モータジェネレータ１０２６は、必要に応じて電動機として機能することで、プーリ１０１８とベルト１０１４とを介してクランク軸および補機１０２０の一方あるいは両方を回転させる。なお、モータジェネレータ１０２６は、三相交流回転電機である。
【００５６】
ＰＣＵ２００は、インバータ１１０２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０４とハイブリッドＥＣＵ１１０６とを備える。インバータ１１０２とモータジェネレータ１０２６とが、電力線により接続されるとともに、インバータ１１０２と高電圧直流電源（定格電圧３６Ｖ）８３６とが、電力線により接続される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０４とインバータ１１０２および高電圧直流電源８３６とが、電力線により接続されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０４と低電圧直流電源（定格電圧１２Ｖ）８１２とが、電力線により接続される。
【００５７】
モータジェネレータ１０２６が発電機として機能する場合、ハイブリッドＥＣＵ１１０６により制御されるインバータ１１０２は、スイッチングにより充電圧および発電量を調整することにより、モータジェネレータ１０２６が高電圧直流電源８３６を充電する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０４を介して低電圧直流電源８１２を充電する。
【００５８】
モータジェネレータ１０２６による発電が行なわれていない場合においては、高電圧直流電源８３６と低電圧直流電源８１２とが接続されていることにより、高電圧直流電源８３６から低電圧直流電源８１２側に電力が供給される。
【００５９】
モータジェネレータ１０２６がモータとして機能する場合、ハイブリッドＥＣＵ１１０６により制御されるインバータ１１０２は、高電圧直流電源８３６からモータジェネレータ１０２６へ電力を供給する。
【００６０】
ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、上述したインバータ１１０２の制御の他に、予め定められたエンジン自動停止条件が成立した場合にエンジン１００２を自動停止させるとともに、予め定められたエンジン自動始動条件が成立した場合にエンジン１００２を自動始動させるエンジン自動停止始動制御を行なう。このエンジン自動始動時には、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、プーリ１０１０に内蔵される電磁クラッチを接続させるとともに、上述のように、インバータ１１０２を制御して高電圧直流電源８３６からモータジェネレータ１０２６へ電力を供給してモータジェネレータ１０２６を駆動させ、エンジン１００２をクランキングする。また、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、エンジン自動停止中においては、プーリ１０１０に内蔵される電磁クラッチを遮断させるとともに、上述のように、インバータ１１０２を制御して高電圧直流電源８３６からモータジェネレータ１０２６へ電力を供給してモータジェネレータ１０２６を駆動させ、補機１０２０を駆動させる。
【００６１】
走行状態および路面状態検知部は１１９０は、各種センサにより車両の走行状態（急発進、急停止、急旋回）や路面状態（登坂路、降坂路）を検知して、ハイブリッドＥＣＵ１１０６およびエンジンＥＣＵ１１９６に送信する。
【００６２】
ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、走行状態および路面状態検知部は１１９０は、各種センサにより車両の走行状態や路面状態に対応して、ウォータポンプ４００を制御する。
【００６３】
図２を参照して、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両の構成部品の車載配置について説明する。図２に示すように、ＰＣＵ２００は、エンジンルーム１０４０内の車両側方の車両前方側に配設される。なおＰＣＵ２００のユニットケース１１１０は、たとえば、１４Ｖ系直流電源のみを有する既存車両におけるその１４Ｖ系直流電源を配設するバッテリトレイ（図示せず）に配置可能な大きさ程度に形成される。高電圧直流電源８３６および低電圧直流電源８１２は、車両後部に搭載される。
【００６４】
図２に示すように、エンジンルーム１０４０内には、エンジン用ラジエター３５０およびその配管３５２、３５４とともに、ＰＣＵ２００の冷却システムが搭載される。このＰＣＵ２００の冷却システムは、リザーブタンク１００と、ＰＣＵ２００用のラジエター３００と、電動ウォータポンプ４００と、冷却対象であるＰＣＵ２００と、これらの機器を接続し、冷却液を循環させるためのホース５００、５０２、５０４、５０６とを含む。
【００６５】
図３および図４を参照して、このＰＣＵ２００の冷却システムについて説明する。
【００６６】
図３に冷却システムの斜視図を、図４に冷却システムの側面図を示す。図３および図４に示すように、この冷却システムは、冷却システムの最上部の位置に設けられたリザーブタンク１００と、車両の前方に設けられたＰＣＵ２００用のラジエター３００と、ＰＣＵ２００の下方に設けられた電動ウォータポンプ４００と、冷却対象であるＰＣＵ２００と、これらの機器を接続し、冷却液を循環させるためのホース５００、５０２、５０４、５０６とを含む。
【００６７】
ＰＣＵ２００の冷却液入口２０２には電動ウォータポンプ４００に接続されるホース５０４が繋がれ、その冷却液出口２０４にはリザーブタンク１００に接続されるホース５０２が繋がれる。電動ウォータポンプ４００は、リザーブタンク１００とＰＣＵ２００とラジエター３００との間で、冷却液を循環させる。ラジエター３００には、アッパータンクパイプ３０４に接続されたアッパータンク３０２と、ロアタンクパイプ３１４に接続されたロアタンク３１２とを有する。
【００６８】
リザーブタンク１００およびウォータポンプ４００は、この冷却システムの中で重要な構成要件となる。なお、図３には冷却対象であるモータジェネレータ１０２６を記載していないが、図４に示すように、ウォータポンプ４００による冷却液の循環経路にモータジェネレータ１０２６を設けて、モータジェネレータ１０２６を冷却するようにしてもよい。さらに図５に示すように、ホース５０２を用いることなく、リザーブタンク１００とＰＣＵ２００とを接続してもよい。
【００６９】
図６に、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンク１００の側面図を示す。
【００７０】
図６に示すようにリザーブタンク１００は、冷却液入口部１０２と、冷却液出口部１０４と、冷却液の注入口１０６と、注入口１０６のキャップ１０８とを有し、樹脂製の外壁１４０により構成される。冷却液であるＬＬＣは、キャップ１０８を外して注入口１０６から空気が入らないようにしながら、ＰＣＵ冷却ユニットの管路をＬＬＣが充填するように注入される。注入された後は、電動ウォータポンプ４００によりＰＣＵ冷却システムの管路をＬＬＣが循環するように流される。このとき、リザーブタンク１００においては、冷却液入口１０２から冷却液が入って、冷却液出口部１０４から冷却液が出てくる。
【００７１】
図７にリザーブタンクの斜視図を示す。図７に示すように、リザーブタンク１０７は前述の概形図（図６に示したように、樹脂製の外壁１４０を有するタンクであって、その上部に注入口１０６およびキャップ１０８が設けられる。また内部にはリザーブタンク１００の内部を複数の区域に分ける隔壁１３０が設けられ、隔壁１３０のそれぞれには、冷却液のための連通口と空気のための空気連通口とが設けられる。これを、図８のリザーブタンク１００の断面図を用いて詳しく説明する。
【００７２】
図８に示すように、リザーブタンク１００は、樹脂製の外壁１４０により構成され、その内部には、複数の隔壁１３０が設けられ、複数の区域に分けられる。図８には４つの区域に分けられた例を示し、冷却液入口部１０２から導入された冷却液は第１の区域、第２の区域、第３の区域、第４の区域を通って冷却液出口部１０４に到達する。
【００７３】
冷却液入口部１０２を有する第１の区域と第２の区域との境界である隔壁１３０には連通口１１０と、空気連通口１１２とが設けられる。また第２の区域と第３の区域の境界である隔壁１３０には、連通口１１４と空気連通口１１６とが設けられる。また第３の区域と第４の区域の境界である隔壁１３０には、連通口１１８と空気連通口１２０とが設けられる。
【００７４】
図８に示す断面図における冷却液の液面が、エアが冷却液出口部１０４に噛み込む可能性が高い状態を示している。すなわち、電動ウォータポンプ４００からの吐出流量や、車両の傾斜状態などにより、第１の区域から第４の区域までにおける冷却液の液面の差が大きいと、第４の区域における冷却液の液面が低下して、冷却液出口部１０４と冷却液の液面との差が少なくなり、冷却液の出口部１０４にエアが噛み込む。
【００７５】
エアが噛み込むと、ＰＣＵ冷却システムの管路にエアが入り込むことになり、このエアが電動ウォータポンプ４００が入り込み、電動ウォータポンプ４００がエアロックしてしまい、冷却液を循環させることができなくなる。
【００７６】
本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムにおいては、図８に示すような状態にならないように、リザーブタンク１００の第４の区域における液面が著しく低下しないように制御する。
【００７７】
図９にＰＣＵ冷却システムにおいて実行されるプログラムのフローチャートを示す。この図９に示すフローチャートは、図１に示したハイブリッドＥＣＵ１１０６で実行される。
【００７８】
ステップ（以下ステップをＳと略す。）１００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、車両の走行状態を検知する。Ｓ２００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、路面の状態（登坂路、降坂路）を検知する。
【００７９】
Ｓ１００およびＳ２００における処理は、走行状態および路面状態検知部１１９０にて検知され、ハイブリッドＥＣＵ１１０６に送信された情報に基づいて車両の走行状態および路面の状態が検知される。走行状態および路面状態検知部１１９０は、たとえば、加速度センサ（Ｇセンサ）などを用いて、走行状態および路面状態を検知する。
【００８０】
Ｓ３００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、車両が急発進したか否かを判定する。車両が急発進したと判定されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。
【００８１】
Ｓ４００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、車両が急制動したか否かを判定する。車両が急制動したと判定されると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ５００へ移される。
【００８２】
Ｓ５００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、車両が急旋回したか否かを判定する。車両が急旋回したと判定されると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ５００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。
【００８３】
Ｓ６００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、急坂路であるか否かを判定する。車両が走行している道路が急坂路であるばあいには（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へうつされる。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８４】
Ｓ７００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、電動ウォータポンプ４００に対してウォータポンプの駆動電圧を降下させるように指示を出力する。
【００８５】
ウォータポンプの駆動電圧が降下すると、電動ウォータポンプ４００からの冷却液の吐出流量が低下する。図１０に、電動ウォータポンプ４００からの吐出流量が変化した場合のインバータの温度変化を示す。図１０に示すように、流量が８．７リットル／分から２リットル／分に減少しても、さほど温度上昇が認められないため、ＰＣＵ２００の冷却性能を著しく阻害することはない。
【００８６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムの動作について説明する。車両が走行中にハイブリッドＥＣＵ１１０６により車両の走行状態や路面の状態が検知される（Ｓ１００、Ｓ２００）。車両が急発進したり（Ｓ３００にてＹＥＳ）、車両が急制動したり（Ｓ４００にてＹＥＳ）、車両が急旋回したり（Ｓ５００にてＹＥＳ）、車両が急坂路にあると判定されたり（Ｓ６００にてＹＥＳ）すると、ハイブリッドＥＣＵ１１０６により電動ウォータポンプ４００に対してウォータポンプの駆動電圧を降下させるように指示が出力される（Ｓ７００）。
【００８７】
電動ウォータポンプ４００を駆動するモータはＤＣブラシレスモータであって、電動ウォータポンプを駆動するモータへの印加電圧を降下させることにより吐出流量が低下する。吐出流量の低下によりエアの噛み込みが抑制される状態を図１１を用いて説明する。
【００８８】
図１１（Ａ）が吐出流量が大きい場合のリザーブタンク１００の断面を示し、図１１（Ｂ）が吐出流量が小さい場合のリザーブタンク１００の断面を示す。図１１（Ａ）に示すように、冷却液の流量が多いと、リザーブタンク１００内に設けられた複数の区域における液面の差が大きくなり、第４の区域の液面が低下しやすい。これにより、第４の区域の液面が、冷却液出口部１０４と近づくことになり、エアが噛み込みやすくなる。
【００８９】
一方、図１１（Ｂ）に示すように、冷却液の流量が小さいと、第１の区域〜第４の区域における液面の差が小さく、第４の区域における液面が冷却液出口部１０４の高さほど低くならないため、エアが噛み込みにくくなる。
【００９０】
以上のようにして、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムによると、車両の走行状態や車両が走行している路面の状態に基づいて、車両が傾斜している場合、車両に急激な加速度が発生してリザーブタンク内の液面が大きく振動する場合などはエアの噛み込みが発生する可能性が高いため、電動ウォータポンプの駆動電圧を降下させて冷却液の流量を小さくする。冷却液の流量が小さくなるとリザーブタンク内の区域間の液面の差が小さくなり、冷却液出口部の区域における冷却液の液面が低下しなくなる。その結果、リザーブタンクにおけるエアの噛み込みが抑制され、電動ウォータポンプのエアロックが回避され、ＰＣＵ冷却システムによるＰＣＵの良好な冷却を実現することができる。
【００９１】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムについて説明する。本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムは、前述の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが車両の状態や車両の路面状態に基づいて電動ウォータポンプを制御したが、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムは冷却液の温度に基づいて電動ウォータポンプを制御してエアの噛み込みを回避する。
【００９２】
図１２に、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両のシステム構成を示す。なお、図１２に示すシステム構成の中で、前述の図１に示したシステム構成の中の同じ部品については同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００９３】
図１２に示すように、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両のシステム構成は、前述の図１に示した第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両のシステム構成の走行状態および路面状態検知部１１９０に代えて冷却液温度検知部１１９１を含む点が異なる。それ以外の構造は同じである。したがってこれ以外についての構成についての説明はここでは繰返さない。
【００９４】
図１３を参照して、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムで実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお図１３に示すプログラムは、図１２に示すハイブリッドＥＣＵ１１０６にて実行される。
【００９５】
Ｓ８００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、冷却水温を検知する。このとき、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、冷却液温度検知部１１９１が検知しハイブリッドＥＣＵ１１０６に送信した情報に基づいて冷却水温を検知する。冷却液温度検知部１１９１は、冷却液そのものの温度や、車両の車室内の温度、車両の車室外の温度または冷却対象物であるＰＣＵのパワー素子の温度などに基づいて冷却水温を検知する。このように、冷却液の温度は、直接的に測定して検知されるものであっても間接的に測定された物理量から類推されるものであってもいずれであってもよい。
【００９６】
Ｓ９００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、検知された冷却水温が予め定められたしきい値α（α＞０）よりも小さいか否かを判断する。検知された冷却水温が予め定められたしきい値温度αより低い場合には（Ｓ９００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０００へ移される。もしそうでないと（Ｓ９００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００９７】
Ｓ１０００にて、ハイブリッドＥＣＵ１１０６は、電動ウォータポンプ４００に対して、電動ウォータポンプ４００の駆動電圧を降下させる指示を出力する。
【００９８】
すなわち、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムにおいては、冷却液の温度が低いと電動ウォータポンプ４００からの吐出流量が減るように電動ウォータポンプ４００の駆動電圧を降下させる。
【００９９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムの動作を図１４を用いて説明する。
【０１００】
図１４（Ａ）に冷却液の温度が高い場合を、図１４（Ｂ）に冷却液の温度が低い場合のリザーブタンク１００の断面を示す。冷却液は、その温度が低いと体積収縮して、その温度が高いと体積膨張する。そのため、図１４（Ａ）に示すように冷却液の温度が高い場合には、体積膨張しているため液面が高くエアが噛み込みにくい。一方、図１４（Ｂ）に示すように冷却液の温度が低い場合には、体積収縮して冷却液の体積が小さくなっているためリザーブタンク内における液面が低くエアの噛み込みが発生しやすい。
【０１０１】
なお、図１４（Ｂ）は液が流動していない状態を示す。図１４（Ｂ）に示す状態で、電動ウォータポンプ４００により冷却液が循環されると、図１１（Ｂ）に示す状態になり、冷却液の液面と冷却液出口部１０４との高さが近くなりエアの噛み込みが発生しやすくなる。
【０１０２】
そのため、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムにおいては、冷却液の温度が予め定められたしきい値温度αよりも低いと、電動ウォータポンプ４００の駆動電圧を低下させて図１４（Ｂ）の状態から図１１（Ｂ）の状態に変更させて、エアの噛み込みを抑制し、電動ウォータポンプ４００におけるエアロックを回避するように制御する。
【０１０３】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムについて説明する。本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムは、リザーブタンク１００の内部構造に特徴がある。図１５に、本実施の形態に係るリザーブタンク２０００の断面図を示す。
【０１０４】
図１５に示すように、リザーブタンク２０００は、樹脂製の外壁２１４０から構成され、その内部には、複数の区域が複数の隔壁２１３０により構成されている。それぞれの隔壁２１３０には、連通口２１１３、２１１４、２１１５および空気連通口２１１２、２１１６、２１１８が設けられる。また、前述の第１の実施の形態に係るリザーブタンク１００の連通口１１０に対応して連通口２１１０が、連通口１１２に対応して連通口２１１２が、連通口１１４に対して連通口２１１４が設けられる。
【０１０５】
本実施の形態に係るリザーブタンク２０００は、この連通口２１１０、２１１２および２１１４にパイプ２２００が挿入されている点が特徴である。パイプ２２００には、それぞれの区域に対応して連通口２２０２、２２０４、２２０６が設けられる。
【０１０６】
図１５に示すように、パイプ２２００を連通口に挿入することにより、第１の区域から第２の区域、第２の区域から第３の区域、第３の区域から第４の区域へ移動する冷却液の圧力損失を低下せしめることができる。また、連通口２２０２、２２０４、２２０６を用いて補助的に冷却液を第１の区域から第４の区域へ流動させることもできる。
【０１０７】
以上のようにして、本実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンク２０００によると、連通口にパイプを挿入し、管路の急拡大および急拡小による圧力損失をなくしたため、第１の区域から第４の区域における冷却液の液面の高さの変化を少なくすることができる。その結果、第４の区域におけるエアの噛み込みの可能性を少なくすることができる。
【０１０８】
なお、図１６に示すように、リザーブタンク３０００のように連通口を有しないパイプ３２００とするようにしてもよい。図１６に示すリザーブタンク３０００においても、図１５に示すリザーブタンク２０００と同様、第１の区域から第２の区域へ、第２の区域から第３の区域へ、第３の区域から第４の区域へ移動する際の冷却液の圧力損失を低下させることができるため（断面積が一定であるパイプ３２００の中を通るので、圧力損失の発生を著しく低下させることができるため）、各区域の冷却液の液面の差を小さくすることができる。その結果、第４の区域における冷却液のエアの噛み込みを回避することができる。
【０１０９】
なお、上述した実施の形態においては、電動ウォータポンプの駆動電圧を降下させて冷却液の流量を小さくするようにしたが、冷却液の流量を小さくできればよく、特に電動ウォータポンプの駆動電圧を降下させることに限定されるものではない。
【０１１０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両のシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両の構成部品の車載配置図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システム構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムの構成図（その１）である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムの構成図（その２）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの断面図であって、エアの噛み込みが発生する状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムにおいて実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態においてウォータポンプの吐出流量を変化させたときの温度上昇を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの断面図であって、エアの噛み込みが抑制される状態を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムが搭載される車両のシステム構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムにおいて実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの断面図であって、エアの噛み込みが抑制される状態を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの断面図（その１）である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るＰＣＵ冷却システムのリザーブタンクの断面図（その２）である。
【符号の説明】
１００，２０００，３０００リザーブタンク、１０２冷却液入口部、１０４冷却液出口部、１０６注入口、１０８キャップ、１１０，１１４，１１８連通口、１１２，１１６，１２０空気連通口、１３０隔壁、１４０外壁、２００ＰＣＵ、２０２冷却液入口、２０４冷却液出口、３００ラジエター、３０２アッパータンク、３０４アッパータンクパイプ、３１２ロアタンク、３１４ロアタンクパイプ、３５０エンジン用ラジエター、３５２，３５４エンジン用冷却液配管、４００電動ウォータポンプ、５００水平向きホース、５０２下向きホース、５０４，５０６ホース、８１２低電圧直流電源（定格電圧１２Ｖ）、８３６高電圧直流電源（定格電圧３６Ｖ）、１００２エンジン、１００４トルクコンバータ、１００６自動変速機、１００８出力軸、１０１０電磁クラッチ内蔵ダンパプーリ、１０１４ベルト、１０１６，１０１８プーリ、１０２０補機、１０２６モータジェネレータ、１０４０エンジンルーム、１１０２インバータ、１１０４ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１９０走行状態および路面状態検知部、１１９１冷却液温度検知部、１１９６エンジンＥＣＵ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device mounted on a vehicle, and more particularly to a cooling system that cools a PCU (Power Control Unit) including an inverter and a converter, a control device that constitutes the system, and a reserve tank.
[0002]
[Prior art]
As a driving source for traveling, a hybrid vehicle including an engine and an electric motor that uses a battery as a power source is known. As one of such hybrid vehicles, from the viewpoint of global warming prevention and resource saving, when the vehicle stops at an intersection with a red light, the engine is automatically stopped and the driver tries to start running again. (For example, depressing the accelerator pedal, stopping the depression of the brake pedal, or switching the shift position to the forward travel position), the engine is restarted with an idling stop system (economy running system, engine automatic stop and start system) Is also put into practical use.
[0003]
In this system, in order to supply power to auxiliary equipment (air conditioners, headlamps, audio, etc.) while the vehicle is stopped, in addition to a normal secondary battery such as a 14V lead acid battery, a 42V system Secondary batteries such as lead-acid batteries and lithium batteries are installed. While the vehicle is stopped, electric power is supplied from the 42V secondary battery to these auxiliary machines. The 14V battery is a battery having a charging voltage of 14V and a discharging voltage of 12V. The 42V battery is a battery having a charging voltage of 42V and a discharging voltage of 36V.
[0004]
Further, the motor generator is rotated using the power of the 42V secondary battery to restart the engine. Further, the 42V battery and the 14V battery are charged using the motor generator during the operation of the engine.
[0005]
For this reason, in such a vehicle, two power supplies (42V battery and 14V battery) having different voltages and a PCU including an inverter and a converter are mounted. The PCU is connected to these two power sources by a power cable, and is also connected to a motor generator installed on the side of the engine.
[0006]
Further, the PCU is cooled by a cooling liquid (for example, LLC (Long Life Coolant)) in order to suppress a temperature rise caused by an internal electric circuit (power element). The PCU coolant is heat-exchanged with the outside air by an electric water pump and a radiator that are separate from the engine coolant. The electric water pump circulates the coolant between the radiator and the PCU, which are different from the engine coolant provided on the side of the engine coolant radiator. For this reason, a plurality of power cables and an input line and an output line for the coolant are connected to the PCU.
[0007]
In relation to such a cooling system, techniques for controlling an overflow valve or controlling an electric water pump according to the inclination of the vehicle are disclosed in the following publications.
[0008]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-12726 (Patent Document 1) discloses an engine cooling device that prevents a refrigerant storage amount in an engine cooling jacket from being insufficient even when a vehicle travels uphill and downhill. Disclose. This cooling device is an engine cooling device provided with an overflow passage that discharges outside the cooling jacket when the refrigerant in the cooling jacket of the engine exceeds a specified storage amount, and is provided at the outlet of the overflow passage. A control valve whose height is changed, a tilt sensor that detects the tilt of the vehicle, and a control device that makes the height of the discharge port variable by the control valve in accordance with the output of the tilt sensor.
[0009]
According to the engine cooling device disclosed in Patent Document 1, a control valve capable of changing the height of the discharge port is provided at the discharge port of the cooling jacket, and the control valve is operated in accordance with the detection output of the tilt sensor to cool the cooling jacket. The amount of refrigerant stored in the jacket was kept constant. For this reason, even if the vehicle runs uphill or downhill and the engine tilts, the amount of refrigerant stored in the cooling jacket is maintained at a constant level. It can be prevented from occurring, and the life of the engine can be extended.
[0010]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-71328 (Patent Document 2) discloses a boiling cooling device for an internal combustion engine that prevents the occurrence of refrigerant temperature hunting in the on / off control of the refrigerant circulation pump. This boiling cooling device boils liquid refrigerant in an engine's refrigerant jacket to absorb heat, introduces the generated gas-phase refrigerant into a condenser to condense, and uses the cooling circulation pump to cool the condensed liquid-phase refrigerant. An internal combustion engine boiling cooling device for recirculating to a temperature switch for detecting a temperature of a liquid phase refrigerant having a predetermined value or less in a refrigerant jacket, and a refrigerant circulation pump when the temperature switch detects a temperature having a predetermined value or less. A first drive circuit for applying a drive voltage; and a second drive circuit for applying a drive voltage larger than the first drive circuit to the refrigerant circulation pump when the temperature switch detects a temperature higher than a predetermined value.
[0011]
According to the boiling cooling device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 2, when the temperature of the liquid-phase refrigerant in the refrigerant jacket is equal to or lower than a predetermined value, the first drive circuit is activated to apply a low drive voltage to the refrigerant circulation pump. On the other hand, when the discharge flow rate is reduced, when the temperature of the liquid-phase refrigerant is higher than a predetermined value, the second drive circuit is activated to apply a high drive voltage to the refrigerant circulation pump to increase the discharge flow rate. For this reason, when the refrigerant temperature is low, the refrigerant circulation pump suddenly operates from the off state to the on state, a large amount of refrigerant is sent into the cooling jacket, and the temperature rapidly decreases, and the refrigerant circulation pump changes from the on state to the off state. Hunting that is stopped can be prevented.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 62-12726
[0013]
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 62-71328
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The PCU cooling system described above has a reserve tank in order to avoid pressure adjustment in the cooling path and air lock during air entrainment. When the vehicle suddenly starts, suddenly stops, or makes a sudden turn, or when the vehicle is traveling on an uphill road or downhill road, there is a possibility that air may be caught in the path from the reserve tank to the electric water pump. Further, the lower the temperature of the coolant, the lower the liquid level of the reserve tank, and the more likely it is that air will be caught. Once such air entrapment occurs, an air lock occurs in the electric water pump (a state in which the flow of cooling liquid is hindered by the entrained air bubbles), and the cooling performance decreases due to poor cooling. There is a risk of performance degradation.
[0015]
However, such a problem in the cooling system of the PCU is that the control device disclosed in Patent Document 1 is applied to control the overflow valve according to the inclination of the vehicle, or disclosed in Patent Document 2. Even if the electric water pump is controlled to smoothly change the discharge flow rate of the coolant using the control device, the problem cannot be solved.
[0016]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to provide a heating object mounted on a vehicle such as a PCU even when a large acceleration is applied to the vehicle or the vehicle is inclined. To provide a cooling system and a reserve tank used in the cooling system that can be cooled well.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A cooling system according to a first aspect cools a heat generating object mounted on a vehicle. The cooling system includes a reserve tank, a water pump, and a controller that controls the water pump. The control device includes detection means for detecting the state of the vehicle, and control means for controlling the water pump so as to suppress air entrapment in the reserve tank based on the state of the vehicle.
[0018]
According to the first aspect of the invention, the vehicle state such as the vehicle running state and the road surface gradient state on which the vehicle is running is detected by the detecting means. When the liquid level of the coolant at the outlet of the reserve tank becomes low, air is caught, and an air lock is generated by the air in the water pump, so that the water pump cannot circulate the coolant. The control means controls the water pump, for example, so as to reduce the discharge flow rate of the water pump, based on the state of the vehicle, which is the detection result by the detection means, so that this air biting does not occur. When the discharge flow rate of the water pump decreases, the circulating coolant flow rate decreases. The reserve tank is configured in such a manner that an area divided by a plurality of partition walls can communicate. When the flow rate is reduced, the difference in liquid level between these areas is reduced, and the liquid level of the cooling liquid at the outlet is not lowered. As a result, it is possible to provide a cooling system that can satisfactorily cool a heating object mounted on a vehicle such as a PCU even when the vehicle is inclined.
[0019]
In the cooling system according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the control means controls the water pump in accordance with the change in the liquid level in the reserve tank based on the detected state of the vehicle. Means for doing so.
[0020]
According to the second aspect of the invention, for example, when the reserve tank is mounted on the vehicle so that the liquid level in the reserve tank changes when the vehicle tilts on an uphill road, and the coolant outlet of the reserve tank tilts upward. Controls the water pump in response to such a change in the liquid level in the reserve tank.
[0021]
In the cooling system according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the control means corresponds to the fact that the liquid level in the reserve tank has fallen below the predetermined liquid level, and the water pump Means for controlling.
[0022]
According to the third invention, for example, when the vehicle tilts on an uphill road, the liquid level in the reserve tank changes, the coolant outlet of the reserve tank tilts upward, and the outlet liquid level in the reserve tank is predetermined. The water pump is controlled in response to the lowering of the surface.
[0023]
In the cooling system according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the control means includes means for controlling the water pump so as to reduce the discharge flow rate of the water pump. Including.
[0024]
According to the fourth invention, the water pump is controlled so as to reduce the discharge flow rate of the water pump, and when the discharge flow rate of the water pump decreases, the flow rate of the circulating coolant decreases. The reserve tank is configured in such a manner that an area divided by a plurality of partition walls can communicate. When the flow rate is reduced, the difference in liquid level between these areas is reduced, and the liquid level of the cooling liquid at the outlet is not lowered, so that air can be prevented from being caught.
[0025]
In the cooling system according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the detecting means includes means for detecting the inclination of the vehicle. The control means includes means for controlling the water pump so as to reduce the discharge flow rate of the water pump in response to the large inclination.
[0026]
According to the fifth aspect of the invention, when the inclination of the vehicle is detected by the detecting means and the detected inclination is large, the liquid level in the reserve tank changes, and the coolant outlet of the reserve tank is inclined upward to reserve. The outlet liquid level in the tank may be lower than a predetermined liquid level, and air biting may occur. For this reason, when this inclination is large, the discharge flow rate of the water pump is reduced, the liquid level of the coolant at the outlet of the reserve tank is not lowered, and air can be prevented from being caught.
[0027]
A cooling system according to a sixth aspect cools a heat generating object mounted on a vehicle. The cooling system includes a reserve tank, a water pump, and a controller that controls the water pump. The control device includes a detection unit for detecting a temperature state of the coolant in the cooling system, and a control unit for controlling the water pump so as to suppress air entrapment in the reserve tank based on the temperature state. including.
[0028]
According to the sixth aspect of the invention, when the temperature of the coolant is low, volume contraction occurs, and the outlet liquid level in the reserve tank is lower than a predetermined liquid level, so that air can be caught. For this reason, when the temperature of the cooling liquid is low, the discharge flow rate of the water pump is lowered so that the liquid level of the cooling liquid at the outlet of the reserve tank does not become low so that air is not caught.
[0029]
In the cooling system according to the seventh invention, in addition to the configuration of the sixth invention, the detection means is based on at least one of the outside temperature of the vehicle, the inside temperature of the vehicle, the temperature of the coolant, and the temperature of the heating object. And means for detecting the temperature state of the coolant.
[0030]
According to the seventh aspect of the invention, the temperature of the coolant is detected based on at least one of the outside air temperature of the vehicle, the inside air temperature of the vehicle, the temperature of the coolant, and the temperature of the heating object, and the coolant temperature is low. Then, the discharge flow rate of the water pump is reduced so that the liquid level of the coolant at the outlet of the reserve tank does not become low so that the air is not caught.
[0031]
In the cooling system according to the eighth invention, in addition to the configuration of the sixth or seventh invention, the control means reduces the discharge flow rate of the water pump in response to the low temperature state. Means for controlling the water pump are included.
[0032]
According to the eighth aspect of the invention, when the temperature of the coolant is low, the discharge flow rate of the water pump is lowered so that the coolant level at the outlet of the reserve tank does not become low even if the volume of the coolant is contracted. Prevent air from getting caught.
[0033]
In the cooling system according to the ninth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to eighth aspects, the vehicle is HV, EV or FCEV.
[0034]
According to the ninth aspect of the invention, in a vehicle equipped with a heating object such as a PCU, such as an HV (hybrid vehicle), an EV (electric vehicle), and an FCEV (fuel cell vehicle), the PCU can be satisfactorily used even when the vehicle is inclined. It is possible to provide a cooling system that can cool the battery.
[0035]
In the cooling system according to the tenth invention, in addition to the configuration of any one of the first to ninth inventions, a flow of a cooling medium by a water pump is always present in the reserve tank.
[0036]
According to the tenth invention, the cooling medium (liquid) is circulated through the PCU or the like mounted on the vehicle using the water pump, and the flow always exists in the reserve tank. It is possible to cool the PCU and the like well without causing air entrainment in this flow.
[0037]
In the cooling system according to the eleventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to tenth inventions, the reserve tank includes a gas phase portion.
[0038]
According to the eleventh aspect of the invention, even if a gas phase portion exists in the reserve tank, the PCU or the like can be cooled satisfactorily without causing air entrainment.
[0039]
A reserve tank according to a twelfth aspect of the invention is used in a cooling system that cools a heat generating object mounted on a vehicle. This reserve tank connects a partition wall that divides the interior of the reserve tank into a plurality of areas, a communication part that is provided in the partition wall and allows communication between adjacent areas, and a communication part provided in the partition wall and a reserve tank outlet. Including pipes.
[0040]
According to the twelfth aspect of the present invention, the reserve tank is configured in such a manner that the areas partitioned by the plurality of partition walls can communicate with each other. In the reserve tank, when the coolant moves from the inlet side to the outlet side of the coolant, a pressure loss is generated every time it passes through the communication portion provided in the partition wall. This occurs due to repeated rapid reduction and rapid expansion. In this state, the difference between the liquid level of the cooling liquid in the area on the inlet side and the liquid level of the cooling liquid in the area on the outlet side becomes large. Occurs, and the air lock is generated by the air in the water pump, and the water pump cannot circulate the coolant. Since the pipe connects the communicating portion provided in the partition wall and the reserve tank outlet, it is possible to suppress pressure loss when moving from the inlet side area to the outlet side area. For this reason, it can avoid that the liquid level of the cooling fluid of the area at the side of an exit becomes low, and even if a vehicle inclines, it becomes difficult to generate | occur | produce air entrainment.
[0041]
In the reserve tank according to the thirteenth invention, in addition to the structure of the twelfth invention, the pipe is provided with a communication hole at a position corresponding to each section.
[0042]
According to the thirteenth invention, the coolant can be circulated through the communication hole from the inlet area of the reserve tank to the outlet area.
[0043]
In the reserve tank according to the fourteenth aspect, in addition to the configuration of the twelfth or thirteenth aspect, the vehicle is HV, EV or FCEV.
[0044]
According to the fourteenth aspect of the invention, in a vehicle equipped with a heating object such as a PCU, such as an HV (hybrid vehicle), an EV (electric vehicle), and an FCEV (fuel cell vehicle), the PCU can be satisfactorily used even when the vehicle is inclined. It is possible to provide a reserve tank used in a cooling system capable of cooling the water.
[0045]
In the reserve tank according to the fifteenth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the twelfth to fourteenth aspects, a flow of a cooling medium by a water pump is always present in the reserve tank.
[0046]
According to the fifteenth invention, the cooling medium (liquid) is circulated through the PCU or the like mounted on the vehicle using the water pump, and the flow is always present in the reserve tank. It is possible to provide a reserve tank that can cool the PCU and the like satisfactorily without causing air entrainment in the flow.
[0047]
In the reserve tank according to the sixteenth aspect of the invention, in addition to the structure of any one of the twelfth to fifteenth aspects of the invention, the reserve tank includes a gas phase portion.
[0048]
According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to provide a reserve tank that can cool the PCU and the like satisfactorily without causing air entrapment even when a gas phase portion exists in the reserve tank.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. In the following, an example in which the PCU cooling system according to the embodiment of the present invention is applied to a vehicle equipped with an economy running system will be described. However, the present invention is applied only to such a vehicle. is not.
[0050]
<First Embodiment>
FIG. 1 illustrates an overall system configuration of a vehicle on which a PCU cooling system according to the present embodiment is mounted.
[0051]
This vehicle includes an engine 1002, a torque converter 1004, an automatic transmission 1006, a PCU 200, a traveling state and road surface state detection unit 1190, an engine ECU 1196, a 14V system power source 812 connected to the PCU 200, and a 42V system power source. 836. The vehicle also includes a motor generator 1026 connected to engine 1002 via damper pulley 1010, and auxiliary equipment 1120 connected to engine 1002 via damper pulley 1010.
[0052]
PCU 200 includes an inverter 1102, a DC / DC converter 1104, and a hybrid ECU 1106. Hybrid ECU 1106 realizes an economy running system that controls operation and stop of engine 1002 in accordance with the driving state of the vehicle.
[0053]
In such a configuration, the output of the engine 1002 is output to the output shaft 1008 via the torque converter 1004 and the automatic transmission 1006. Finally, the output of engine 1002 is transmitted to drive wheels (not shown). In addition to this, the output of the engine 1002 is transmitted to the belt 1014 via the electromagnetic clutch built-in damper pulley 1010 connected to the crankshaft. The pulley 1016 and the pulley 1018 are rotated by the output transmitted by the belt 1014. It should be noted that the electromagnetic clutch built in the damper pulley 1010 is connected / disconnected as necessary so that transmission / non-transmission of output can be switched between the pulley 1010 and the crankshaft.
[0054]
The pulley 1016 is connected to the rotation shaft of the auxiliary machine 1020, and the auxiliary machine 1020 can be driven by the rotational force transmitted from the belt 1014. Examples of the auxiliary machine 1020 include an air conditioner compressor, a power steering pump, and an engine cooling water pump.
[0055]
A pulley 1018 is connected to a rotating shaft of a motor generator 1026 as a rotating electrical machine. The motor generator 1026 functions as a generator as necessary, thereby converting the rotational force from the engine 1002 or the drive wheels transmitted via the pulley 1018 into electric energy. Further, the motor generator 1026 functions as an electric motor as necessary, thereby rotating one or both of the crankshaft and the auxiliary machine 1020 via the pulley 1018 and the belt 1014. Motor generator 1026 is a three-phase AC rotating electric machine.
[0056]
The PCU 200 includes an inverter 1102, a DC / DC converter 1104, and a hybrid ECU 1106. Inverter 1102 and motor generator 1026 are connected by a power line, and inverter 1102 and high voltage DC power supply (rated voltage 36V) 836 are connected by a power line. DC / DC converter 1104, inverter 1102 and high-voltage DC power supply 836 are connected by a power line, and DC / DC converter 1104 and low-voltage DC power supply (rated voltage 12V) 812 are connected by a power line. .
[0057]
When motor generator 1026 functions as a generator, inverter 1102 controlled by hybrid ECU 1106 adjusts charging pressure and power generation amount by switching, so that motor generator 1026 charges high-voltage DC power supply 836. Further, the low voltage DC power supply 812 is charged via the DC / DC converter 1104.
[0058]
When power is not generated by the motor generator 1026, the high voltage DC power supply 836 and the low voltage DC power supply 812 are connected to supply power from the high voltage DC power supply 836 to the low voltage DC power supply 812 side. Is done.
[0059]
When motor generator 1026 functions as a motor, inverter 1102 controlled by hybrid ECU 1106 supplies power from high-voltage DC power supply 836 to motor generator 1026.
[0060]
In addition to the control of the inverter 1102 described above, the hybrid ECU 1106 automatically stops the engine 1002 when a predetermined engine automatic stop condition is satisfied, and when the predetermined engine automatic start condition is satisfied, the engine 1002 The engine is automatically stopped and started to automatically start the engine. During this automatic engine start, the hybrid ECU 1106 connects the electromagnetic clutch built in the pulley 1010 and controls the inverter 1102 to supply electric power from the high voltage DC power source 836 to the motor generator 1026 as described above. Generator 1026 is driven and engine 1002 is cranked. Further, during the automatic engine stop, hybrid ECU 1106 disconnects the electromagnetic clutch built in pulley 1010 and controls inverter 1102 to supply power from high-voltage DC power supply 836 to motor generator 1026 as described above. Then, motor generator 1026 is driven, and auxiliary machine 1020 is driven.
[0061]
The traveling state and road surface state detection unit 1190 detects the traveling state of the vehicle (sudden start, sudden stop, sudden turn) and road surface state (uphill road, downhill road) by various sensors, and transmits it to the hybrid ECU 1106 and the engine ECU 1196. To do.
[0062]
The hybrid ECU 1106 has a running state and road surface state detection unit 1190 that controls the water pump 400 according to the traveling state and road surface state of the vehicle by various sensors.
[0063]
With reference to FIG. 2, an on-vehicle arrangement of components of a vehicle on which the PCU cooling system according to the present embodiment is mounted will be described. As shown in FIG. 2, PCU 200 is disposed on the vehicle front side of the vehicle side in engine room 1040. The unit case 1110 of the PCU 200 is formed to have a size that can be placed on a battery tray (not shown) in which an existing vehicle having only a 14V DC power supply is provided with the 14V DC power supply. The high voltage DC power supply 836 and the low voltage DC power supply 812 are mounted at the rear of the vehicle.
[0064]
As shown in FIG. 2, a cooling system for the PCU 200 is mounted in the engine room 1040 together with an engine radiator 350 and its pipes 352 and 354. The cooling system for the PCU 200 includes a reserve tank 100, a radiator 300 for the PCU 200, an electric water pump 400, a PCU 200 to be cooled, and a hose 500, 502 for connecting these devices and circulating the coolant. , 504, and 506.
[0065]
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the cooling system of the PCU 200 will be described.
[0066]
FIG. 3 is a perspective view of the cooling system, and FIG. 4 is a side view of the cooling system. As shown in FIGS. 3 and 4, this cooling system includes a reserve tank 100 provided at the uppermost position of the cooling system, a radiator 300 for the PCU 200 provided in front of the vehicle, and a lower part of the PCU 200. Electric water pump 400, PCU 200 to be cooled, and hoses 500, 502, 504, and 506 for connecting these devices and circulating the coolant.
[0067]
A hose 504 connected to the electric water pump 400 is connected to the coolant inlet 202 of the PCU 200, and a hose 502 connected to the reserve tank 100 is connected to the coolant outlet 204. The electric water pump 400 circulates the coolant between the reserve tank 100, the PCU 200, and the radiator 300. The radiator 300 includes an upper tank 302 connected to the upper tank pipe 304 and a lower tank 312 connected to the lower tank pipe 314.
[0068]
The reserve tank 100 and the water pump 400 are important components in this cooling system. 3 does not show the motor generator 1026 to be cooled, but as shown in FIG. 4, the motor generator 1026 is provided in the coolant circulation path by the water pump 400 to cool the motor generator 1026. You may do it. Further, as shown in FIG. 5, the reserve tank 100 and the PCU 200 may be connected without using the hose 502.
[0069]
FIG. 6 shows a side view of the reserve tank 100 of the PCU cooling system according to the present embodiment.
[0070]
As shown in FIG. 6, the reserve tank 100 has a cooling liquid inlet portion 102, a cooling liquid outlet portion 104, a cooling liquid inlet 106, and a cap 108 of the inlet 106, and is formed by a resin outer wall 140. Composed. The LLC, which is the cooling liquid, is injected so that the LLC fills the pipe line of the PCU cooling unit while removing the cap 108 so that air does not enter from the inlet 106. After being injected, the electric water pump 400 causes the LLC to flow through the pipeline of the PCU cooling system. At this time, in the reserve tank 100, the coolant enters from the coolant inlet 102, and the coolant comes out from the coolant outlet 104.
[0071]
FIG. 7 shows a perspective view of the reserve tank. As shown in FIG. 7, the reserve tank 107 is a tank having the above-described schematic view (as shown in FIG. 6), and has an outer wall 140 made of resin, and an inlet 106 and a cap 108 are provided on the upper part thereof. Further, a partition wall 130 is provided inside the reserve tank 100 to divide the interior of the reserve tank 100 into a plurality of areas, and each of the partition walls 130 is provided with a communication port for cooling liquid and an air communication port for air. This will be described in detail with reference to a cross-sectional view of the reserve tank 100 of FIG.
[0072]
As shown in FIG. 8, the reserve tank 100 is constituted by a resin outer wall 140, and a plurality of partition walls 130 are provided therein and divided into a plurality of areas. FIG. 8 shows an example divided into four zones, and the coolant introduced from the coolant inlet 102 is cooled through the first zone, the second zone, the third zone, and the fourth zone. The liquid outlet 104 is reached.
[0073]
A communication port 110 and an air communication port 112 are provided in the partition wall 130 which is a boundary between the first area and the second area having the coolant inlet portion 102. In addition, a communication port 114 and an air communication port 116 are provided in the partition wall 130 that is a boundary between the second region and the third region. In addition, a communication port 118 and an air communication port 120 are provided in the partition wall 130 that is a boundary between the third region and the fourth region.
[0074]
The liquid level of the cooling liquid in the cross-sectional view shown in FIG. That is, if there is a large difference in the liquid level of the coolant from the first zone to the fourth zone due to the discharge flow rate from the electric water pump 400 or the inclination state of the vehicle, the liquid coolant in the fourth zone The surface is lowered, the difference between the coolant outlet 104 and the coolant level is reduced, and air is caught in the coolant outlet 104.
[0075]
When the air is caught, the air enters the pipe line of the PCU cooling system. This air enters the electric water pump 400, and the electric water pump 400 is air-locked, so that the coolant cannot be circulated. .
[0076]
In the PCU cooling system according to the present embodiment, control is performed so that the liquid level in the fourth area of the reserve tank 100 does not significantly decrease so that the state shown in FIG.
[0077]
FIG. 9 shows a flowchart of a program executed in the PCU cooling system. The flowchart shown in FIG. 9 is executed by hybrid ECU 1106 shown in FIG.
[0078]
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100, hybrid ECU 1106 detects the traveling state of the vehicle. In S200, hybrid ECU 1106 detects the road surface condition (uphill road, downhill road).
[0079]
The processing in S100 and S200 is detected by the traveling state and road surface state detection unit 1190, and the traveling state of the vehicle and the road surface state are detected based on the information transmitted to the hybrid ECU 1106. The traveling state and road surface state detection unit 1190 detects the traveling state and the road surface state using, for example, an acceleration sensor (G sensor).
[0080]
In S300, hybrid ECU 1106 determines whether or not the vehicle has started suddenly. If it is determined that the vehicle has suddenly started (YES in S300), the process proceeds to S700. If not (NO in S300), the process proceeds to S400.
[0081]
In S400, hybrid ECU 1106 determines whether or not the vehicle has suddenly braked. If it is determined that the vehicle has suddenly braked (YES in S400), the process proceeds to S700. If not (NO in S400), the process proceeds to S500.
[0082]
In S500, hybrid ECU 1106 determines whether or not the vehicle has made a sudden turn. If it is determined that the vehicle has made a sudden turn (YES in S500), the process proceeds to S700. If not (NO in S500), the process proceeds to S600.
[0083]
In S600, hybrid ECU 1106 determines whether or not the road is a steep slope. If the road on which the vehicle is traveling is a steep slope (YES in S600), the process proceeds to S700. Otherwise (NO in S600), this process ends.
[0084]
In S700, hybrid ECU 1106 outputs an instruction to electric water pump 400 to lower the drive voltage of the water pump.
[0085]
When the driving voltage of the water pump decreases, the discharge flow rate of the coolant from the electric water pump 400 decreases. FIG. 10 shows the temperature change of the inverter when the discharge flow rate from the electric water pump 400 changes. As shown in FIG. 10, even if the flow rate is reduced from 8.7 liters / minute to 2 liters / minute, the temperature rise is not so much observed, so that the cooling performance of the PCU 200 is not significantly impaired.
[0086]
An operation of the PCU cooling system according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described. While the vehicle is traveling, the hybrid ECU 1106 detects the traveling state of the vehicle and the state of the road surface (S100, S200). The vehicle starts suddenly (YES in S300), the vehicle suddenly brakes (YES in S400), the vehicle turns sharply (YES in S500), or the vehicle is determined to be on a steep slope ( When YES in S600, hybrid ECU 1106 outputs an instruction to electric water pump 400 to lower the drive voltage of the water pump (S700).
[0087]
The motor that drives the electric water pump 400 is a DC brushless motor, and the discharge flow rate is reduced by lowering the voltage applied to the motor that drives the electric water pump. A state in which air entrainment is suppressed due to a decrease in the discharge flow rate will be described with reference to FIG.
[0088]
FIG. 11A shows a cross section of the reserve tank 100 when the discharge flow rate is large, and FIG. 11B shows a cross section of the reserve tank 100 when the discharge flow rate is small. As shown in FIG. 11A, when the flow rate of the coolant is large, the difference in the liquid level in the plurality of areas provided in the reserve tank 100 increases, and the liquid level in the fourth area tends to decrease. As a result, the liquid level in the fourth area approaches the cooling liquid outlet portion 104, and air is easily caught.
[0089]
On the other hand, as shown in FIG. 11B, when the flow rate of the cooling liquid is small, the difference in the liquid level in the first area to the fourth area is small, and the liquid level in the fourth area is the cooling liquid outlet 104. Since it is not as low as the height of the air, it becomes difficult for air to bite.
[0090]
As described above, according to the PCU cooling system according to the present embodiment, when the vehicle is inclined based on the traveling state of the vehicle or the road surface on which the vehicle is traveling, the vehicle has a rapid acceleration. If this occurs and the liquid level in the reserve tank vibrates greatly, there is a high possibility that air will be caught, so the drive voltage of the electric water pump is lowered to reduce the coolant flow rate. When the flow rate of the cooling liquid is reduced, the difference in liquid level between the areas in the reserve tank is reduced, and the liquid level of the cooling liquid in the area of the cooling liquid outlet is not lowered. As a result, air entrainment in the reserve tank is suppressed, the air lock of the electric water pump is avoided, and good cooling of the PCU by the PCU cooling system can be realized.
[0091]
<Second Embodiment>
Hereinafter, the PCU cooling system according to the second embodiment of the present invention will be described. In the PCU cooling system according to the present embodiment, the PCU cooling system according to the first embodiment controls the electric water pump based on the state of the vehicle and the road surface state of the vehicle. The PCU cooling system controls the electric water pump based on the temperature of the coolant to avoid air entrainment.
[0092]
FIG. 12 shows a system configuration of a vehicle on which the PCU cooling system according to the present embodiment is mounted. In the system configuration shown in FIG. 12, the same reference numerals are assigned to the same components in the system configuration shown in FIG. Their functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.
[0093]
As shown in FIG. 12, the system configuration of the vehicle on which the PCU cooling system according to the present embodiment is mounted is the same as that of the vehicle on which the PCU cooling system according to the first embodiment shown in FIG. The difference is that a coolant temperature detection unit 1191 is included instead of the traveling state and road surface state detection unit 1190 of the system configuration. The other structure is the same. Therefore, the description of the configuration other than this will not be repeated here.
[0094]
A control structure of a program executed in the PCU cooling system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The program shown in FIG. 13 is executed by hybrid ECU 1106 shown in FIG.
[0095]
In S800, hybrid ECU 1106 detects the coolant temperature. At this time, the hybrid ECU 1106 detects the coolant temperature based on the information detected by the coolant temperature detection unit 1191 and transmitted to the hybrid ECU 1106. The coolant temperature detection unit 1191 detects the coolant temperature based on the temperature of the coolant itself, the temperature inside the vehicle cabin, the temperature outside the vehicle cabin, the temperature of the power element of the PCU that is the object to be cooled, and the like. As described above, the temperature of the coolant may be either directly measured and detected, or may be inferred from the indirectly measured physical quantity.
[0096]
In S900, hybrid ECU 1106 determines whether or not the detected coolant temperature is smaller than a predetermined threshold value α (α> 0). If the detected coolant temperature is lower than a predetermined threshold temperature α (YES in S900), the process proceeds to S1000. Otherwise (NO in S900), this process ends.
[0097]
In S1000, hybrid ECU 1106 outputs an instruction for lowering the driving voltage of electric water pump 400 to electric water pump 400.
[0098]
That is, in the PCU cooling system according to the present embodiment, when the coolant temperature is low, the drive voltage of electric water pump 400 is lowered so that the discharge flow rate from electric water pump 400 decreases.
[0099]
The operation of the PCU cooling system according to the present embodiment based on the above structure and flowchart will be described with reference to FIG.
[0100]
FIG. 14A shows a cross section of the reserve tank 100 when the temperature of the coolant is high, and FIG. 14B shows a cross section of the reserve tank 100 when the temperature of the coolant is low. The coolant contracts in volume when its temperature is low, and expands in volume when its temperature is high. Therefore, as shown in FIG. 14A, when the temperature of the cooling liquid is high, the liquid level is high due to volume expansion, and it is difficult for air to be caught. On the other hand, as shown in FIG. 14B, when the temperature of the coolant is low, the volume shrinks and the volume of the coolant is reduced, so that the liquid level in the reserve tank is low and air is caught. Cheap.
[0101]
FIG. 14B shows a state where the liquid is not flowing. In the state shown in FIG. 14B, when the coolant is circulated by the electric water pump 400, the state shown in FIG. 11B is reached, and the height of the coolant level and the coolant outlet 104 is increased. It becomes close and air biting is likely to occur.
[0102]
Therefore, in the PCU cooling system according to the present embodiment, when the temperature of the coolant is lower than a predetermined threshold temperature α, the drive voltage of electric water pump 400 is lowered to reduce the temperature shown in FIG. The state is changed to the state shown in FIG. 11B, and control is performed so as to suppress air biting and avoid air lock in the electric water pump 400.
[0103]
<Third Embodiment>
Hereinafter, a PCU cooling system according to a third embodiment of the present invention will be described. The PCU cooling system according to the present embodiment is characterized by the internal structure of the reserve tank 100. FIG. 15 shows a cross-sectional view of reserve tank 2000 according to the present embodiment.
[0104]
As shown in FIG. 15, the reserve tank 2000 is constituted by a resin outer wall 2140, and a plurality of areas are constituted by a plurality of partition walls 2130 inside thereof. Each partition wall 2130 is provided with communication ports 2113, 2114, 2115 and air communication ports 2112, 2116, 2118. Further, the communication port 2110 corresponds to the communication port 110 of the reserve tank 100 according to the first embodiment, the communication port 2112 corresponds to the communication port 112, and the communication port 2114 corresponds to the communication port 114. Provided.
[0105]
The reserve tank 2000 according to the present embodiment is characterized in that a pipe 2200 is inserted into the communication ports 2110, 2112 and 2114. The pipe 2200 is provided with communication ports 2202, 2204, 2206 corresponding to the respective areas.
[0106]
As shown in FIG. 15, the pipe 2200 is inserted into the communication port to move from the first area to the second area, from the second area to the third area, and from the third area to the fourth area. The pressure loss of the coolant can be reduced. In addition, the coolant can be supplementarily flowed from the first zone to the fourth zone using the communication ports 2202, 2204, and 2206.
[0107]
As described above, according to the reserve tank 2000 of the PCU cooling system according to the present embodiment, since the pipe is inserted into the communication port and the pressure loss due to the rapid expansion and contraction of the pipeline is eliminated, the first zone To a change in the height of the coolant level in the fourth zone can be reduced. As a result, the possibility of air entrainment in the fourth area can be reduced.
[0108]
In addition, as shown in FIG. 16, you may make it be the pipe 3200 which does not have a communicating port like the reserve tank 3000. FIG. In the reserve tank 3000 shown in FIG. 16, similarly to the reserve tank 2000 shown in FIG. 15, the first area is changed to the second area, the second area is changed to the third area, and the third area is changed to the fourth area. Since the pressure loss of the coolant when moving to the area can be reduced (because it passes through the pipe 3200 having a constant cross-sectional area, the generation of pressure loss can be significantly reduced) The difference in the liquid level of the cooling liquid can be reduced. As a result, it is possible to avoid the cooling air from being caught in the fourth area.
[0109]
In the above-described embodiment, the driving voltage of the electric water pump is decreased to reduce the flow rate of the cooling liquid. However, it is sufficient that the flow rate of the cooling liquid can be reduced, and in particular, the driving voltage of the electric water pump is decreased. It is not limited to letting it do.
[0110]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle equipped with a PCU cooling system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an on-vehicle layout diagram of components of a vehicle on which the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 3 is a perspective view showing a PCU cooling system configuration according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram (No. 1) of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a (second) configuration diagram of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of the reserve tank of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a reserve tank of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the reserve tank of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which air is caught.
FIG. 9 is a flowchart showing a control structure of a program executed in the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a temperature rise when the discharge flow rate of the water pump is changed in the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the reserve tank of the PCU cooling system according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which air entrainment is suppressed.
FIG. 12 is a system configuration diagram of a vehicle equipped with a PCU cooling system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing a control structure of a program executed in the PCU cooling system according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a reserve tank of a PCU cooling system according to a second embodiment of the present invention, showing a state in which air entrainment is suppressed.
FIG. 15 is a cross-sectional view (No. 1) of the reserve tank of the PCU cooling system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view (No. 2) of the reserve tank of the PCU cooling system according to the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 2000, 3000 Reserve tank, 102 Coolant inlet, 104 Coolant outlet, 106 Inlet, 108 Cap, 110, 114, 118 Communication port, 112, 116, 120 Air communication port, 130 Bulkhead, 140 Outer wall, 200 PCU, 202 Coolant inlet, 204 Coolant outlet, 300 Radiator, 302 Upper tank, 304 Upper tank pipe, 312 Lower tank, 314 Lower tank pipe, 350 Engine radiator, 352, 354 Engine coolant pipe, 400 Electric water pump , 500 Horizontal hose, 502 Down hose, 504, 506 hose, 812 Low voltage DC power supply (rated voltage 12V), 836 High voltage DC power supply (rated voltage 36V), 1002 Engine, 1004 Torque converter, 1006 Dynamic transmission, 1008 output shaft, 1010 electromagnetic clutch built-in damper pulley, 1014 belt, 1016, 1018 pulley, 1020 auxiliary machine, 1026 motor generator, 1040 engine room, 1102 inverter, 1104 DC / DC converter, 1190 running state and road surface state detection Part, 1191 coolant temperature detection part, 1196 engine ECU.

Claims

A cooling system for cooling an exothermic object mounted on a vehicle, the cooling system including a reserve tank, a water pump, and a control device for controlling the water pump,
The controller is
Detecting means for detecting the state of the vehicle;
And a control unit for controlling the water pump so as to suppress air entrainment in the reserve tank based on the state of the vehicle.

2. The cooling system according to claim 1, wherein the control means includes means for controlling the water pump in response to a change in the liquid level in the reserve tank based on the detected vehicle state.

The cooling system according to claim 1, wherein the control means includes means for controlling the water pump in response to a liquid level in the reserve tank lowering than a predetermined liquid level.

The cooling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means includes means for controlling the water pump so as to reduce a discharge flow rate of the water pump.

The detection means includes means for detecting the inclination of the vehicle, and the control means controls the water pump so as to reduce the discharge flow rate of the water pump in response to the large inclination. The cooling system in any one of Claims 1-4 containing the means of these.

A cooling system for cooling an exothermic object mounted on a vehicle, the cooling system including a reserve tank, a water pump, and a control device for controlling the water pump,
The controller is
Detecting means for detecting the temperature state of the coolant in the cooling system;
And a control unit for controlling the water pump so as to suppress air entrainment in the reserve tank based on the temperature state.

The detection means includes means for detecting a temperature state of the coolant based on at least one of the outside air temperature of the vehicle, the inside air temperature of the vehicle, the temperature of the coolant, and the temperature of the heating object. 6. The cooling system according to 6.

The said control means includes a means for controlling the said water pump so that the discharge flow volume of the said water pump may be reduced corresponding to the said temperature state being a low state. Cooling system.

The cooling system according to claim 1, wherein the vehicle is HV, EV, or FCEV.

The cooling system according to any one of claims 1 to 9, wherein a flow of a cooling medium by the water pump always exists in the reserve tank.

The cooling system according to claim 1, wherein the reserve tank includes a gas phase part.

A reserve tank used in a cooling system for cooling a heating object mounted on a vehicle,
A partition that divides the inside of the reserve tank into a plurality of areas;
A communication portion provided in the partition wall and enabling communication between adjacent areas;
A reserve tank including a pipe connecting the communicating portion provided in the partition wall and the outlet of the reserve tank.

The reserve tank according to claim 12, wherein the pipe is provided with a communication hole at a position corresponding to each section.

The reserve tank according to claim 12 or 13, wherein the vehicle is HV, EV or FCEV.

The reserve tank in any one of Claims 12-14 in which the flow of the cooling medium by the said water pump always exists in the said reserve tank.

The reserve tank in any one of Claims 12-15 containing a gaseous-phase part in the said reserve tank.