-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Kühlen einer elektrischen
Ausrüstung bzw. Vorrichtung und genauer eine Technik zum
Schätzen des Zustands der Zufuhr (Versorgung) eines Kühlmediums
zu einer elektrischen Ausrüstung, das mit einem Mediumdurchlass
(Mediumkanal, Mediumdurchgang) verbunden ist, der eine Vielzahl
von Wegen ausweist, mit hoher Genauigkeit.
-
Stand der Technik
-
Elektrofahrzeuge,
bei denen ein Motor zum Fahren (Fahrmotor, Fahrelektromotor) anstelle
einer Brennkraftmaschine montiert ist (einschließlich Fahrzeuge, bei
denen der Fahrmotor durch eine Brennstoffzelle betrieben wird) wurden
entwickelt und in praktischer Verwendung gebracht. Weiterhin sind ebenfalls
Hybridfahrzeuge, bei denen ein Fahrmotor zusätzlich zu
einer Brennkraftmaschine montiert ist, entwickelt und in praktische
Anwendung gebracht. Ein derartiges Fahrzeug ist mit einer Fahrbatterie
versehen, die elektrische Antriebsleistung zu dem Fahrmotor ausgibt.
Die Fahrbatterie bringt eine chemische Reaktion beim Laden/Entladen
mit sich und muss daher gekühlt werden, um eine Batterieverschlechterung
(Batterieverschleiß) zu verhindern, die verursacht wird,
wenn die Batterie eine hohe Temperatur erreicht.
-
Im
Hinblick auf ein derartiges Problem offenbart die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-1674 eine
Batterietemperatursteuerungsvorrichtung, die zuverlässig
eine fahrzeugeigene Batterie kühlt. Die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung
wird bei einem Fahrzeug angewandt, die eine hintere Klimaanlageneinheit
aufweist, die an einem hinteren Teil des Fahrzeugs eingebaut ist
und eine Lufttemperaturjustiereinrichtung zur Justierung der Temperatur
der zu der Fahrzeugfahrgastzelle ausgeblasenen Luft justiert, wobei
die Vorrichtung die Temperatur der fahrzeugeigenen Batterie steuert.
Die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung weist ein Rohr (Leitung)
auf, die die Luft, die durch die Lufttemperaturjustiereinrichtung
gelangt ist, zu der Batterie führt, und die durch das Rohr
geführte Luft wird der Batterie zugeführt, wodurch
die Batterietemperatur gesteuert wird.
-
Gemäß der
vorstehend beschriebenen Offenlegungsschrift ist es durch die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung
möglich, beim Kühlen der Batterie die zu der Batterie geblasene
Lufttemperatur weiter zu verringern als bei dem herkömmlichen
Beispiel, bei dem die Luft in der Fahrzeugfahrgastzelle zu der Batterie
geblasen wird.
-
In
der vorstehend beschriebenen Offenlegungsschrift offenbarten Batterietemperatursteuerungsvorrichtung
ist jedoch eine Vielzahl von Wegen (Routen) gebildet, einschließlich
eines Wegs für die Luft in der Fahrgastzelle, die zu der
Batterie zirkuliert, und eines Wegs zum Kühlen der Batterie
unter Verwendung der durch die Klimaanlage gekühlten Luft. Als
Ergebnis wird es unmöglich, dass Kühlverhalten eines
Kühlventilators lediglich anhand von Informationen zu erfassen,
die sich auf den Betriebszustand des Kühlventilators beziehen
(wie ein Tastverhältnisbefehlswert oder eine Ventilatordrehzahl).
Der Grund dafür besteht darin, dass ein Druckverlust je
nach Weg differiert, und dass, falls eine Vielzahl von Kühlventilatoren
auf Verteilungswegen eines Kühlmediums vorgesehen ist,
das Batterieprüfverhalten variiert, selbst wenn die Kühlventilatoren
in ähnlicher Weise arbeiten. Dies führt möglicherweise
zu einer geringeren Genauigkeit der Kühlsteuerung der Batterie
oder zu einer Verzögerung bei der Bestimmung einer anormalen
Bedingung wie ein übermäßiges Laden der
Batterie.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlgerät
und ein Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung
bereitzustellen, die korrekt das Kühlverhalten erfassen
können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung
der elektrischen Ausrüstung und Genauigkeit der Bestimmung
irgendeiner Anormalität verbessern können.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung wird erfindungsgemäß ein Ausrüstungs-Kühlgerät
zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung bereitgestellt.
Das Kühlgerät weist auf: einen Mediumdurchlass
(Mediumkanal, Mediumdurchführung), bei dem ein Ende mit
einem Einlass verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen
Ausrüstung verbunden ist, und der eine Vielzahl von Kühlmediumverteilungswegen
zwischen dem Einlass und der elektrischen Ausrüstung aufweist,
eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr des Kühlmediums durch
den Mediumdurchlass zu der elektrischen Ausrüstung, eine
Auswahleinrichtung zur Auswahl irgendeiner aus der Vielzahl der
Wege, eine Schätzeinrichtung zum Schätzen des
Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung durch das
von der Zufuhreinrichtung zugeführten Kühlmediums
auf der Grundlage von Informationen, die sich auf einen Druckverlustgrad
entsprechend dem durch die Auswahleinrichtung ausgewählten
Weg beziehen, und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Zufuhreinrichtung
und/oder der elektrischen Ausrüstung entsprechend dem geschätzten
Kühlgrad.
-
Erfindungsgemäß weist,
wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt
ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf.
Dadurch wird es durch Schätzen des Kühlgrades
auf der Grundlage des Informationsteils, das sich auf den Grad des
Druckverlusts entsprechend dem ausgewählten Weg bezieht,
möglich, das Kühlverhalten der Zufuhreinrichtung
für die elektrische Ausrüstung korrekt festzustellen.
Dadurch kann beispielsweise durch Regeln (Regulieren) der Zufuhrgröße
bzw. Zufuhrmenge entsprechend dem geschätzten Kühlgrad
die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung
verbessert werden. Alternativ dazu kann durch Schätzen
des Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage
des geschätzten Kühlgrads und Bestimmung, dass
die Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung anormal
ist bzw. sind, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der geschätzten Temperatur
und der tatsächlichen Temperatur der elektrischen Ausrüstung
die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität verbessert
werden. Daher können das Kühlgerät und
ein Kühlverfahren für die elektrische Ausrüstung
bereitgestellt werden, die das Kühlverhalten korrekt feststellen
können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung
der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung
irgendeiner Anormalität verbessern.
-
Vorzugsweise
weist das Kühlgerät für eine elektrische
Ausrüstung weiterhin eine erste Temperaturerfassungseinrichtung
zur Erfassung einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung,
und eine zweiten Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer
zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung zugeführten
Kühlmediums auf, wobei die Schätzeinrichtung aufweist:
eine Einrichtung zum Schätzen der Strömungsrate
des der elektrischen Ausrüstung durch die Zufuhreinrichtung
zugeführten Kühlmediums, und eine Einrichtung
zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der
geschätzten Strömungsrate und einer Differenz
zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten Temperatur.
-
Erfindungsgemäß weist,
wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt
ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf.
Daher ist es möglich, ein Fluss- bzw. Strömungsrate
des Kühlmediums (beispielsweise Luft), das der elektrischen
Ausrüstung zugeführt wird, auf der Grundlage der
Informationen zu schätzen, die sich auf dem Druckverlustgrad
entsprechend dem ausgewählten Weg beziehen. Weiterhin ist
es möglich, auf der Grundlage der geschätzten
Strömungsrate und des Unterschiedes (der Differenz) zwischen
den ersten und zweiten Temperaturen den Kühlgrad der elektrischen
Ausrüstung durch das Kühlmedium in dem ausgewählten
Weg zu schätzen. Als Ergebnis kann das Kühlverhalten
der Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung
korrekt erfasst werden.
-
Weiter
vorzugsweise kann das Kühlgerät für eine
elektrische Ausrüstung aufweisen: eine Temperaturschätzeinrichtung
zum Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung
auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads, und
eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob die elektrische Ausrüstung
und/oder die Zufuhreinrichtung sich in einer anormalen Bedingung
befindet, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erfassten
ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur. Dabei
weist die Steuerungseinrichtung auf: eine Einrichtung zur Steuerung
der Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen Ausrüstung
derart, dass die Temperatur der elektrischen Ausrüstung
zumindest nicht erhöht wird, wenn eine Bestimmung der anormalen
Bedingung gemacht wird.
-
Erfindungsgemäß wird
die Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage
des geschätzten Kühlgrads geschätzt,
und falls diese sich stark von der erfassten ersten Temperatur unterscheidet
(beispielsweise, falls die erste Temperatur deutlich höher
ist), ist es möglich, eine Anormalität der elektrischen
Ausrüstung (beispielsweise ein übermäßig
geladener Zustand des Energiespeichermechanismus) oder einer Anormalität
wie ein verschlechtertes Leistungsvermögen bzw. Verhalten
der Zufuhreinrichtung mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
-
Weiter
vorzugsweise kann der Mediumdurchlass an einer Verzweigungsposition
der Verteilungswege mit einem Schaltmechanismus zum Schalten der
Verteilungswege vorgesehen sein. Die Auswahleinrichtung weist eine
Einrichtung zur Auswahl des Verteilungsweges durch Schalten des
Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus auf. Die
Informationen weisen eine entsprechend zwischen den Schaltzustand
des Schaltmechanismus und der Strömungsrate auf.
-
Erfindungsgemäß kann
auf der Grundlage der Informationen, die sich auf dem Schaltzustand des
Schaltmechanismus beziehen, der gegenwärtig ausgewählte
Verteilungsweg identifiziert werden. Durch Schätzen der
Strömungsrate des Kühlmediums entsprechend des
identifizierten Verteilungswegs ist es möglich, die Strömungsrate
des der elektrischen Ausrüstung geführten Kühlmediums
zu schätzen. Als Ergebnis ist es möglich, das
Kühlverhalten der Zufuhreinrichtung für die elektrische
Ausrüstung korrekt zu festzustellen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung wird erfindungsgemäß ein
Kühlgerät zum Kühlen einer elektrischen
Ausrüstung bereitgestellt. Das Kühlgerät weist
auf: einen Mediumdurchlass (Mediumkanal, Mediumdurchführung)
für ein Kühlmedium, bei dem ein Ende mit einem
Einlass verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung
verbunden ist, und das einen Verteilungsweg zwischen dem Einlass
und der elektrischen Ausrüstung aufweist, eine erste Zufuhreinrichtung
zur Zufuhr des Kühlmediums durch den Mediumdurchlass zu
der elektrischen Ausrüstung, eine zweite Zufuhreinrichtung,
die zwischen dem Einlass und der ersten Zufuhreinrichtung auf dem
Verteilungsweg vorgesehen ist, zur Zufuhr des Kühlmediums
zu der elektrischen Ausrüstung, eine Schätzeinrichtung
zum Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung
durch das Kühlmedium, das von der ersten Zufuhreinrichtung
zugeführt wird, auf der Grundlage des Zufuhrzustands des
Kühlmediums, das durch die zweite Zufuhreinrichtung zugeführt
wird, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der ersten Zufuhreinrichtung
und/oder der zweiten Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen
Ausrüstung entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
-
Erfindungsgemäß differiert,
wenn erste und zweite Zufuhreinrichtungen auf den Verteilungsweg vorgesehen
sind, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung
zugeführten Kühlmediums in Abhängigkeit
von dem Zufuhrzustand des Kühlmediums durch die zweite
Zufuhreinrichtung, selbst falls die erste Zufuhreinrichtung in derselben
Weise arbeitet. Durch Schätzen des Kühlgrads der
elektrischen Ausrüstung durch das durch die erste Zufuhreinrichtung zugeführte
Kühlmedium auf der Grundlage des Zustands der Zufuhr des
Kühlmediums durch die zweite Zufuhreinrichtung kann die
Kühlleistung (das das Kühlleistungsvermögen)
der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung
korrekt festgestellt werden. Folglich ist es beispielsweise durch
Regulieren der Zufuhrmenge entsprechend den geschätzten
Kühlgrad möglich, die Genauigkeit der Kühlsteuerung
der elektrischen Ausrüstung zu verbessern. Alternativ dazu
kann durch Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung
auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads und
durch Bestimmung, ob die erste Zufuhreinrichtung und/oder die zweite
Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung anormal
sind, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der geschätzten
Temperatur und der tatsächlichen Temperatur der elektrischen
Ausrüstung, die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität
verbessert werden. Dabei können ein Kühlgerät
und eine Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung
bereitgestellt werden, die das Kühlverhalten korrekt feststellen
können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung
der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung
irgendeiner Anormalität verbessern können.
-
Vorzugsweise
weist das Kühlgerät für die elektrische
Ausrüstung weiterhin eine erste Temperaturerfassungseinrichtung
zur Erfassung einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung
und eine zweite Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer
zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung zugeführten
Kühlmediums auf. Die Schätzeinrichtung weist eine
Einrichtung zum Schätzen der Strömungsrate des
von der erste Zufuhreinrichtung zu der elektrischen Ausrüstung
zugeführten Kühlmediums auf der Grundlage des
Zustands der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung und eine Einrichtung
zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der
geschätzten Strömungsrate und einer Differenz
zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten
Temperatur auf.
-
Erfindungsgemäß differiert,
wenn erste und zweite Zufuhreinrichtungen auf dem Verteilungsweg vorgesehen
sind, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung
zugeführten Kühlmediums in Abhängigkeit
von dem Zustand der Zufuhr des Kühlmediums durch die zweite
Zufuhreinrichtung, selbst falls die erste Zufuhreinrichtung in derselben
Weise arbeitet. Daher ist es möglich, die Strömungsrate
des von der ersten Zufuhreinrichtung zu der elektrischen Ausrüstung
zugeführten Kühlmediums auf der Grundlage des
Zustands der Zufuhr durch die zweite Zufuhreinrichtung zu schätzen.
Weiterhin ist es möglich, auf der Grundlage der geschätzten
Strömungsrate und der Differenz zwischen den ersten und
zweiten Temperaturen den Kühlgrad zu schätzten.
Folglich ist es möglich, dass Kühlleistungsvermögen
bzw. die Kühlleistung der ersten Zufuhreinrichtung für
die elektrische Ausrüstung festzustellen.
-
Weiterhin
weist das Kühlgerät für die elektrische
Ausrüstung vorzugsweise auf: eine Temperaturschätzeinrichtung
zum Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung
auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads und
eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob die erste Zufuhreinrichtung, die
zweite Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung
sich in einer anormalen Bedingung befindet, auf der Grundlage einer
Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur.
Die Steuerungseinrichtung weist eine Einrichtung zur Steuerung der
ersten Zufuhreinrichtung und/oder der zweiten Zufuhreinrichtung und/oder
der elektrischen Ausrüstung derart auf, dass die Temperatur
der elektrischen Ausrüstung zumindest nicht erhöht
wird, wenn eine Bestimmung der anormalen Bedingung gemacht wird.
-
Erfindungsgemäß wird
auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads die
Temperatur der elektrischen Ausrüstung geschätzt,
und falls diese sich stark von der erfassten ersten Temperatur unterscheidet
(beispielsweise, falls die erste Temperatur deutlich höher
ist), ist es möglich, eine Anormalität der elektrischen
Ausrüstung oder einer Anormalität wie ein verschlechtertes
Leistungsvermögen bzw. Verhalten der ersten und zweiten
Zufuhreinrichtungen zu bestimmen.
-
Weiterhin
weist der Mediumdurchlass vorzugsweise eine Vielzahl von Verteilungswegen
auf. Der Mediumdurchlass ist an einer Verzweigungsposition der Verteilungswege
mit einem Schaltmechanismus zum Schalten der Verteilungswege versehen. Das
Kühlgerät weist weiterhin eine Auswahleinrichtung
zur Auswahl irgendeines aus der Vielzahl der Verteilungswege durch
Schalten des Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus auf.
Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung zum Schätzen
des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten
Verteilungswegs zusätzlich zu dem Zustand der Zufuhr durch
die zweite Zufuhreinrichtung auf.
-
Erfindungsgemäß weist,
wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass vorgesehen
ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf.
Daher differiert die Strömungsrate des verteilten Kühlmediums,
selbst wenn die erste Zufuhreinrichtung und die zweite Zufuhreinrichtung
in ähnlicher Weise arbeiten. Durch Schätzen des
Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten Verteilungswegs
zusätzlich zu dem Zustand der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung
ist es möglich, das Kühlverhalten der ersten Zufuhreinrichtung
für die elektrische Ausrüstung in dem ausgewählten
Verteilungsweg korrekt festzustellen.
-
Weiterhin
weist vorzugsweise die zweite Zufuhreinrichtung eine Einrichtung
zur Zufuhr des Kühlmediums zu dem Mediumdurchlass durch
Drehung eines Ventilators auf. Das Kühlgerät weist
weiterhin eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl
des Ventilators auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung
zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der
erfassten Drehzahl und des ausgewählten Verteilungswegs
auf.
-
Erfindungsgemäß ist
es durch Erfassung der Drehzahl des Ventilators möglich,
den Zustand der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung zu erfassen. Dadurch
ist es durch Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage
des ausgewählten Verteilungswegs und der Drehzahl des Ventilators
möglich, das Kühlverhalten der ersten Zufuhreinrichtung
für die elektrische Ausrüstung korrekt festzustellen.
-
Weiterhin
weist vorzugsweise die zweite Zufuhreinrichtung eine Einrichtung
zur Zufuhr des Kühlmediums zu dem Mediumdurchlass durch
Drehung eines Ventilators unter Verwendung eines Elektromotors als
Leistungsquelle auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung
zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage eines
Tastverhältnisbefehlswerts bei der Steuerung des Elektromotors
und des ausgewählten Verteilungswegs auf.
-
Erfindungsgemäß ist
es auf der Grundlage des Tastverhältnisbefehls bei der
Steuerung des Elektromotors möglich, den Zustand der Zufuhr
der zweiten Zufuhreinrichtung zu erfassen. Dadurch ist es durch
Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten
Verteilungswegs und des Tastverhältnisbefehls möglich,
die Kühlleistung (das Kühlverhalten bzw. Kühlleistungsvermögen)
der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung
korrekt festzustellen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
einen Aufbau eines Kühlgeräts für eine
elektrische Ausrüstung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
-
2 zeigt
eine Luftströmung (Weg A) in einem Mediumdurchlass.
-
3 zeigt
eine Luftströmung (Weg B) in dem Mediumdurchlass.
-
4 zeigt
eine Luftströmung (Weg C) in dem Mediumdurchlass.
-
5 zeigt
eine Luftströmung (Weg D) in dem Mediumdurchlass.
-
6 zeigt
ein Funktionsblockschaltbild einer HV_ECU, die in dem Gerät
zum Kühlen der elektrischen Ausrüstung (Ausrüstungskühlgerät)
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
enthalten ist.
-
7 zeigt
eine (erste) Tabelle, die eine Kühlluftströmungsrate
Va entsprechend einem Tastverhältnisbefehlswert eines Batteriekühlgebläses und
einer Luftströmungswiderstandsinformation wiedergibt.
-
8 zeigt
eine (zweite) Tabelle, die eine Kühlluftströmungsrate
Va entsprechend einem Tastverhältnisbefehlswert eines Batteriekühlgebläses und
einer Luftströmungswiderstandsinformation wiedergibt.
-
9 zeigt
ein Kühlverhalten Wc entsprechend einer Kühlluftströmungsrate
Va und eine Differenz zwischen einer Batterietemperatur und einer Einlasstemperatur.
-
10 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine Steuerungsstruktur eines Programms zeigt,
das durch die in dem Ausrüstungskühlgerät
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
enthaltenen HV_ECU ausgeführt wird.
-
11 zeigt
ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg A entsprechend
dem Tastverhältnisbefehlswert eines hinteren Klimaanlagengebläses und
des Tastverhältnisbefehlswerts eines Batteriekühlgebläses.
-
12 zeigt
ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg B entsprechend
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und
des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
-
13 zeigt
ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg C entsprechend
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und
des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
-
14 zeigt
ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg D entsprechend
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und
des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
-
Beste Arten zur Ausführung
der Erfindung
-
Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung
sind dieselben Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ihre Bezeichnungen (Namen) und Funktionen sind ebenfalls dieselben. Daher
wird deren ausführliche Beschreibung nicht wiederholt.
-
[Erstes Ausführungsbeispiel]
-
Wie
in 1 gezeigt ist, weist das Kühlgerät für
eine elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine hintere Klimaanlageneinheit 100,
eine Klimaanlage-ECU (elektronische Steuerungseinheit) 200,
eine HV_ECU 300 und ein Batteriekühlgebläse 400 auf.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die ”elektrische Ausrüstung” als
eine Hochspannungsbatterie 500 beschrieben. Die elektrische
Ausrüstung ist jedoch nicht speziell auf die Hochspannungsbatterie
begrenzt und kann ein Kondensator, eine Brennstoffzelle, ein Umrichter
oder eine andere elektrische Ausrüstung sein.
-
Weiterhin
ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Hochspannungsbatterie 500 an einem Hybridfahrzeug mit
einer rotierenden elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine
als Antriebsquellen montiert. Die Hochspannungsbatterie 500 führt
elektrische Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu. Das
Fahrzeug ist nicht auf ein Hybirdfahrzeug begrenzt, und kann beispielsweise
eine Elektrofahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug sein.
-
Die
Hochspannungsbatterie 500 ist zwischen einem in einer Fahrgastzelle
vorgesehenen Rücksitz und einem Kofferraum montiert, der
an der hinteren Seite des Fahrzeugs vorgesehen ist (die beide nicht
gezeigt sind). Die Position, an der die Hochspannungsbatterie 500 montiert
ist, ist nicht auf die vorstehend beschriebene begrenzt. Weiterhin
ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf die an einem
Fahrzeug montierte elektrische Ausrüstung begrenzt. Die
hintere Klimaanlageneinheit 100 ist zwischen dem in der
Fahrgastzelle vorsehenden Rücksitz und dem an der hinteren
Seite des Fahrzeugs vorsehenden Kofferraum vorgesehen. In der hinteren
Klimaanlageneinheit 100 ist ein Mediumdurchlass (Mediumkanal,
Mediumdurchgang) geformt, durch den ein Kühlmedium verteilt
wird, und ist ein hinteres Klimaanlagengebläse 600 auf
einem Weg in der Mitte des Mediumdurchlasss vorgesehen. Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kühlmedium
als Luft beschrieben. Das Medium ist jedoch nicht spezifisch auf
Luft begrenzt, und ein anderes Gas als Luft oder eine Flüssigkeit
kann verwendet werden.
-
Der
Mediumdurchlass ist mit Einlässen 150 und 152 verbunden,
die in der Fahrgastzelle vorgesehen sind, und ist mit einem Batteriekühlgebläse 400 und
einem (nicht gezeigten) Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle
verbunden.
-
Der
Mediumdurchlass ist aus Kühlrohren 154, 156, 158, 160, 162, 164, 502 und 504 sowie Schaltdämpfer
bzw. schaltbare Dämpfer (Klappen, Schieber) 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geformt. Der
Mediumdurchlass weist eine Vielzahl von Luftverteilungswegen auf,
die durch Schalten der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 verwirklicht werden.
-
Die
Einlässe 150 und 152 sind durch das Kühlrohr 154 verbunden.
Weiterhin ist zwischen den Einlässen 150 und 152 des
Kühlrohrs 154 ein Schaltdämpfer 102 vorgesehen.
Durch Schalten des Schaltdämpfers 102 wird ein
Weg zwischen den Einlässen 150 und 252 durch
das Kühlrohr 154 in Verbindung gebracht oder abgesperrt
(unterbrochen).
-
Ein
Ende des Kühlrohrs 154 auf der Seite des Einlasses 150 ist
mit einem Ende des Kühlrohrs 156 an einem Ende
des Kühlrohrs 160 verbunden. Das andere Ende des
Kühlrohrs 156 ist mit einem mittleren Abschnitt
des Kühlrohrs 162 verbunden. Weiterhin ist mit
einem mittleren Abschnitts des Kühlrohrs 156 ein
Ende des Kühlrohrs 158 verbunden.
-
An
einer Verzweigungsposition zwischen den Kühlrohren 156 und 158 ist
der Schaltdämpfer 104 vorgesehen. Durch Schalten
des Schaltdämpfers 104 kann der Weg zwischen den
Kühlrohren 156 und 158 abgeschaltet werden,
oder wird das Kühlrohr 158 und ein Teil des Kühlrohrs 156 auf
der Seite, die mit dem Kühlrohr 162 verbunden
ist, in Verbindung gebracht, während das eine Ende und
das Ende des Kühlrohrs 156 getrennt werden. Das
andere Ende des Kühlrohrs 158 ist mit dem Kofferraum 800 verbunden.
-
An
dem anderen Ende des Kühlrohrs 156 ist der Schaltdämpfer 106 vorgesehen.
Durch Schalten des Schaltdämpfers 106 werden die
Kühlrohre 156 und 162 in Verbindung gebracht,
wird ein Querschnittsbereich des Kanals des Kühlrohrs 162 verringert
oder wird die Verbindung zwischen den Kühlrohren 156 und 162 abgeschaltet.
-
Ein
Ende des Kühlrohrs 162 ist mit der Mitte des Kühlrohrs 154 verbunden.
An der Seite des einen Endes des Kühlrohrs 162 ist
ein Filter 900 vorgehen. Das Filter 900 entfernt
Fremdstoffe wie Schmutz und Staub aus der hindurchgelangenden Luft.
In der Mitte des Kühlrohrs 162 und zwischen der
Verzweigungsposition des Kühlrohrs 156 und des
Filters 900 ist das hintere Klimaanlagengebläse 600 vorgesehen.
Das andere Ende des Kühlrohrs 162 ist mit dem
Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle verbunden.
-
In
der Mitte des Kühlrohrs 162 auf der Seite, die
näher an dem Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle
von der Verzweigungsposition des Kühlrohrs 164 liegt,
sind die Schaltdämpfer 110 und 112 vorgesehen.
Durch Schalten der Klappen 110 und 112 werden
ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 162 in
Verbindung gebracht, werden ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 162 getrennt,
oder durch Schalten von einer der Schaltdämpfer 110 und 112 wird
der Querschnittsbereich des Kanals in der Mitte des Kühlrohrs 162 verringert.
-
Weiterhin
ist in der Mitte des Kühlrohrs 162 und an der
Seite, die näher an dem Klimaanlagenauslass als der Verzweigungsposition
des Kühlrohrs 156 liegt, ein Verdampfer 1000 vorgesehen.
Der Verdampfer 1000 selbst wird dadurch gekühlt,
dass das Kühlmittel darin verdampft, und wenn Luft, die
aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zugeführt wird,
diese berührt bzw. kontaktiert, verringert sich die Lufttemperatur.
Der Aufbau des Verdampfers 1000 ist allgemein bekannt,
weshalb eine ausführliche Beschreibung davon an dieser
Stelle nicht gegeben wird.
-
Weiterhin
ist in der Mitte des Kühlrohrs 162 und zwischen
dem Verdampfer 1000 und den Schaltdämpfer 110 und 112 ein
Ende des Kühlrohrs 164 verbunden bzw. angeschlossen.
Weiterhin ist das andere Ende des Kühlrohrs 164 mit
dem mittleren Abschnitt des Kühlrohrs 160 verbunden.
-
An
der Verzweigungsposition der Kühlrohre 164 und 160 ist
der Schaltdämpfer 108 vorgesehen. Durch Schalten
des Schaltdämpfers 108 wird die Verbindung zwischen
den Kühlrohren 160 und 164 abgesperrt
(getrennt), wird ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 160 abgesperrt,
und werden die Kühlrohre 160 und 164 in
Verbindung (Kommunikation) gebracht, oder die werden die Kühlrohre 160 und 164 in
Verbindung gebracht, und werden ein Ende und das andere Ende des
Kühlrohrs 160 in Verbindung gebracht.
-
Das
andere Ende des Kühlrohrs 160 ist mit dem Batteriekühlgebläse 400 verbunden.
Das Batteriekühlgebläse 400 ist durch
das Kühlrohr 502 mit der Hochspannungsbatterie 500 verbunden.
Die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführte
Luft wird der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
-
Die
Hochspannungsbatterie 500 ist mit einem Ende des Kühlrohrs 504 verbunden.
Zu dem Kühlrohr 504 wird die Luft, deren Temperatur
aufgrund des Wärmaustausches mit der Hochspannungsbatterie 500 erhöht
ist, ausgestoßen. Das andere Ende des Kühlrohrs 504 ist
beispielsweise zur Verbindung (Kommunikation) zur Außenseite
des Fahrzeugs geformt, obwohl dies nicht einschränkend ist.
Es kann mit dem Kofferraum verbunden, oder es kann mit der Fahrgastzelle
verbunden, oder es kann zu der hinteren Klimaanlageeinheit 100 zirkuliert
werden.
-
Die
Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 schalten
kontinuierlich Klappenposition (Winkel) in Reaktion auf Schaltsignale
aus der Klimaanlagen-ECU 200, obwohl dies nicht begrenzt
ist. Beispielsweise können diese wahlweise eine vorbestimmte
Vielzahl von Positionen (beispielsweise zwei Positionen) in Reaktion
auf das Schaltsignal aus der Klimaanlagen-ECU 200 ändern.
-
Weiterhin
ist ein Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 zur Erfassung
der Temperatur der zu der Hochspannungsbatterie 500 genommenen Luft
in dem Kanal (Durchlass) in der Mitte des Kühlrohrs 502 vorgesehen.
Der Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 sendet ein
Signal, dass die erfasste Lufttemperatur TC angibt, zu der HV_ECU 300.
-
Weiterhin
ist in der Hochspannungsbatterie 500 ein Batterietemperaturerfassungssensor 304 zur Erfassung
der Temperatur der Hochspannungsbatterie 500 vorgesehen.
Der Batterietemperaturerfassungssensor 304 sendet ein Signal,
dass die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 500 angibt,
zu der HV_ECU 300.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsbatterie 500 ein
Batteriepack, das eine Batteriemodulanordnung aufweist, die durch
Kombinieren einer Vielzahl von Batteriemodulen geformt ist, die
wiederum durch Verbindung einer Vielzahl von Batteriezellen in Reihe
geformt sind, und einem Gehäuse, in dem die Batteriemodulanordnung untergebracht.
Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft
wird in dem Gehäuse zirkuliert und berührt die
Batteriemodulanordnung darin, so dass ein Wärmeaustausch
stattfindet. Daher wird die beim Laden/Entladen in der Batteriemodulanordnung
erzeugte Wärme auf die Luft übertragen, und verringert sich
die Temperatur der Batteriemodulanordnung, und wird die Anordnung
gekühlt.
-
Das
Batteriekühlgebläse 400 weist einen Elektromotor
und ein Kühlventilator (cooling fan) auf, (die beide nicht
gezeigt sind). Aus der HV_ECU 300 wird ein Tastverhältnissteuerungsbefehlssignal
zu dem Batteriekühlgebläse 400 gesendet.
Der Elektromotor des Batteriekühlgebläses 400 wird
auf der Grundlage des empfangenen Tastverhältnissteuerungsbefehlssignals
angetrieben. Wenn der Elektromotor angetrieben wird, dreht sich
der Kühlventilator, und wird Luft aus dem Batteriekühlgebläse 400 zu der
Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
-
Das
hintere Klimaanlagengebläse 600 weist einen Elektromotor
und einen Kühlventilator auf (die beide nicht gezeigt sind).
Zu dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 wird ein
Tastverhältnissteuerungsbefehlssignal aus der Klimaanlagen-ECU 200 gesendet.
Der Elektromotor des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird
auf der Grundlage des empfangenen Tastverhältnissteuerungsbefehlssignals
angetrieben. Wenn der Elektromotor angetrieben wird, dreht sich der
Kühlventilator und wird Luft aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zu
dem Verdampfer 1000 zugeführt.
-
Das
Batteriekühlgebläse 400 entspricht der ”ersten
Zufuhreinrichtung”, und das hintere Klimaanlagengebläse 600 entspricht
der ”zweiten Zufuhreinrichtung”.
-
Weiterhin
ist ein (nicht gezeigter) Drehzahlerfassungssensor zur Erfassung
der Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators
an dem Batteriekühlgebläse 400 vorgesehen.
Der Drehzahlerfassungssensor (Drehzahlsensor) sendet ein Signal, dass
die Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators
angibt, zu der HV_ECU 300.
-
Weiterhin
ist ein (nicht gezeigter) Drehzahlerfassungssensor zur Erfassung
der Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators
an dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 vorgesehen.
Der Drehzahlerfassungssensor sendet ein Signal, dass die Drehzahl
des Elektromotors oder Kühlventilators angibt, zu der Klimaanlagen-ECU 200.
-
Der
Drehzahlerfassungssensor kann beispielsweise durch einen Resolver
oder dergleichen verwirklicht werden, der an dem Elektromotor vorgesehen
ist, obwohl dies nicht einschränkend ist. Beispielsweise
kann eine Hall-Vorrichtung oder dergleichen zur Erfassung der Drehzahl
des Elektromotors oder des Kühlventilators verwendet werden.
-
Die
Klimaanalgen-ECU 200 steuert die Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 derart,
dass zumindest eine von diesen entsprechend dem Betriebszustand
der hinteren Klimaanlageneinheit 100 oder der Raumtemperatur
geschaltet wird. Die Klimaanlagen-ECU 200 ist derart angeschlossen,
dass eine bidirektionale Kommunikation mit der HV_ECU 300 möglich
ist. Dadurch steuert die Klimaanlagen-ECU 200 in Reaktion
auf eine Anforderung zum Schalten der Dämpfer aus der HV_ECU 300 die Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 derart,
dass einer von diesen geschaltet wird.
-
Die
HV_ECU 300 steuert den Ladezustand der Hochspannungsbatterie 500,
steuert das Batteriekühlgebläse 400 entsprechend
dem Zustand der Hochspannungsbatterie 500 und steuert die
rotierende elektrische Maschine sowie andere elektrische Ausrüstungen,
die an dem Fahrzeug montiert sind, entsprechend dem Zustand des
Fahrzeugs. Obwohl gemäß im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die HV_ECU 300 und die Klimaanlagen-ECU 200 als zwei
ECUS beschrieben sind, die zu einer bidirektionalen Kommunikation
in der Lage sind, kann eine ECU mit integrierten Funktionen der
HV_ECU 300 und der Klimaanlagen-ECU 200 verwendet
werden.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der vorstehend beschriebenen
Konfiguration wählt die Klimaanlagen-ECU 200 einen
Verteilungsweg unter der Vielzahl von Luftverteilungswegen des Mediumdurchlasss
entsprechend der Schaltanforderung aus der HV_ECU 300 oder
dem Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100. Insbesondere
sendet die Klimaanlagen-ECU 200 ein Klappenschaltsignal
zu zumindest eine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112,
so dass Luft entlang irgendeines aus der vorbestimmten Vielzahl
von Luftverteilungswegen in dem Mediumdurchlass verteilt wird, auf
der Grundlage des Schaltanforderungssignals aus der HV_ECU 300,
der Fahrgastzellentemperatur oder des Betriebszustands der hinteren
Klimaanlageneinheit 100.
-
Beispielsweise
schaltet, wenn der Verteilungsweg der zum Kühlen der Hochspannungsbatterie 500 verwendeten
Luft unter Verteilungsweg der für die Klimaanlagenfunktion
verwendeten Luft zu trennen sind, wie es in 2 gezeigt
ist, die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart,
dass der Raum zwischen den Einlässen 150 und 152 an entgegengesetzten
Enden des Kühlrohrs 154 abgesperrt werden. Weiterhin
schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 106 derart,
dass die Verbindung bzw. Kommunikation zwischen dem Kühlrohr 156 und
dem Kühlrohr 162 abgesperrt wird. Die Klimaanlagen-ECU 200 kann
den Schaltdämpfer 104 derart schalten, dass ein
Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 156 abgesperrt
werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den
Schaltdämpfer 108 derart, dass der Weg zwischen
dem Kühlrohr 164 und dem Kühlrohr 160 abgesperrt
wird.
-
Wenn
das Batteriekühlgebläse 400 mit den in
der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 arbeitet,
wird die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 150 eingeführt,
wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 2 wiedergegeben
ist. Die zu dem Einlass 150 eingeführte Luft strömt
das Kühlrohr 160 und wird dann in das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen.
Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird
die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft der
Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft
nimmt Teil an dem Wärmaustausch mit der Batteriemodulanordnung
in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu
dem Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei
wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen.
In der nachfolgenden Beschreibung ist der Weg, der durch den durchgezogenen
Pfeil in 2 wiedergegeben ist, als ”Weg
A” bezeichnet.
-
Wenn
die Klimaanlageneinheit 100 arbeitet und das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeitet, wird
die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 152 eingeführt,
wie es durch einen gestrichelten Pfeil in 2 wiedergegeben
ist. Die durch den Einlass 152 eingeführte Luft
strömt durch das Kühlrohr 154, gelangt
durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen.
-
Durch
den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird
die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitet
wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt. Die dem Verdampfer 1000 zugeführte
Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000,
woraufhin die Luft durch den Klimaanlagenauslass in die Fahrgastzelle
ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Luft
auf den Verdampfer 1000 übertragen. Daher weist
die durch den Auslass ausgestoßene Luft eine niedrigere
Temperatur als die Luft auf, die durch den Einlass 152 herein
genommen worden ist.
-
Demgegenüber
schaltet gemäß 3, wenn die
Luft, deren Temperatur durch die hintere Klimaanlageneinheit 100 verringert
wird, zum Kühlen der Hochspannungsbatterie 500 verwendet
wird, die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart, dass
die Einlässe 150 und 152 an den entgegengesetzten
Enden des Kühlrohrs 154 in Verbindung gebracht
werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den
Schaltdämpfer 106 derart, dass die Verbindung
zwischen den Kühlrohren 156 und 162 abgesperrt
wird.
-
Weiterhin
schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 108 derart,
dass ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 160 abgesperrt werden.
Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 die Schaltdämpfer 110 und 112 derart,
dass in dem Kühlrohr 162 die Verbindung zwischen
der Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und
der Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle abgesperrt
wird.
-
Wenn
das Batteriekühlgebläse 400 und das Klimaanlagengebläse 600 mit
dem in der vorstehend beschrieben Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 arbeiten,
wird die Luft in der Fahrgastzelle zu den Einlässen 150 und 152 eingeführt,
wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 3 gezeigt
ist.
-
Die
zu den Einlässen 150 und 152 eingeführte
Luft strömt das Kühlrohr 154, gelangt
durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen.
Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird
die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft dem
Verdampfer 1000 zugeführt.
-
Die
dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil
an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000,
woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 164 strömt.
Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen.
Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende
Luft eine Temperatur auf, die niedriger als die durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommene
Luft ist.
-
Die
Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird
weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt
und durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen.
Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird
die Luft, die unter Druck aus dem Kühlventilator zugeführt
wird, der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft
nimmt an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung
in der Hochspannungsbatterie 500 teil, woraufhin die Luft
zu dem Kühlrohr 405 ausgestoßen wird.
Dabei wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die
Luft übertragen. In der nachfolgenden Beschreibung ist
der Weg, der durch den durchgezogenen Pfeil in 3 wiedergegeben ist,
als ”Weg B” bezeichnet.
-
Wenn
die Luft, deren Temperatur durch die hintere Klimaanlageneinheit 100 verringert
worden ist, für die Klimaanlagenfunktion und zum Kühlen
der Hochspannungsbatterie 500 verwendet wird, wie es in 4 gezeigt
ist, sind die Schaltzustände der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 ähnlich
zu denjenigen gemäß 3 mit der
Ausnahme, dass die Schaltdämpfer 110 und 112 derart
geschaltet sind, dass die Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und
die Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle in Verbindung
stehen.
-
Mit
den in der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wird,
wenn das Batteriekühlgebläse 400 und
das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeiten,
die Luft in der Fahrgastzelle zu den Einlässen 150 und 152 eingeführt,
wie es durch den gezogenen Pfeil in 4 gezeigt
ist.
-
Die
zu den Einlässen 150 und 152 eingeführte
Luft strömt durch das Kühlrohr 154, gelangt
durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen.
Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird
die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeführt
wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt.
-
Die
dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil
an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000,
woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 161 strömt.
Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen.
Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende
Luft eine Temperatur auf, die niedriger als die der durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommene
Luft ist.
-
Die
Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird
weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt,
und durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen.
Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird
die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitet wird,
der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der
Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft nimmt
Teil an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung
in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu
dem Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei
wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen.
In der nachfolgenden Beschreibung ist der Weg, der durch den durchgezogenen
Pfeil in 4 wiedergegeben ist, als ”Weg
C” bezeichnet.
-
Wenn
die hintere Klimaanlageneinheit 100 arbeitet, wird ein
Teil der Luft nach dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000 aus
dem Klimaanlagenauslass in der Fahrgastzelle ausgestoßen,
wie es in durch den gestrichelten Pfeil in 4 gezeigt ist.
Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen,
weshalb die aus dem Auslass ausgestoßene Luft eine niedrigere
Temperatur aufweist als diejenige, die durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommen
wird.
-
Wenn
die hintere Klimaanlageneinheit 100 lediglich das Blasen
von Luft zu der Fahrgastzelle durchführt und die Hochspannungsbatterie 500 und die
Hochspannungsbatterie 500 durch Verwendung von durch den
Verdampfer 100 gekühlter Luft gekühlt wird,
wie es in 5 gezeigt ist, schaltet die
Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart,
dass die Route zwischen den Einlässen 150 und 152 an den
gegenüberliegenden Enden des Kühlrohrs 154 abgesperrt
wird. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 106 in
dem Kühlrohr 162 derart, dass die Kühlrohre 156 und 162 in Verbindung
stehen und die Querschnittsfläche des Durchlasses des Kühlrohrs 162 verringert
ist.
-
Weiterhin
schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 108 derart,
dass ein Ende und das andere Ende Kühlrohrs 160 abgesperrt
werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 die
Schaltdämpfer 110 und 112 derart, dass
in dem Kühlrohr 162 eine Verbindung (Kommunikation)
zwischen der Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und
der Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle abgesperrt
(unterbrochen) wird.
-
Mit
den in der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wird,
wenn das Batteriekühlgebläse 400 und
das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeiten,
die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 152 eingeführt,
wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 5 wiedergegeben
ist.
-
Die
durch den Einlass 152 eingeführte Luft strömt
durch das Kühlrohr 154, gelangt durch den Filter 900 und
wird zu dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 genommen.
Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird
ein Teil der Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator
zugeleitet wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt.
-
Die
dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil
an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000,
woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 164 strömt.
Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen.
Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende
Luft eine Temperatur auf, die niedriger als diejenige der durch
den Einlass 152 genommenen Luft ist.
-
Die
Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird
weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt,
und wird durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen. Durch
den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird die
mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft
nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung
in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu
dem Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei
wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen.
In der nachfolgenden Beschreibung ist der durch den durchgezogenen Pfeil
in 5 wiedergegebene Weg als ”Weg D” bezeichnet.
-
Weiterhin
strömt, wenn die hintere Klimaanlageneinheit 100 arbeitet,
ein Teil der aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zugeführten
Luft durch das Kühlrohr 156 und wird durch den
Einlass 150 zu der Fahrgastzelle ausgestoßen,
ohne dass der Verdampfer 1000 berührt wird, wie
es durch einen gestrichelten Pfeil in 5 gezeigt
ist.
-
In
dem Kühlgerät mit dem vorstehend beschriebenen
Aufbau ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
die HV_ECU 300 den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch
die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten
Luft auf der Grundlage von Informationen schätzt, die sich auf
den Grad des Druckverlustes entsprechend dem ausgewählten
Weg unter der Vielzahl von Verteilungswegen beziehen, die in dem
Mediumdurchlass eingestellt sind. Die vorliegende Erfindung ist
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die HV_ECU 300 den
Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch die
aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten Luft
auf der Grundlage des Zustands der Luftzufuhr aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zusätzlich
zu den Weginformationen schätzt.
-
Die
HV_ECU 300 steuert den Betriebszustand des Batteriekühlgebläses 400 und/oder
des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und/oder
der Hochspannungsbatterie 500 entsprechend dem geschätzten
Kühlgrad.
-
6 zeigt
ein Funktionsschaltbild der HV_ECU 300, die in dem Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten ist.
-
Die
HV_ECU 300 weist eine (nachstehend als Eingangs-I/F bezeichnete)
Eingangsschnittstelle 310, eine Betriebseinheit 340,
eine Speichereinheit 320 und eine (nachstehend als Ausgangs-I/F
bezeichnete) Ausgangsschnittstelle 330 auf.
-
Die
Eingangsschnittstelle 310 empfängt die Weginformation
aus der Klimaanlagen-ECU 200, ein Batteriegebläsedrehzahlsignal
aus dem Batteriekühlgebläse 400, ein
Klimaanlagengebläsedrehzahlsignal aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600,
ein Batterietemperatursignal aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 und
ein Einlass- bzw. Ansauglufttemperatursignal aus dem Einlasslufttemperaturerfassungssignal 302,
und sendet diese Signale zu der Betriebseinheit 340.
-
Die
Betriebseinheit 340 weist eine Strömungsratenberechnungseinheit 342,
eine Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344, eine Kühlleistungsberechnungseinheit
(Kühlleistungsvermögensberechnungseinheit) 346,
eine Batterietemperaturschätzeinheit 348, eine
Anormalitätsbestimmungseinheit 350 und eine Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 auf.
-
Die
Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet
eine Kühlluftströmungsrate VA, die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführt
wird, unter Verwendung einer in der Speichereinheit vorab gespeicherten
Tabelle gemäß 7, anhand
der Routeninformationen und des Tastverhältnisbefehlswerts für
das Batteriekühlgebläse 400. Die in 7 gezeigte
Tabelle zeigt eine Kühlluftströmungsrate VA entsprechend
den Betriebszuständen des Batteriekühlgebläses 400 und
den Wegen, die beispielsweise durch Experimente angepasst und eingestellt
sind. Anstelle der Tastverhältnisbefehlswerte für
das Batteriekühlgebläse 400 kann eine
Batteriegebläsedrehzahl von dem Batteriekühlgebläse 400 verwendet werden.
-
Luftströmungswiderstandsinformationen
(0) bis (4), die in der Tabelle gemäß 7 gezeigt
sind, geben Informationen wieder, die die Kühlluftströmungsrate
VA entsprechend dem Druckverlust in dem Luftverteilungsweg auf der
Grundlage des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 (d.
h., der Dämpferposition(-winkel) (Klappenposition, Klappenwinkel)
oder dergleichen jedes Schaltdämpfers) und des Betriebszustands des
hinteren Klimaanlagengebläses (beispielsweise des Tastverhältnisbefehlswerts
oder der Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600)
spezifiziert sind.
-
Beispielsweise
sei angenommen, dass die Luftströmungswiderstandsinformation
(2) derart eingestellt ist, dass sie dem Schaltzustands des Wegs
A und einem Tastverhältnisbefehlswerts innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs des hinteren Klimaanlagengebläses 600 entspricht.
-
Wenn
die Schaltzustände der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 dem
Zustand des Wegs A entsprechen und der Tastverhältnisbefehlswert
des hinteren Klimaanlagengebläses 600 innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt, sendet die Klimaanlagen-ECU 200 ein
Signal, das die Luftströmungswiderstandsinformation (2)
wiedergibt, als die Weginformation zu der HV-ECU 300.
-
Bei
Empfang der Weginformationen, die die Luftströmungswiderstandsinformation
(2) wiedergeben, berechnet die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die
Kühlungsluftströmungsrate VA anhand der Tabelle
gemäß 7 auf der Grundlage des Tastverhältnisbefehlswerts
des Batteriekühlgebläses 400. Beispielsweise
sei angenommen, dass der Tastverhältnisbefehlswert zu diesem
Zeitpunkt 30% ist. Dann berechnet die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die
Kühlluftströmungsrate VA als 40 m3/h anhand
der Tabelle gemäß 7.
-
Der
Betrieb der Strömungsratenberechnungseinheit 342 ist
nicht auf die Berechnung der Kühlluftströmungsrate
VA unter Verwendung der Tabelle gemäß 7 beschränkt.
Beispielsweise kann die Strömungsratenberechnungseinheit
die Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung
elf verschiedener Luftströmungswiderstandsinformationen
(0) bis (10) entsprechend den Wegen und des Betriebszustands des
hinteren Klimaanlagengebläses 600 gemäß 8 berechnen.
Alternativ dazu kann ein Kennfeld oder eine Gleichung anstelle der
Tabelle gemäß 7 oder 8 verwendet
werden. Weiterhin kann die Strömungsratenberechnungseinheit 342 zeitweilig
die berechnete Kühlluftströmungsrate VA in der
Speichereinheit 320 speichern.
-
Weiterhin
kann die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die
Kühlluftströmungsrate VA für einen nicht
in der Tabelle gemäß 7 oder 8 gezeigten
Tastverhältnisbefehlswert beispielsweise durch lineare
Interpolation berechnen.
-
Die
Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344 berechnet eine
Differenz zwischen der Batterietemperatur TB der Hochspannungsbatterie 500 und der
Einlasslufttemperatur TC auf der Grundlage des Batterietemperatursignals
und des Einlasslufttemperatursignals. Die Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344 kann
zeitweilig die berechnete Differenz zwischen der Batterietemperatur
TB und der Einlasslufttemperatur TC in der Speichereinheit 320 speichern.
-
Die
Kühlleistungsberechnungseinheit 346 berechnet
eine Kühlleistung WC auf der Grundlage der berechneten
Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur
TC und der Kühlluftströmungsrate VA. Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel bezieht sich die ”Kühlleistung” auf
den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch
die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten
Luft, und insbesondere stellt sie eine Wärmemenge dar,
die pro Zeiteinheit ausgestrahlt werden kann.
-
Beispielsweise
berechnet die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 die
Kühlleistung WC anhand der Differenz zwischen der Batterietemperatur
TB und der Einlasslufttemperatur TC und anhand der Kühlluftströmungsrate
VA unter Verwendung der in 9 gezeigten
Tabelle. Die in 9 gezeigten Tabelle gibt die
Kühlleistung WC entsprechend der Differenz der Batterietemperatur
TB und der Einlasslufttemperatur TC sowie der Kühlluftströmungsrate
VA wieder, die beispielsweise durch Experimente angepasst ist. Anstelle
der in 9 gezeigten Tabelle kann ein Kennfeld oder eine
Gleichung verwendet werden.
-
Beispielsweise
spezifiziert die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 eine
Kühlleistung WC von 90 W anhand der Tabelle gemäß 9,
wenn die berechnete Differenz zwischen der Batterietemperatur TB
und der Einlasslufttemperatur TC 5°C beträgt und die
Kühlluftströmungsrate VA 40 m3/h
beträgt. Die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 kann
zeitweilig die berechnete Kühlleistung WC in der Speichereinheit 320 speichern.
Weiterhin kann in Bezug auf die Kühlluftströmungsrate
VA und die Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der
Einlasslufttemperatur TC die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 die
Kühlleistung WC entsprechend einer Temperaturdifferenz
und einer Strömungsrate, die nicht in der Tabelle gemäß 9 gezeigt
sind, beispielsweise durch lineare Interpolation berechnen.
-
Die
Kühlleistungsberechnungseinheit 346 kann die Kühlleistung
WC auf der Grundlage der Kühlluftströmungsrate
VA und der Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der
Einlasslufttemperatur TC berechnen, die zeitweilig in der Speichereinheit 320 gespeichert
sind.
-
Die
Batterietemperaturschätzeinheit 348 schätzt
die Batterietemperatur TBS anhand der berechneten Kühlleistung
WC und der in der Batteriemodulanordnung der Hochspannungsbatterie 500 berechneten
Wärmemenge (Stromwert × Stromwert × Innenwiderstandwert),
die anhand des Innenwiderstands und eines durch einen nicht gezeigten
Strommesser erhaltenen Stroms berechnet wird. insbesondere wird
die Batterietemperatur TBS durch Berechnung des Grads einer Erhöhung
oder Verringerung der Batterietemperatur auf der Grundlage der Differenz
zwischen der Kühlleistung WC und der Menge der erzeugten
Wärme geschätzt. Die Batterietemperaturschätzeinheit 348 kann
zeitweilig die geschätzte Temperatur TBS in der Speichereinheit 320 speichern.
-
Die
Anormalitätsbestimmungseinheit 350 berechnet eine
Abweichung zwischen der geschätzten Batterietemperatur
TBS und der aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 empfangenen Batterietemperatur
TB. Die Anormalitätsbestimmungseinheit 250 bestimmt,
dass eine anormale Bedingung bzw. ein anormaler Zustand vorliegt,
der bzw. die durch ein übermäßiges Laden
der Hochspannungsbatterie, ein verschlechtertes Leistungsvermögen
des Batteriekühlgebläses 400 oder dergleichen
verursacht wird, falls der absolute Wert der berechneten Abweichung
größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder die
Batterietemperatur TB um einen vorbestimmten Wert höher
als die geschätzte Batterietemperatur TBS ist. Die Anormalitätsbestimmungseinheit 350 kann
ein Anormalitätsbestimmungs-Flag setzen, wenn das Vorliegen
einer anormalen Bedingung bestimmt wird.
-
Die
Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 führt
einen Ausfallsicherungsprozess durch, wenn die Bestimmung einer
anormalen Bedingung gemacht wird. die Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 führt
einen Ausfallsicherungsprozess durch Steuerung der Hochspannungsbatterie 500 und/oder
des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und/oder
des Batteriekühlgebläses 400 durch.
-
Ein
möglicher Ausfallsicherungsprozess kann das Aussetzen der
Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 zu
der rotierenden elektrischen Maschine durch Absperren (Abschalten) einer
Relaisschaltung, eine Erhöhung der Luftzufuhr durch das
hintere Klimaanlagengebläse 600 oder eine Erhöhung
der Zufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 umfassen.
Diese sind nicht einschränkend, und jeder Ansatz, der zumindest
einen Temperaturanstieg der Hochspannungsbatterie 500 verhindern kann,
kann unternommen werden.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Strömungsratenberechnungseinheit 342,
die Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344, die Kühlleistungsberechnungseinheit 346,
die Batterietemperaturschätzeinheit 348, die Anormalitätsbestimmungseinheit 350 und
die Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 alle als
Software-Funktionen beschrieben, die durch eine CPU (Zentraleverarbeitungseinheit)
als die Betriebseinheit 340, die ein in der Speichereinheit 320 gespeichertes Programm
ausführen, verwirklicht. Diese können durch Hardware
implementiert sein. Ein derartiges Programm wird auf einem Aufzeichnungsträger
aufgezeichnet und in das Fahrzeug installiert.
-
Die
Speichereinheit 320 speichert verschiedene Informationen
(Informationsteile), Programme, Schwellwerte, Kennfelder und dergleichen,
und Daten werden durch die Betriebseinheit 340 wie erforderlich
gelesen oder gespeichert.
-
Nachstehend
ist die Steuerungsstruktur des durch die HV_ECU 300 des
Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ausgeführten Programms unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
-
In
Schritt S100 (wobei nachstehend ”Schritt” einfach
durch S bezeichnet ist) empfängt die HV_ECU 300 Weginformationen
einschließlich der Luftströmungswiderstandsinformation
von der Klimaanlagen-ECU 200. In S102 beschafft die HV_ECU 300 einen
Tastverhältnisbefehlswert des Batteriegebläses 400.
-
Die
S104 berechnet die HV_ECU 300 die Kühlluftströmungsrate
VA anhand der empfangenen Weginformation, des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts
und der in 7 gezeigten Tabelle. In S106
beschafft die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TB aus
dem Batterietemperaturerfassungssensor 304. In S108 beschafft
die HV_ECU 300 die Einlasslufttemperatur TC von dem Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302.
-
In
S110 berechnet die HV_ECU 300 die Differenz zwischen der
Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC. In S112
berechnet die HV_ECU 300 die Kühlleistung WC anhand
der Kühlluftströmungsrate VA, der Differenz zwischen
der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC und der
in 9 gezeigten Tabelle.
-
In
S114 schätzt die HV_ECU 300 die Batterietemperatur
TBS auf der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC und
der in der Hochspannungsbatterie 500 erzeugten Wärmemenge.
In S116 bestimmt die HV_ECU 300, ob sich das Batteriekühlgebläse 400,
das hintere Klimaanlagengebläse 600 oder die Hochspannungsbatterie 500 in
einer anormalen Bedingung (anormalen Zustand) befinden.
-
Insbesondere
bestimmt, falls der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten Temperatur
und der von dem Batterietemperatursensor 304 beschafften
Batterietemperatur TB größer als ein vorbestimmter
Wert ist, die HV_ECU 300, dass die Bedingung anormal ist,
beispielsweise bestimmt sie, dass die Hochspannungsbatterie 500 in
einem übermäßig geladenen Zustand ist,
oder das Kühlleistungsvermögen bzw. die Kühlleistung
des Batteriekühlgebläses 400 und des
hinteren Klimaanlagengebläses 500 verschlechtert
ist. Falls die Hochspannungsbatterie 500, das Batteriekühlgebläse 400 oder das
hintere Klimaanlagengebläse 600 anormal ist (Ja in
S116), geht der Prozess zu S118 über. Bei einem Nein (Nein
in S116) endet die Verarbeitung bzw. der Prozess. In S118 führt
die HV_ECU 300 den Ausfallsicherungsprozess (Fail-Safe-Prozess)
durch.
-
Der
Betrieb des Kühlgeräts für die elektrische
Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage der Struktur und des Flussdiagramms, wie sie vorstehend
beschrieben worden sind, ist nachstehend beschrieben.
-
Gemäß dem
Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100 wird
irgendeine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geschaltet. Dabei
empfängt die HV_ECU 300 Weginformationen (Routeninformationen),
die irgendeine der Luftströmungswiderstandsinformationen
(0) bis (4) wiedergeben, von der Klimaanlagen-ECU 200 (S100).
Die HV_ECU 300 beschafft ein Tastverhältnisbefehlswert für
das Batteriekühlgebläse 400 (S202).
-
Die
HV_ECU 300 berechnet die Kühlluftströmungsrate
VA anhand der empfangenen Weginformation, des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts und
der in 7 gezeigten Tabelle (S104). Die HV_ECU 300 beschafft
die Batterietemperatur TB aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 (S106)
und beschafft die Einlasslufttemperatur TC aus dem Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 (S108).
-
Die
HV_ECU 300 berechnet Batterietemperatur TB – Einlasslufttemperatur
TC (S110), und berechnet anhand der berechneten Batterietemperatur TB – Einlasslufttemperatur
TC und der Kühlluftströmungsrate VA die Kühlleistung
WC (S112).
-
Auf
der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC schätzt
die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TBS (S114), und falls
der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten
Batterietemperatur TBS und der von dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 beschafften
Batterietemperatur TB gleich oder größer als ein
vorbestimmter Wert ist (Ja in S116), führt sie den Ausfallsicherungsprozess durch
(S118).
-
Wenn
der Ausfallsicherungsprozess durchgeführt wird, wird aufgrund
der Erhöhung der Luftzufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 oder
durch das hintere Klimaanlagengebläse 600 oder
aufgrund des Aussetzens der Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 eine
Erhöhung der Batterietemperatur in der Hochspannungsbatterie 500 verhindert.
-
Falls
der absolute Wert der Abweichung kleiner als der vorbestimmte Wert
ist, wird bestimmt, dass keine anormale Bedingung vorliegt (Nein
in S116), und wird der Ausfallsicherungsprozess nicht durchgeführt.
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, weist in dem Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn eine Vielzahl von
Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt sind, jeder Weg
einen unterschiedlichen Druckverlustgrad auf, weshalb auf der Grundlage
der Informationen in Bezug auf den Druckverlustgrad entsprechend
dem ausgewählten Weg die Kühlleistung geschätzt,
wodurch die Kühlleistung für die Hochspannungsbatterie
durch das Batteriekühlgebläse in dem ausgewählten
Weg korrekt festgestellt werden kann.
-
Zusätzlich
differiert, falls das Batteriekühlgebläse und
das hintere Klimaanlagengebläse auf dem Verteilungsweg
vorgesehen sind, die Luftströmungsrate der Hochspannungsbatterie
zugeführten Luft in Abhängigkeit von dem Zustand
der Zufuhr des Kühlmediums durch das hintere Klimaanlagengebläse
die Luftströmungsrate der der Hochspannungsbatterie zugeführten
Luft, selbst wenn das Batteriekühlgebläse in derselben
Weise arbeitet. Daher wird auf der Grundlage des Zustands der Luftzufuhr
von dem hinteren Klimaanlagengebläse die Kühlleistung
für die Hochspannungsbatterie durch die durch das Batteriekühlgebläse
zugeführten Luft geschätzt, wodurch die Kühlleistung
für die Hochspannungsbatterie des Batteriekühlgebläses
korrekt festgestellt werden kann.
-
Dadurch
kann durch Steuerung des Ausmaßes bzw. der Menge der Zufuhr
entsprechend der geschätzten Kühlleistung die
Genauigkeit der Kühlsteuerung für die Hochspannungsbatterie
verbessert werden. Durch Schätzen der Temperatur der Hochspannungsbatterie
auf der Grundlage des geschätzten Kühlverhaltens
und durch Bestimmung, ob das Batteriekühlgebläse
und/oder das hintere Klimaanlagengebläse und/oder die Hochspannungsbatterie anormal
ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen der geschätzten
Temperatur und der tatsächlichen Temperatur der Hochspannungsbatterie,
die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität verbessert
werden. Daher ist es möglich, ein Kühlgerät und
ein Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung
bereitzustellen, die korrekt die Kühlleistung feststellen
können, und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung
der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung
irgendeiner Anormalität verbessern können.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Struktur bzw.
ein Aufbau beschrieben, der bzw. die eine Vielzahl von Verteilungswegen aufweist
und in zumindest einem aus der Vielzahl der Verteilungswege das
hintere Klimaanlagengebläse vorgesehen ist. Dieser Aufbau
ist nicht einschränkend. Insbesondere kann die vorliegende
Erfindung auf einen Aufbau mit einer Vielzahl von Verteilungswegen
angewandt werden, wobei das hintere Klimaanlagengebläse
nicht auf irgendeinem der Verteilungswege vorgesehen ist, oder die
vorliegende Erfindung kann auf einen Aufbau angewandt werden, der
einen einzelnen Verteilungsweg aufweist und eine Vielzahl von Kühlgebläsen
auf dem Verteilungsweg vorgesehen sind. Selbst in diesem Fall können ähnliche
Wirkungen erzielt werden, wie sie durch das Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel erzielt werden.
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
ist ein Kühlgerät für eine elektrische
Ausrüstung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Vergleich mit dem Aufbau
des Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung
gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich das Kühlgerät für
die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Tabellen,
die für die Berechnung der Kühlluftströmungsrate
VA und der Kühlleistung WC verwendet werden, und in dem
Aufbau bzw. der Struktur der Strömungsratenberechnungseinheit 342.
Mit Ausnahme von diesen Punkten weist es dieselbe Struktur wie das
Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf.
Daher wird eine ausführliche Beschreibung davon an dieser
Stelle nicht wiederholt.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet,
dass die HV_ECU 300 den Zustand der Luftzufuhr durch das
hintere Klimaanlagengebläse 600 und den Schaltzustand
der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 als
Weginformationen aus der Klimaanlagen-ECU 200 empfängt,
und auf der Grundlage der empfangenen Weginformationen den Kühlgrad
der Hochspannungsbatterie 500 durch die von dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten
Luft schätzt.
-
Das
Funktionsblockschaltbild der in dem Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU 300 unterscheidet
sich von dem Funktionsblockschaltbild der in dem Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU 300,
wie es unter Bezugnahme auf 6 beschrieben
worden ist, in der Struktur der Strömungsratenberechnungseinheit 342.
Mit Ausnahme von diesem Punkt ist es dieselbe Struktur wie die der
HV_ECU 300, die in dem Kühlgerät für
die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel enthalten
ist. Daher wird eine ausführliche Beschreibung davon nicht
wiederholt.
-
Die
Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet
die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführte
Kühlluftströmungsrate VA auf der Grundlage des
Zustands der Luftzufuhr aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 und
des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112.
-
Insbesondere
spezifiziert die Strömungsratenberechnungseinheit 342 auf
der Grundlage des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110, 112,
welcher der Wege A bis D als gegenwärtiger Luftverteilungsweg
ausgewählt ist. Weiterhin speichert die Speichereinheit 320 Tabellen,
die die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend
dem Tastverhältniswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem
Tastverhältniswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 in
den jeweiligen Wegen A bis D wiedergeben, wie es in 11 bis 14 gezeigt
ist.
-
Anstelle
des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses 400 und
des Tastverhältnisbefehlswerts des hinteren Klimaanlagengebläses 600 können
die Drehzahl des Batteriekühlgebläses 400 und
die Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 verwendet
werden. Insbesondere kann die Speichereinheit 320 Tabellen
speichern, die die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend
der Drehzahl des Batteriekühlgebläses 400 und
der Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 in
den jeweiligen Wegen A bis D wiedergibt.
-
Die
Tabelle gemäß 11 zeigt
die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem
Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für
den Weg A.
-
Die
Tabelle gemäß 12 zeigt
die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem
Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für
den Weg B.
-
Die
Tabelle gemäß 13 zeigt
die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem
Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für
den Weg C.
-
Die
Tabelle gemäß 14 zeigt
die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem
Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und
dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für
den Weg D.
-
Die
Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet
die Kühlluftströmungsrate VA auf der Grundlage
der Tabelle entsprechend dem spezifizierten Weg, dem Tastverhältnisbefehlswert
für das Batteriekühlgebläse 400 und
dem Tastverhältnisbefehlswert für das hintere
Klimaanlagengebläse 600.
-
Es
sei beispielsweise angenommen, dass der Tastverhältnisbefehlswert
für das Batteriekühlgebläse 400 40%
beträgt. Weiterhin berechnet bei Empfang der Weginformation,
dass der Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 dem
Weg A entspricht, und dass der Tastverhältnisbefehlswert
für das hintere Klimaanlagengebläse 600 aus
der Klimaanlagen-ECU 200 40% beträgt, die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die
Kühlluftströmungsrate VA als 50 m3/h
anhand der Tabelle entsprechend dem Weg A gemäß 11.
-
Der
Betrieb der Strömungsratenberechnungseinheit 342 ist
nicht auf die Berechnung der Kühlluftströmungsrate
VA unter Verwendung der in 11 bis 14 entsprechend
den Wegen A bis D begrenzt. Insbesondere kann die Speichereinheit 320 Tabellen
zur Berechnung der Kühlluftströmungsrate entsprechend
einer Vielzahl von unterschiedlichen Wegen speichern, die nicht
auf 4 begrenzt sind. Die Strömungsratenberechnungseinheit 342 kann die
Tabelle entsprechend dem Weg in Übereinstimmung mit dem
Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 spezifizieren,
und kann auf der Grundlage der spezifizierten Tabelle und der Tastverhältnisbefehlswerte
für das Batteriekühlgebläse 400 und
das hintere Klimaanlagengebläse 600 die Kühlluftströmungsrate
VA berechnen.
-
Das
Flussdiagramm, das die Steuerungsstruktur des Programms, das durch
die in dem Kühlgerät für die elektrische
Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
enthaltenen HV_ECU 300 ausgeführt wird, weist
dieselbe Struktur wie das Flussdiagramm auf, das die Steuerungsstruktur
des Programms wiedergibt, das durch die in dem Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel enthaltene HV_ECU 300 ausgeführt
wird und unter Bezugnahme auf 10 beschrieben
ist. Daher wird dessen ausführliche Beschreibung an dieser
Stelle nicht wiederholt.
-
Der
Betrieb des Kühlgeräts für die elektrische
Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage der Struktur und des Flussdiagramms wie vorstehend
beschrieben ist nachstehend beschrieben.
-
Gemäß dem
Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100 wird
bzw. werden irgendeine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geschaltet.
Dabei empfängt die HV_ECU 300 eine Weginformation,
die den Tastverhältnisbefehl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und
den Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wiedergibt
(S100). Die HV_ECU 300 erhält bzw. beschafft den
Tastverhältnisbefehlswert für das Batteriekühlgebläse 400 (S102).
-
Anhand
der empfangenen Weginformationen und des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts berechnet
die HV_ECU 300 die Kühlluftströmungsrate
VA unter Verwendung der in 11 bis 14 gezeigten
Tabellen (S104). Die HV_ECU 300 beschafft die Batterietemperatur
TB aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 (S106)
und beschafft die Einlasslufttemperatur TC aus der Einlasslufttemperaturerfassungseinheit 302 (S108).
-
Die
HV_ECU 300 berechnet Batterietemperatur TB – Einlasslufttemperatur
TC (S110) und berechnet die Kühlleistung WC anhand der
berechneten Batterietemperatur TB – Einlasslufttemperatur
TC sowie der Kühlluftströmungsrate VA (S112).
-
Auf
der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC schätzt
die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TBS (S114), und falls
der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten
Batterietemperatur TBS und der von dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 beschafften
Batterietemperatur TB gleich oder größer als der
vorbestimmte Wert ist (Ja in S116), führt diese den Ausfallsicherungsprozess durch
(S118).
-
Wenn
der Ausfallsicherungsprozess durchgeführt wird, wird eine
Erhöhung der Batterietemperatur der Hochspannungsbatterie 500 verhindert, wenn
die Menge bzw. das Ausmaß der Luftzufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 oder
das hintere Klimaanlagengebläse 600 erhöht
wird oder die Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 ausgesetzt
wird.
-
Falls
der absolute Wert der Abweichung kleiner als der vorbestimmte Wert
ist (Nein in S116), wird die Bedingung als Normal bestimmt, weshalb
der Ausfallsicherungsprozess nicht ausgeführt wird.
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, erzielt das Kühlgerät
für die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkungen
wie diejenigen, die durch das Kühlgerät für
die elektrische Ausrüstung gemäß dem
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erzielt
werden.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben
und veranschaulicht worden ist, sei bemerkt, dass dies lediglich
zur Veranschaulichung und als Beispiel dient, und nicht als einschränkend
verstanden werden sollte, der Umfang der vorliegenden Erfindung
ist durch die beigefügten Patentansprüche zu interpretieren.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
HV_ECU führt ein Programm aus, das einen Schritt (S100)
zum Empfangen von Weginformationen, einen Schritt (S102) zur Beschaffung
eines Tastverhältnisbefehlswert aus einem Batteriekühlgebläse,
einen Schritt (S104) zum Berechnen einer Kühlluftströmung
(VA), Schritte (S106, S108) zur Beschaffung einer Batterietemperatur
(TB) und einer Einlasstemperatur (TC), einen Schritt (S110) zur
Berechnung eines Werts TB – TC, einen Schritt (S112) zum
Berechnen einer Kühlleistung (WC), einen Schritt (S114)
zum Schätzen einer Batterietemperatur (TBS) und einen Schritt
(S118) zur Durchführung einer Ausfallsicherungsverarbeitung
bei Vorhandensein eines anormalen Zustands (Ja in S116) aufweist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-