车载设备冷却装置的制作方法

本发明涉及对搭载于车辆的发热设备进行冷却的技术，特别是用于堵车时进行恰当地冷却的技术。

背景技术：

近年，被称作ev(electricvehicle：电动车)或hev(hybridelectricvehicle：混合动力电动车)的通过蓄积在电池的电力来驱动行驶用电机而行驶的电动车辆正逐渐普及。

在这样电动车辆中，具备用于冷却电池的冷却单元，进行根据电池的负载和/或温度的冷却控制。

这里，在例如使用冷却风扇作为冷却单元的情况下，为了增加冷却强度需要使冷却风扇的转速上升，随之而来的风噪等噪音变大。因此，为了不使该噪音超过车内音(发动机音或路面噪声等)而给乘坐者带来不适，需要恰当地控制冷却风扇的转速(例如，参照专利文献1、2)。

特别是在车内音变小的低车速时，因伴随着冷却风扇的旋转上升的噪音容易给乘坐者带来不适。特别是在堵车时，除了低车速以外，还由于反复进行启动和停车而导致电池的负载变大，需要更大的冷却强度。

但是，若在堵车时单纯地根据电池的负载(发热量)来增大冷却强度，则如图5所示，对应于电池的发热量的冷却量(第一冷却量)容易大于不会给乘坐者带来不适的噪音水平下的冷却量(第二冷却量)。

针对该问题，如图6所示，考虑在堵车的过程中不管电池的发热量如何，都始终以噪音方面能够接收的第二冷却量对电池进行冷却的方案。

但是，在此情况下，在电池的负载不高的稳定行驶时或停车时会对电池进行过度地冷却，导致油耗变差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-7990号公报

专利文献2：日本特开2003-178815号公报

技术实现要素：

技术问题

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，在堵车时能够保持车内的安静性的同时恰当地对发热设备进行冷却。

技术方案

为了实现上述目的，方式1中记载的发明为车载设备冷却装置，其特征在于，具备：

冷却单元，其发出与输出对应的大小的工作噪音，并且对搭载于车辆的发热设备进行冷却；

堵车判定单元，其判定上述车辆的行驶道路是否正在堵车；

冷却量计算单元，其算出对应于上述发热设备的发热量的第一冷却量和对应于上述车辆内部的噪音值的第二冷却量；以及

冷却控制单元，其控制上述冷却单元的动作，

在判定为上述行驶道路正在堵车时且在上述第一冷却量小于上述第二冷却量的情况下，上述冷却控制单元以将冷却量的下降率限制为低于上升率并且以大于上述第一冷却量且小于或等于上述第二冷却量的冷却量来冷却上述发热设备的方式，使上述冷却单元动作。

方式2中记载的发明的特征在于，在方式1中记载的车载设备冷却装置中，

在判定为上述行驶道路正在堵车且在上述第一冷却量小于上述第二冷却量的情况下，上述冷却控制单元逐渐降低冷却量。

方式3中记载的发明的特征在于，在方式1或方式2中记载的车载设备冷却装置中，

在判定为上述行驶道路正在堵车时且在上述第一冷却量大于或等于上述第二冷却量的情况下，上述冷却控制单元以利用上述第二冷却量来冷却上述发热设备的方式使上述冷却单元动作。

方式4中记载的发明的特征在于，在方式1～3中任一项中记载的车载设备冷却装置中，

上述第二冷却量是在不给上述车辆的乘坐者带来不适的噪音水平的范围内上述冷却单元的最大转速下的对上述发热设备的冷却量。

方式5中记载的发明的特征在于，在方式1～4中任一项中记载的车载设备冷却装置中，上述冷却单元为冷却风扇，

上述冷却控制单元以使旋转下降时的上述冷却风扇的转速的变化率比旋转上升时的上述冷却风扇的转速的变化率小的方式，控制上述冷却风扇。

方式6中记载的发明的特征在于，在方式1～5中任一项中记载的车载设备冷却装置中，上述车辆为电动车辆，

上述发热设备为蓄积车辆行驶用的电力的高电压电池。

发明效果

根据本发明，在堵车过程中且在对应于发热设备的发热量的第一冷却量小于对应于车内的噪音值的第二冷却量的情况下，以大于第一冷却量且小于或等于第二冷却量的冷却量来冷却发热设备。因此，保持车内的安静性的同时通过大于对应于发热设备的发热量的第一冷却量的冷却量稍微过剩地冷却发热设备。由此，当发热设备的发热量过大时，能够预先促进其冷却。

另外，在此情况下，冷却量的下降率被限制为比上升率低，并且以大于第一冷却量且小于或等于第二冷却量的冷却量来冷却发热设备。由此，易于确保根据发热设备的状态所需的冷却量并且能够抑制冷却量的上下变动，进而能够提高车内的安静性。

因此，在堵车时能够保持车内的安静性的同时恰当地对发热设备进行冷却。

附图说明

图1是表示实施方式中的车辆的示意结构的框图。

图2是表示实施方式中的车载设备冷却装置对高电压电池进行冷却时的动作的流程的流程图。

图3是实施方式中的车载设备冷却装置在堵车时对高电压电池进行冷却时的车速、电池发热量、电池冷却量、电池温度的时序图。

图4是表示实施方式中的车载设备冷却装置在堵车时对高电压电池进行冷却时的冷却风扇的风扇转速和其变化率之间的关系的一例的图。

图5是表示现有技术中的堵车时的车速、电池发热量、电池冷却量、电池温度的时序图的一例的图。

图6是表示现有技术中的堵车时的车速、电池发热量、电池冷却量、电池温度的时序图的其他的例子的图。

符号说明

1：车辆、11：高电压电池、12：冷却风扇、20：电池cu、100：车载设备冷却装置、r1：第一冷却量、r2：第二冷却量、n：风扇转速

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

＜车载设备冷却装置的结构＞

首先，参照图1说明本实施方式中的车载设备冷却装置100的结构。

图1是表示具备车载设备冷却装置100的车辆1的示意结构的框图。

如该图所示，本实施方式中的车辆1是例如ev(electricvehicle：电动车)或phev(plug-inhybridelectricvehicle：插电式混合动力)等电动车辆。

具体地，车辆1具备高电压电池11、冷却风扇12、电池cu(controlunit：控制单元)20和传感器组(31～33)。

本实施方式中的车载设备冷却装置100为搭载于车辆1并对高电压电池11进行冷却的装置，特别是能够安静地进行堵车时的高电压电池11的冷却的装置。具体地，车载设备冷却装置100构成为包括冷却风扇12、电池cu20和传感器组(31～33)。

高电压电池11是例如镍氢电池或者锂离子电池等二次电池，蓄积车辆1的行驶用的电力。

冷却风扇12是用于冷却高电压电池11的冷却单元，发出与输出对应的大小的工作声音。

电池cu20控制高电压电池11和车载设备冷却装置100的各部件的动作。具体地，电池cu20控制高电压电池11的充放电，并且基于来自传感器组的输入信号等来控制冷却风扇12的动作。

在本实施方式中，传感器组构成为至少包括电池温度计31、车速传感器32和立体相机33。

电池温度计31检测高电压电池11的周边温度，并将检测到的周边温度数据向电池cu20输出。应予说明，电池温度计31也可以直接检测高电压电池11内部的温度。

车速传感器32例如基于未图示的电机的输出轴的转速，检测车辆1的车速，将检测到的车速数据向电池cu20输出。

立体相机33朝向前方搭载于车辆1，取得包括距离信息在内的立体图像。将取得的立体图像数据向电池cu20输出。电池cu20能够根据该立体图像检测出车辆1与前行车辆的车间距离等。

ecu40控制车辆1的行驶的各部分的动作。具体地，ecu40根据例如驾驶者的油门的踩踏量，控制未图示的电机、逆变器、dc-dc转换器等的动作。

＜车载设备冷却装置的动作＞

接着，说明在车辆1的行驶道路正在堵车的情况下，对高电压电池11进行冷却时的车载设备冷却装置100的动作。

作为前提，车载设备冷却装置100的电池cu20基于高电压电池11的周边温度的正常温度或者正常温度范围以及由电池温度计31检测的周边温度，设定冷却风扇12工作的设定冷却量。另外，电池cu20基于正常温度或者正常温度范围与检测周边温度(电池温度)的大小和其状态的时间经过来调整设定冷却量的值。

例如，在电池温度高于正常温度或者正常温度范围的情况下，电池cu20以规定的上升率使设定冷却量逐渐变大。另一方面，在电池温度低于正常温度或者正常温度范围的情况下，电池cu20以规定的下降率使设定冷却量逐渐变小。

图2是表示堵车时冷却处理中的该车载设备冷却装置100的动作的流程的流程图。

如图2所示，首先电池cu20判定车辆1的行驶道路是否正在堵车(步骤s1)。

具体地，电池cu20基于来自车速传感器32和立体相机33的输入信号获取车辆1的车速和/或与前行车辆的车间距离。然后，在电池cu20基于这些车速和车间距离，检测到低车速下的启动/停止反复进行预定频率以上的情况下，判定为车辆1的行驶道路正在堵车。堵车判定的具体的判定基准不受特别地限制。例如电池cu20在规定频度起动停止的连续次数在2次以上、稳定行驶时的车速在预定速度(例如、10km/h)以下且车间距离在10m以下的情况下，判定为行驶道路正在堵车即可。

应予说明，该堵车判定方式不限于上述情况，可以使用公知的各种方式。例如，电池cu20可以利用通过vics(vehicleinformationandcommunicationsystem(道路交通信息通信系统)：注册商标)进行的交通信息的提供服务来判定车辆1的行驶道路是否正在发生堵车。另外，进行堵车判定的主体可以不是电池cu20，例如也可以通过ecu(electriccontrolunit：电子控制单元)40进行堵车判定，而电池cu20获取其他的ecu的判定结果。即、进行堵车判定的结构可以与电池cu20一体地构成，也可以与电池cu20分体地构成。另外，可以代替电池cu20，由ecu40执行以下的步骤s1～s7中的1个以上的步骤。

在该步骤s1中，在判定为行驶道路不堵车(车辆1正在正常行驶)的情况下(步骤s1；否)，电池cu20转移到其他的处理，例如以后述的第一冷却量r1对高电压电池11进行冷却等。

另一方面，在步骤s1中，在判定为车辆1的行驶道路正在堵车的情况下(步骤s1；是)，作为冷却量计算单元的电池cu20算出与高电压电池11的发热量对应的第一冷却量r1(步骤s2)。

具体地，电池cu20利用电池温度计31获取高电压电池11的周边温度数据，算出能够使该周边温度下降到正常的温度范围(或者维持在正常的温度范围)为止的第一冷却量r1(参照图3)。但是，该第一冷却量r1只要是对应于高电压电池11的发热量即可，其计算方式等没有特别限定。例如，电池cu20也可以不从电池温度计31取得高电压电池11的周边温度数据，而基于高电压电池11的充放电的电流量和其累计值等推定高电压电池11的发热量。

接着，电池cu20算出与车内的噪音值对应的第二冷却量r2(步骤s3)。

具体地，电池cu20基于利用车速传感器32获取的车速等(在hev的情况下包括发动机转速等)推定车内的噪音值，并且基于该噪音值，算出在不给乘坐者带来不适(乘坐者察觉不到)的噪音水平的范围内的冷却风扇12的最大转速下的第二冷却量r2(参照图3)。

应予说明，也可以不利用电池cu20推定車内的噪音值，而通过在车内设置例如声音传感器、振动传感器等来直接检测車内的噪音值。

接着，电池cu20判定第一冷却量r1是否大于或等于第二冷却量r2(步骤s4)。

接着，在判定为第一冷却量r1为大于或等于第二冷却量r2的情况下(步骤s4；是)，在本实施方式中为了保持车内的安静性，电池cu20以利用作为设定冷却量的第二冷却量r2来冷却高电压电池11的方式控制冷却风扇12的输出(使冷却风扇12工作)(步骤s5)。但是，在此情况下，只要能够冷却高电压电池11的周边温度，也可以以小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量来冷却高电压电池11。

另一方面，在判定为第一冷却量r1小于第二冷却量r2的情况下(步骤s4；否)，电池cu20以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量来冷却高电压电池11的方式，控制冷却风扇12的输出(使冷却风扇12工作)(步骤s6)。

在此情况下，不管高电压电池11的周边温度、正常温度如何，电池cu20都将该设定冷却量的下降率(即、随着时间经过使设定冷却量下降时的变化率)限制为比上升率(即、随着时间经过使设定冷却量上升时的变化率)低的值。具体地，电池cu20以使旋转下降时的冷却风扇12的转速的变化率比使旋转上升时的冷却风扇12的转速的变化率小的方式控制该冷却风扇12，从而实现这样的设定冷却量的变化率的限制(参照图4)。

即，在堵车时的行驶中，不管第一冷却量r1和第二冷却量r2的大小如何，以小于或等于冷却风扇12的噪音不给乘坐者带来不适的第二冷却量r2的设定冷却量来冷却高电压电池11。

此外，在第一冷却量r1比第二冷却量r2小的情况下，尽管对于高电压电池11的发热状态而言以第一冷却量r1进行冷却就已足够，但是高电压电池11在小于或等于噪音不成为问题的第二冷却量r2的范围内被稍微过剩地冷却。由此，在高电压电池11的发热量没有过大时，能够预先促进高电压电池11的冷却。进而，能够增加第一冷却量r1小于第二冷却量r2的(噪音抑制优先于温度下降)的状况、时间，进一步提高车内的安静性。

另外，在以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量对高电压电池11进行冷却的情况下，由于将设定冷却量的下降率限制为低于上升率的值，所以能够使设定冷却量容易增加且难以降低。

接着，电池cu20判定是否结束高电压电池11的冷却处理(步骤s7)，在判定为没有结束的情况下(步骤s7；否)，转移到上述步骤s1。

另一方面，在判定为利用例如驾驶者的结束操作等结束高电压电池11的冷却处理的情况下(步骤s7；是)，电池cu20结束该冷却处理。

＜车载设备冷却装置的动作例＞

接着，列举具体例来说明上述车载设备冷却装置100的动作。此处，说明作为堵车时的行驶，车辆1反复进行从停止状态(车速0km/h)到车速10km/h为止的启动和停车的情况下的高电压电池11的冷却状态。

图3是表示堵车行驶时的车速、电池发热量、电池冷却量、电池温度的时序图的一例的图，图4是表示堵车行驶时的冷却风扇12的风扇转速n和其变化率的关系的一例的图。应予说明，图3中的第一冷却量r1是概略值而不是精确值。

如图3和图4所示，首先，在车辆1的加速时，电池cu20对应于高电压电池11的发热量的增加而提高冷却风扇12的输出，增加高电压电池11的设定冷却量。

此时，由于第一冷却量r1大于第二冷却量r2，所以电池cu20将高电压电池11的设定冷却量维持为伴随加速而变大的第二冷却量r2(图3的f1)。具体地，电池cu20使冷却风扇12的风扇转速n的变化率逐渐增加并且使该风扇转速n上升，增加设定冷却量(图4的n1)。

在该加速时，高电压电池11只通过小于第一冷却量r1的第二冷却量r2被冷却，因此高电压电池11的温度稍微上升。

接着，在车速10km/h下的车辆1的稳定行驶时，高电压电池11的发热量从加速时下降，第一冷却量r1变得小于第二冷却量r2，因此电池cu20以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量对高电压电池11进行冷却(图3的f2)。

因此，尽管对于高电压电池11的发热状态而言以第一冷却量r1进行冷却就已足够，但是高电压电池11在小于或等于噪音未成为问题的第二冷却量r2的范围内被稍微过剩地冷却。由此，高电压电池11的设定冷却量根据发热量的下降而逐渐下降，因此不会不必要地过分地冷却高电压电池11。

另外，此时，电池cu20将设定冷却量的下降率限制为低于上升率(例如加速时的上升率)的值，逐渐降低设定冷却量。因此，高电压电池11的设定冷却量根据高电压电池11的温度而逐渐下降。由此，抑制高电压电池11的过剩的温度下降，抑制该温度的上下变动。

在该稳定行驶时，与加减速时相比车辆1的安静性增强，耳朵容易听到冷却风扇12的噪音，因此电池cu20使风扇转速n的变化率下降的同时使该风扇转速n上升(图4的n21)。并且，在风扇转速n达到基于设定冷却量的预定的值之后，电池cu20大致维持该风扇转速n(图4的n22)。

应予说明，冷却风扇12的噪音(风噪等)在其旋转变化时变大。因此，优选为当使风扇转速n上升时(也就是，从噪音相对小的状态转移到噪音相对大的状态)，伴随风扇转速n的上升使其变化率逐渐变小。

接着，在车辆1的减速时，电池cu20对应于高电压电池11的发热量的增加而提高冷却风扇12的输出。

此时，由于加速时同样地第一冷却量r1大于第二冷却量r2，所以电池cu20将高电压电池11的设定冷却量维持为随着减速而变小的第二冷却量r2(图3的f3)。具体地，电池cu20使冷却风扇12的风扇转速n的变化率与旋转上升时相比缓缓地下降的同时使该风扇转速n下降(图4的n3)。

接着，在车辆1的停止时，与稳定行驶时相同地，由于第一冷却量r1小于第二冷却量r2，所以电池cu20以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量对高电压电池11进行冷却(图3的f4)。

因此，尽管对于高电压电池11的发热状态而言以第一冷却量r1进行冷却就已足够，但是高电压电池11在小于或等于噪音不成为问题的第二冷却量r2的范围内被稍微过剩地冷却。由此，高电压电池11的设定冷却量根据发热量的下降而逐渐下降，因此不会对高电压电池11不必要地过分冷却。

另外，此时，与稳定行驶时相同地，电池cu20将设定冷却量的下降率限制为低于上升率(例如加速时的上升率)的值，逐渐降低设定冷却量。因此，高电压电池11的设定冷却量根据高电压电池11的温度而逐渐下降。由此，抑制高电压电池11的过度的温度下降，抑制该温度的上下变动。

在停止时，电池cu20使风扇转速n的变化率与旋转上升时相比缓慢地上升的同时使该风扇转速n下降(图4的n41)。并且，在风扇转速n达到基于设定冷却量的预定的值之后，电池cu20大致维持该风扇转速n(图4的n42)。

应予说明，冷却风扇12的噪音在其旋转变化时变大。因此，当使风扇转速n下降时(也就是从噪音相对大的状态转移到相对小的状态)，优选为不使风扇转速n立即以大的变化率急剧地下降，而使变化率伴随风扇转速n的下降而逐渐地变大。

之后，在车辆1中，只要在判定为行驶道路处于堵车中，就依次反复进行上述加速时、稳定行驶时、减速时和停止时的高电压电池11的冷却状态。

＜效果＞

如上所述，根据本实施方式的车载设备冷却装置100，在堵车中，在对应于高电压电池11的发热量的第一冷却量r1小于对应于车内的噪音值的第二冷却量r2的情况下，以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量来冷却高电压电池11。因此，保持车内的安静性的同时通过大于对应于高电压电池11的发热量的第一冷却量r1的设定冷却量稍微过剩地冷却高电压电池11。由此，在高电压电池11的发热量没有过大时，能够预先促进冷却。

另外，在此情况下，设定冷却量的下降率被限制为低于上升率，同时以大于第一冷却量r1且小于或等于第二冷却量r2的设定冷却量来冷却高电压电池11。由此，易于根据高电压电池11的状态确保必要的设定冷却量，并且能够抑制设定冷却量的上下变动，进而能够提高车内的安静性。

因此，在堵车时，能够保持车内的安静性的同时恰当地对高电压电池11进行冷却。

＜变形例＞

应予说明，能够使用本发明的实施方式不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，冷却高电压电池11的部件采用冷却风扇12，但本发明的冷却单元只要是发出根据输出的大小的工作噪音的部件即可，不限于冷却风扇，可以是例如水泵等。

另外，作为冷却风扇12的冷却对象的车载设备(发热设备)不限于高电压电池。但是，该发热设备优选为例如电机、逆变器、dc-dc转换器等在堵车时的加减速时负载变高的部件。

另外，除了推定(预测)高电压电池11的未来的负载以外，也可以进行增加以大于第一冷却量r1的设定冷却量进行冷却的时间，或者使设定冷却量接近第二冷却量r2这样的冷却强度的调整。

在此情况下，高电压电池11的负载也可以基于此时的车辆1的行驶模式(ev模式或hev模式等)、剩余电量(stateofcharge)、辅助设备类的利用率(例如夜间前照灯开灯)等来推定。