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公開番号2024178564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023096785
出願日2023-06-13
発明の名称暖房システム
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B60H 1/22 20060101AFI20241218BHJP(車両一般)
要約【課題】車室内の空調快適性の低下を抑制する暖房システムを提供する。
【解決手段】暖房システムは、流路FP1～FP3と、電池163と、チラー142と、LTラジエータ122と、五方弁180とを備える。電池163は、流路FP1の熱媒体と熱交換可能である。チラー142は、流路FP2に設けられている。LTラジエータ122は、流路FP3に設けられ、車両の外気から吸熱する。五方弁180は、流路FP1～FP3の間の接続状態を切り替えるように構成されている。接続状態は、第1状態と、第2状態と、第3状態とを含む。五方弁180は、暖房運転中に第1状態および第2状態のうち一方の状態から他方の状態に接続状態を切り替える場合に、一方の状態から第3状態に接続状態を切り替えた後、第3状態から他方の状態に接続状態を切り替える動作を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車両に搭載される暖房システムであって、
熱媒体が流通可能な第１流路、第２流路、および第３流路と、
前記第１流路の前記熱媒体と熱交換可能な蓄電装置と、
前記第２流路に設けられたチラー装置と、
前記第３流路に設けられ、前記車両の外気から吸熱するように構成された吸熱装置と、
前記車両の車室を暖房する暖房回路と、
前記第２流路の前記熱媒体から前記チラー装置を介して熱を受けるとともに前記暖房回路に前記熱を伝達する暖房運転を行うヒートポンプサイクルと、
前記第１流路、前記第２流路、および前記第３流路の間の接続状態を切り替えるように構成された切替装置とを備え、
前記接続状態は、
前記第１流路が前記第２流路および前記第３流路から切り離され、かつ、前記第２流路が前記第３流路に接続された第１状態と、
前記第１流路が前記第２流路に接続されるとともに前記第３流路から切り離されて、かつ、前記第２流路が前記第３流路から切り離された第２状態と、
前記第１流路が前記第２流路および前記第３流路に接続され、かつ、前記第２流路が前記第３流路に接続された第３状態とを含み、
前記切替装置は、前記暖房運転中に前記第１状態および前記第２状態のうち一方の状態から他方の状態に前記接続状態を切り替える場合に、前記一方の状態から前記第３状態に前記接続状態を切り替えた後、前記第３状態から前記他方の状態に前記接続状態を切り替える動作を実行する、暖房システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２流路の前記熱媒体の温度または前記第３流路の前記熱媒体の温度と、前記第１流路の前記熱媒体の温度との温度差を第１温度差とすると、
前記切替装置は、前記第１状態から前記第２状態に前記接続状態を切り替える場合に、
前記第１温度差が第１しきい値以上であるときに前記動作を実行し、
前記第１温度差が前記第１しきい値未満であるときに、前記接続状態を前記第１状態から前記第３状態に切り替えることなく前記第２状態に切り替える、請求項１に記載の暖房システム。
【請求項３】
前記第１流路の前記熱媒体の温度または前記第２流路の前記熱媒体の温度と、前記第３流路の前記熱媒体の温度との温度差を第２温度差とすると、
前記切替装置は、前記第２状態から前記第１状態に前記接続状態を切り替える場合に、
前記第２温度差が第２しきい値以上であるときに前記動作を実行し、
前記第２温度差が前記第２しきい値未満であるときに、前記接続状態を前記第２状態から前記第３状態に切り替えることなく前記第１状態に切り替える、請求項１に記載の暖房システム。
【請求項４】
バイパス流路をさらに備え、
前記バイパス流路は、前記第１流路のうち前記蓄電装置よりも下流部分と、前記第２流路のうち前記チラー装置よりも上流部分とに位置する接続部に接続され、かつ、前記第３流路のうち前記吸熱装置よりも下流部分に接続可能に構成されており、
前記第３状態は、前記第３流路、前記バイパス流路、および前記接続部を通じて前記熱媒体が前記チラー装置に流入する第１経路と、前記第３流路、前記第１流路、および前記接続部を通じて前記熱媒体が前記チラー装置に流入する第２経路とが形成された状態を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項５】
前記切替装置は、
前記第１流路に接続可能な第１ポートと、
前記第２流路に接続可能な第２ポートと、
前記第３流路のうち前記吸熱装置よりも上流部分に接続可能な第３ポートと、
前記第３流路のうち前記吸熱装置よりも下流部分に接続可能な第４ポートと、
前記バイパス流路に接続可能な第５ポートとを有し、
前記第１状態は、前記第１ポートが前記第２から第５ポートから切り離され、前記第２ポートが前記第３ポートに連通し、かつ、前記第４ポートが前記第５ポートに連通する状態を含み、
前記第２状態は、前記第１ポートが前記第２ポートに連通し、前記第３ポートが前記第４ポートに連通し、かつ、前記第５ポートが前記第１から第４ポートから切り離された状態を含み、
前記第３状態は、前記第１ポートが前記第４および第５ポートに連通し、かつ、前記第２ポートが前記第３ポートに連通する状態を含む、請求項４に記載の暖房システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、暖房システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２０－１６５６０４号公報（特許文献１）は、車両に搭載される空調装置を開示する。空調装置は、ヒートポンプサイクル（ＨＰＣ：Heat Pump Cycle）と、高温側熱媒体回路（暖房回路）と、低温側熱媒体回路とを備える。ＨＰＣは、チラーと、凝縮器とを有する。チラーは、低温側熱媒体回路から吸熱する。凝縮器は、ＨＰＣの熱を高温側熱媒体回路に伝達する。低温側熱媒体回路は、電池と、外気熱交換機器と、三方弁（切り替え装置）とを有する。電池および外気熱交換機器の各々は、吸熱用機器として機能する。三方弁は、低温側熱媒体からＨＰＣへの熱伝達量を調整するために用いられる。空調装置のモードは、暖房モードと、冷却暖房モードとを含む。暖房モードにおいて、外気熱交換機器により吸熱された熱がチラーおよびＨＰＣを介して高温側熱媒体回路に伝達される（外気が暖房熱源として用いられる）。冷却暖房モードにおいて、電池の熱がチラーおよびＨＰＣを介して高温側熱媒体回路に伝達される（電池が暖房熱源として用いられる）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１６５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
外気または電池のいずれが暖房熱源として用いられる場合であっても、ＨＰＣは、チラー装置を介して熱を受けるとともに車両の暖房回路に熱を伝達する（暖房運転）。切り替え装置は、暖房運転中に暖房熱源を変化させる時、熱媒体の各流路の間の接続状態を切り替える。この場合、暖房風の吹出口における温度が大きく変化して、車室内の空調快適性が低下する可能性がある。
【０００５】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、車室内の空調快適性の低下を抑制する暖房システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の暖房システムは、車両に搭載される。この暖房システムは、第１流路、第２流路、および第３流路と、蓄電装置と、チラー装置と、吸熱装置と、暖房回路と、ヒートポンプサイクルと、切替装置とを備える。第１流路、第２流路、および第３流路では、熱媒体が流通可能である。蓄電装置は、第１流路の熱媒体と熱交換可能である。チラー装置は、第２流路に設けられる。吸熱装置は、第３流路に設けられ、車両の外気から吸熱するように構成されている。暖房回路は、車両の車室を暖房する。ヒートポンプサイクルは、第２流路の熱媒体からチラー装置を介して熱を受けるとともに暖房回路に熱を伝達する暖房運転を行う。切替装置は、第１流路、第２流路、および第３流路の間の接続状態を切り替えるように構成されている。接続状態は、第１状態と、第２状態と、第３状態とを含む。第１状態において、第１流路が第２流路および第３流路から切り離され、かつ、第２流路が第３流路に接続されている。第２状態において、第１流路が第２流路に接続されるとともに第３流路から切り離されて、かつ、第２流路が第３流路から切り離されている。第３状態において、第１流路が第２流路および第３流路に接続され、かつ、第２流路が第３流路に接続されている。切替装置は、暖房運転中に第１状態および第２状態のうち一方の状態から他方の状態に接続状態を切り替える場合に、一方の状態から第３状態に接続状態を切り替えた後、第３状態から他方の状態に接続状態を切り替える動作を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、車室内の空調快適性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態の熱管理システム（暖房システム）の全体構成の一例を示す図である。
実施の形態におけるＥＣＵ（Electronic Control Unit）による五方弁の制御を説明するための図である。
比較例におけるによる五方弁の制御を説明するための図である。
暖房運転中の電池の冷却開始時の流路間の接続状態の切り替えを説明するためのタイムチャートである。
電池の冷却開始時に五方弁を用いて各流路間の接続状態を切り替える制御の処理手順を示すフローチャートである。
暖房運転中の電池の冷却終了時の五方弁の制御を説明するためのタイムチャートである。
電池の冷却終了時に五方弁を用いて各流路間の接続状態を切り替える制御の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰り返さない。
【００１０】
図１は、実施の形態の熱管理システム（暖房システム）の全体構成の一例を示す図である。図１を参照して、熱管理システム１は、車両５に搭載されている。車両５は、電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などの電動車両である。熱管理システム１は、ＥＣＵ５０と、熱管理回路１００とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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