(57)【要約】【課題】液相と気相とに相変化する冷媒が自然循環するループ型サーモサイフォンについて、簡素な構成で冷媒の循環状態を判別すること。【解決手段】冷却器１１と、凝縮器１２と、を有するループ型サーモサイフォン１０を備え、冷却器１１と凝縮器１２との間で冷媒が自然循環する冷却システム１であって、液体配管１４を閉塞するシャット弁１５と、シャット弁１５の開閉を制御するＥＣＵ２０と、気体冷媒の圧力を検出する圧力センサ３３と、を備え、ＥＣＵ２０は、冷却器１１での冷媒温度と凝縮器１２での冷媒温度とに温度差がある状態でシャット弁１５を閉じ、圧力センサ３３で検出される圧力が所定値以上まで上昇した場合には、ループ型サーモサイフォン１０内を冷媒が正常に循環していると判定し、シャット弁１５を閉じても圧力センサ３３で検出される圧力が所定値まで上昇しない場合には、ループ型サーモサイフォン１０の異常と判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体の熱を吸熱して液体冷媒を蒸発させる冷却器と、
前記冷却器よりも上方に配置され、前記冷却器で気化された気体冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記冷却器で気化された気体冷媒を前記凝縮器に流通させる気体配管と、
前記凝縮器で液化された液体冷媒を前記冷却器に流通させる液体配管と、
を有するループ型サーモサイフォンを備え、前記冷却器と前記凝縮器との間で冷媒が自然循環する冷却システムであって、
前記気体配管または前記液体配管に設けられ、配管を閉塞するシャット弁と、
前記シャット弁の開閉を制御する制御部と、
前記気体配管に設けられ、気体冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
を備え、
前記制御部は、前記冷却器での冷媒温度と前記凝縮器での冷媒温度とに温度差がある状態で前記シャット弁を閉じ、前記圧力センサで検出される圧力が所定値以上まで上昇した場合には、前記ループ型サーモサイフォン内を冷媒が正常に循環していると判定する第１判定部を有し、
前記第１判定部は、前記温度差がある状態で前記シャット弁を閉じても、前記圧力センサで検出される圧力が所定値まで上昇しない場合には、前記ループ型サーモサイフォンの異常と判定する
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記ループ型サーモサイフォン内の冷媒の温度を検出する温度センサ、をさらに備え、
前記制御部は、前記第１判定部により正常と判定された場合に、前記圧力センサで検出された圧力と前記温度センサで検出された温度とにより定まる実際の冷媒特性と、冷媒の物性値から得られる飽和圧力と飽和温度とにより定まる理論特性とを比較し、前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれているか否かを判定する第２判定部を有し、
前記第２判定部は、
前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれている場合には、冷媒特性に異常があると判定し、
前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれていない場合には、冷媒特性は正常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記発熱体は、車両に搭載された電池であり、
前記制御部は、前記車両のソーク中に前記シャット弁の開閉状態を切り替える制御を実行する際、前記第１判定部による判定処理を実施する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記車両のソーク中に、前記電池の温度バラツキを抑制するための制御を実行して前記シャット弁を閉じる際に、前記第１判定部による判定処理を実施する
ことを特徴とする請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記車両のソーク中に、前記車両の外気温が低いことによる前記電池の過冷却を抑制するための制御を実行して前記シャット弁を閉じる際に、前記第１判定部による判定処理を実施する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液相の冷媒を蒸発される蒸発器（冷却器）と、気相の冷媒を凝縮させる凝縮器とを有するループ型サーモサイフォンを備え、液相と気相とに相変化する冷媒を用いて熱を輸送し、冷却器と凝縮器との間で冷媒が自然循環する冷却システムが開示されている。特許文献１に記載の構成では、凝縮器と冷却器との間の液体配管に開閉弁を設け、電池セルの過冷却を防止する目的で、制御部が開閉弁の開閉を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０４７５３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷媒が循環する冷却装置としては、冷媒を強制循環させる構成と、冷媒が自然循環する構成とが挙げられる。強制循環の場合、例えば電動ポンプによって冷媒を循環させる構成では、ポンプ回転数や駆動電流を監視することによって、冷媒が正常に循環しているか否かを判定することができる。すなわち、ポンプ回転数と駆動電流に基づいて、冷媒の循環異常を検出することが可能である。一方、自然循環の場合、例えばループ型サーモサイフォンを備える構成では、電動ポンプが存在しないため、ポンプ回転数と駆動電流に基づいた状態判別が行えない。そこで、冷媒が自然循環するループ型サーモサイフォンについて、内部の冷媒が正常に循環していることを正確に判定できることが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、液相と気相とに相変化する冷媒が自然循環するループ型サーモサイフォンについて、簡素な構成で冷媒の循環状態を判別することができる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発熱体の熱を吸熱して液体冷媒を蒸発させる冷却器と、前記冷却器よりも上方に配置され、前記冷却器で気化された気体冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷却器で気化された気体冷媒を前記凝縮器に流通させる気体配管と、前記凝縮器で液化された液体冷媒を前記冷却器に流通させる液体配管と、を有するループ型サーモサイフォンを備え、前記冷却器と前記凝縮器との間で冷媒が自然循環する冷却システムであって、前記気体配管または前記液体配管に設けられ、配管を閉塞するシャット弁と、前記シャット弁の開閉を制御する制御部と、前記気体配管に設けられ、気体冷媒の圧力を検出する圧力センサと、を備え、前記制御部は、前記冷却器での冷媒温度と前記凝縮器での冷媒温度とに温度差がある状態で前記シャット弁を閉じ、前記圧力センサで検出される圧力が所定値以上まで上昇した場合には、前記ループ型サーモサイフォン内を冷媒が正常に循環していると判定する第１判定部を有し、前記第１判定部は、前記温度差がある状態で前記シャット弁を閉じても、前記圧力センサで検出される圧力が所定値まで上昇しない場合には、前記ループ型サーモサイフォンの異常と判定することを特徴とする。
【０００７】
また、前記ループ型サーモサイフォン内の冷媒の温度を検出する温度センサ、をさらに備え、前記制御部は、前記第１判定部により正常と判定された場合に、前記圧力センサで検出された圧力と前記温度センサで検出された温度とにより定まる実際の冷媒特性と、冷媒の物性値から得られる飽和圧力と飽和温度とにより定まる理論特性とを比較し、前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれているか否かを判定する第２判定部を有し、前記第２判定部は、前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれている場合には、冷媒特性に異常があると判定し、前記実際の冷媒特性が前記理論特性から所定値以上ずれていない場合には、冷媒特性は正常であると判定してもよい。
【０００８】
この構成によれば、ループ型サーモサイフォン内部における実際の冷媒特性と、冷媒の物性値から得られる理論特性とを比較することによって、冷媒の特性異常を検出することができる。
【０００９】
また、前記発熱体は、車両に搭載された電池であり、前記制御部は、前記車両のソーク中に前記シャット弁の開閉状態を切り替える制御を実行する際、前記第１判定部による判定処理を実施してもよい。
【００１０】
この構成によれば、車両のソーク中に実行される制御と並行して、ループ型サーモサイフォンの異常検出制御を行うことができる。
【００１１】
また、前記制御部は、前記車両のソーク中に、前記電池の温度バラツキを抑制するための制御を実行して前記シャット弁を閉じる際に、前記第１判定部による判定処理を実施してもよい。
【００１２】
この構成によれば、車両のソーク中に実行される温度バラツキの抑制制御と並行して、ループ型サーモサイフォンの異常検出制御を行うことができる。
【００１３】
また、前記制御部は、前記車両のソーク中に、前記車両の外気温が低いことによる前記電池の過冷却を抑制するための制御を実行して前記シャット弁を閉じる際に、前記第１判定部による判定処理を実施してもよい。
【００１４】
この構成によれば、車両のソーク中に実行される過冷却の抑制制御と並行して、ループ型サーモサイフォンの異常検出制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、気相と液相とに相変化する冷媒が自然循環する冷却システムについて、シャット弁の開閉に応じた圧力変化を監視することにより、ループ型サーモサイフォン内での冷媒の循環状態を正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態における冷却システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、冷却器と凝縮器との間で冷媒が自然循環する状態を示す模式図である。
【図３】図３は、ループ型サーモサイフォンの動作原理を説明するための図である。
【図４】図４は、シャット弁の開閉前後における圧力変化の一例を示す図である。
【図５】図５は、シャット弁の開閉状態に応じた温度と圧力との関係を示す図である。
【図６】図６は、異常検出制御フローの一例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】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における冷却システムについて具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、実施形態における冷却システムの概略構成を示す模式図である。図２は、冷却器と凝縮器との間で冷媒が自然循環する状態を示す模式図である。図３は、ループ型サーモサイフォンの動作原理を説明するための図である。なお、図２には、冷媒が循環する際の流れが矢印で示されている。
【００１９】
冷却システム１は、電池セル２を冷却対象とするものである。この冷却システム１は、液相と気相とに相変化する作動流体（冷媒）を利用して熱を輸送するループ型サーモサイフォン１０を備える。冷媒は、熱輸送媒体であり、気液変化する際に潜熱を利用して吸熱もしくは放熱するものである。ここでは、「液相の作動流体」を「液体冷媒」、「気相の作動流体」を「気体冷媒」と記載する。
【００２０】
電池セル２は、角型に構成されている。この電池セル２は電池パックを構成するものである。電池パックは、複数のバッテリモジュールにより構成されている。このバッテリモジュールは、複数の電池セル２が積層するように配置された構造を有する。このように、複数の電池セル２からなるバッテリモジュールでは、電池セル２間で温度のバラツキが発生する。
【００２１】
例えば、電池セル２は電動車両やプラグインハイブリッド車両に搭載される車載バッテリである。この場合、電池セル２には走行用モータに供給するための電力が蓄えられている。そして、車両が走行する際に、電池セル２から走行用モータに電力を供給する。また、充電スタンドなどの外部電源から充電する際には、外部電源から車載の電池セル２に電力が供給される。このように、放電時と充電時には、通電に伴って電池セル２で熱が発生する。この電池セル２の熱をループ型サーモサイフォン１０によって輸送し放熱する。
【００２２】
ループ型サーモサイフォン１０は、冷却器１１と、凝縮器１２と、気体冷媒が流通する気体配管１３と、液体冷媒が流通する液体配管１４と、を備える。ループ型サーモサイフォン１０では、閉ループ回路内に冷媒が封入されており、冷却器１１と凝縮器１２との間で冷媒を自然循環させることができる。冷却器１１の蒸気出口と凝縮器１２の蒸気入口とを繋ぐように気体配管１３が配管されている。凝縮器１２の液体出口と冷却器１１の液体入口とを繋ぐように液体配管１４が配管されている。
【００２３】
冷却器１１は、電池セル２で発生した熱を吸熱して液体冷媒を蒸発させるものである。すなわち、冷却器１１は、ループ型サーモサイフォン１０における蒸発器として機能する。冷却器１１の内部には液体冷媒が供給される。冷却器１１の外表面は電池セル２の表面に接触している。冷却器１１の内部に供給された液体冷媒は、電池セル２の熱を受け取って沸騰して蒸発する。図３に示すように、冷却器１１で液体冷媒が蒸発する際、蒸発に伴う潜熱の移動により、電池セル２から冷却器１１に熱が移動する。このように、冷却器１１は電池セル２の熱を吸熱して電池セル２を冷却する。
【００２４】
冷却器１１内部で気化した蒸気（気体冷媒）は蒸気出口から気体配管１３に流出する。そして、電池セル２で生じた熱が気体冷媒によって凝縮器１２に輸送される。電池セル２の熱は凝縮器１２で放熱される。
【００２５】
凝縮器１２は、冷却器１１よりも上方に配置され、冷却器１１で気化された気体冷媒を凝縮させるものである。例えば、凝縮器１２は、空冷式の放熱器であるラジエータにより構成される。ラジエータからなる凝縮器１２は、図３に示すように、気体冷媒と車両の外気との間で熱交換を行う。例えば、車両が走行中はラジエータに走行風が当たるため、気体冷媒を放熱させることができる。
【００２６】
気体配管１３と液体配管１４とは、冷媒配管として環状に形成されている。気体配管１３は、冷却器１１で気化された気体冷媒を凝縮器１２に流通させる配管である。液体配管１４は、凝縮器１２で液化された液体冷媒を冷却器１１に流通させる配管である。
【００２７】
気体配管１３は、下方側の端部が冷却器１１の蒸気出口に接続され、鉛直方向で上方に向けて延びている。気体配管１３の上方側の端部は凝縮器１２の蒸気入口に接続されている。気体配管１３内を凝縮器１２に向けて流通する気体冷媒は、鉛直方向の上方に向けて流れた後、凝縮器１２に到達する。
【００２８】
液体配管１４は、上方側の端部が凝縮器１２の液体出口に接続されている。この液体配管１４は、図３に示すように、凝縮器１２で液化した液体冷媒が自重（重力）で鉛直方向の下方に向けて流れるように、上方側の端部から鉛直方向に沿って下方に延在している。また、液体配管１４の下側の端部は冷却器１１の液体入口に接続されている。液体配管１４内を自重により鉛直方向で下方に流れた液体冷媒は、液体入口から冷却器１１に流入する。
【００２９】
また、液体配管１４には、液体配管１４を閉塞するシャット弁１５が設けられている。シャット弁１５は、開いた状態と閉じた状態とに切り替わる開閉弁である。シャット弁１５が開いた状態では、液体冷媒が液体配管１４を流通できるため、冷却器１１と凝縮器１２との間で冷媒が循環可能となる。一方、シャット弁１５が閉じた状態では、液体冷媒が液体配管１４を流通できないため、冷却器１１と凝縮器１２との間で冷媒が循環不可となる。このシャット弁１５は、電磁弁により構成されており、電子制御装置（以下、ＥＣＵという）２０によって制御される。なお、シャット弁１５の開状態を「ＯＰＥＮ」、シャット弁１５の閉状態を「ＣＬＯＳＥ」と記載する場合がある。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵと、各種プログラム等のデータが格納された記憶部と、電池セル２の温度を制御するための各種の演算を行う演算処理部と、を備える。ＥＣＵ２０には各種のセンサからの信号が入力される。図１に示すように、冷却システム１は、冷却器１１内での冷媒の温度を検出する第１温度センサ３１と、凝縮器１２内での冷媒の温度を検出する第２温度センサ３２と、気体配管１３内での気体冷媒の圧力を検出する圧力センサ３３とを備える。ＥＣＵ２０には、第１温度センサ３１、第２温度センサ３２、圧力センサ３３とからの信号が入力される。第１温度センサ３１は、冷却器１１内の冷媒（液体、気体を問わず）の代表温度を計測することが可能な場所に設けられている。第２温度センサ３２は、凝縮器１２内の冷媒（液体、気体を問わず）の代表温度を計測することが可能な場所に設けられている。さらに、ＥＣＵ２０には、電池セル２の温度を検出する電池温度センサ（不図示）、外気の温度を検出する外気温度センサ（不図示）等からの信号が入力されてもよい。電池温度センサは、電池セル２の表面に取り付けられ、電池温度を検出する。なお、この説明では、電池セル２の温度を「電池温度」と記載する場合がある。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、第１温度センサ３１と第２温度センサ３２と圧力センサ３３とからの入力信号に基づいて、冷却システム１の異常を検出するための制御である異常検出制御を実行する。ＥＣＵ２０は、異常検出制御として、冷媒が正常に循環していないことを検出するための制御（循環状態判別制御）と、冷媒自体に異常が発生していることを検出するための制御（冷媒状態判別制御）とを実行する。
【００３２】
循環状態判別制御では、第１温度センサ３１により検出された冷媒温度と、第２温度センサ３２により検出された冷媒温度と、圧力センサ３３により検出された冷媒圧力とを用いて、ループ型サーモサイフォン１０の内部で冷媒が正常に循環しているか否かを判定する。循環状態判別制御は、ループ型サーモサイフォン１０の特性に着目した制御である。まず、ループ型サーモサイフォン１０の特性として、冷却器１１での冷媒温度と凝縮器１２での冷媒温度とに差がある場合には、この温度差に応じた圧力差が、ループ型サーモサイフォン１０内に発生する。この場合、シャット弁１５が開いた状態では、この温度差に伴う圧力差によって冷媒が自然循環する。そして、冷媒が自然循環している状態でのループ型サーモサイフォン１０の内圧は、シャット弁１５を閉じて閉空間相当（液体配管１４を閉塞）にした状態でのループ型サーモサイフォン１０の内圧とは異なる値となる。
【００３３】
そこで、シャット弁１５を開状態から閉状態に切り替えて、その際に発生する圧力変化を圧力センサ３３によって検出する。そして、検出した圧力が所定値以上に上昇した場合には、ループ型サーモサイフォン１０内を冷媒が正常に循環していると判断する。一方、検出した圧力が所定値よりも低い場合には、ループ型サーモサイフォン１０内で冷媒が正常に循環していない状態（循環異常）と判断する。
【００３４】
図４に示すように、同じ温度で比較した場合、シャット弁１５が開いた状態の冷媒圧力は、シャット弁１５が閉じた状態の冷媒圧力よりも低い。例えば、同じ温度での圧力差は数十ｋＰａとなる。これは、ループ型サーモサイフォン１０において、シャット弁１５を閉じて閉空間相当にした際の内圧が、冷媒が循環している際の内圧よりも高いことを表している。そのため、図５に示すように、シャット弁１５を閉じた状態から開いた状態に切り替えた場合（時刻ｔ１）、凝縮器１２の前に位置する気体配管１３内の圧力、すなわち気体冷媒の圧力は、シャット弁１５の開閉前後で急激に低下する。そして、シャット弁１５が開いた状態では、理論飽和状態よりも低い圧力となる。なお、図４には示さないが、理論飽和状態における圧力（理論飽和圧力）と温度（理論飽和温度）との関係は、比例関係になる。理論飽和状態では、温度が上昇するに連れて比例的（直線的）に圧力が上昇する。また、シャット弁１５が閉じた状態の冷媒圧力は、シャット弁１５が開いた状態の冷媒圧力よりも理論飽和状態に近い圧力となる。さらに、シャット弁１５を開いた状態では冷媒が流れるため、シャット弁１５を開いた状態の冷媒圧力は、シャット弁１５を閉じた状態の冷媒圧力よりも乱れる（比例的な変化からのずれが大きくなる）。
【００３５】
冷媒状態判別制御は、ループ型サーモサイフォン１０内に異物が混入している冷媒異常（異物混入）や、ループ型サーモサイフォン１０内に封入されていた冷媒が外部に漏れてしまった冷媒異常（冷媒抜け）を検出するための制御である。この冷媒状態判別制御では、シャット弁１５を閉じてループ型サーモサイフォン１０内を閉空間相当にした状態において、センサで計測した実測値に基づいた実際の冷媒特性と、冷媒の物性値に基づいた理論値である理論特性とを比較することによって、冷媒特性の異常を検出する。理論値は、冷媒の物性値から得られる理論飽和圧力と理論飽和温度とである。すなわち、理論値とは冷媒の物性値のことである。理論的に物性値から得られる飽和圧力および飽和温度は、閉空間に飽和状態で冷媒を封入した際の圧力なので、シャット弁１５を閉じて冷媒配管を閉塞させた場合に相当する。
【００３６】
そこで、ＥＣＵ２０は、圧力と温度との関係を示す冷媒の特性について、実測値と理論値（物性値）とを比較し、実測値が理論値から大きくずれている場合には、ループ型サーモサイフォン１０で冷媒の異常が発生していると判断する。
【００３７】
また、ＥＣＵ２０は、電池温度センサにより検出した電池セル２の温度に基づいて、シャット弁１５の開閉を制御して、電池温度を最適な温度に調整する。ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０によってバッテリモジュールの温度を最適な温度に調整する温度制御を実行する。温度制御には、車両のソーク中に複数の電池セル２間での温度のバラツキを抑制するための制御や、車両のソーク中に外気温が低いことによる電池セル２の過冷却を抑制するための制御が含まれる。
【００３８】
冷却システム１を搭載した車両は、イグニッションスイッチを備えている。イグニッションスイッチは、ユーザによる車両の駆動システムの起動操作（イグニッションオン操作）および駆動システムの停止操作（イグニッションオフ操作）を受け付ける。この説明では、イグニッションオン操作を「ＩＧ−ＯＮ」と記載し、イグニッションオフ操作を「ＩＧ−ＯＦＦ」と記載する場合がある。ＩＧ−ＯＮした場合、ＩＧ−ＯＮ信号がイグニッションスイッチからＥＣＵ２０に出力される。ＩＧ−ＯＦＦした場合、ＩＧ−ＯＦＦ信号がイグニッションスイッチからＥＣＵ２０に出力される。なお、イグニッションスイッチはスタートスイッチまたはイグニッションキーのいずれであってもよい。
【００３９】
ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチからＩＧ−ＯＦＦ信号が入力された場合には、車両のソーク時であると判断する。車両のソーク中とは、車両が走行するための電力を電池セル２から出力する放電状態、および停車中に外部電源からの充電状態とはならない状況であることを表す。電池セル２について電力の授受が発生しない状態を、車両のソーク中と表現することができる。
【００４０】
図６は、異常検出制御フローを示すフローチャートである。図６に示す制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、冷却システム１の異常検出時期となる電池パックの使用時間であるか否かを判定する(ステップＳ１)。ＥＣＵ２０の記憶部には、冷却システム１のループ型サーモサイフォン１０に異常が発生しているか否かを検出するタイミングである異常検出時期情報が記憶されている。異常検出時期情報には、電池パックの使用時間や、車両の走行距離などが含まれる。ステップＳ１では、冷却システム１の異常検出時期であるか否かが判定される。
【００４２】
冷却システム１の異常検出時期ではない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。
【００４３】
冷却システム１の異常検出時期である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、凝縮器１２内の冷媒温度と冷却器１１内の冷媒温度とに温度差があるか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、第１温度センサ３１より検出された冷却器１１内の冷媒温度と、第２温度センサ３２により検出された凝縮器１２内の冷媒温度とについて温度差を算出する。この場合、凝縮器１２内の冷媒温度は、冷却器１１内の冷媒温度よりも低い。なお、第１温度センサ３１により検出される冷媒温度は、冷却器１１内の冷媒の代表温度である。同様に、第２温度センサ３２により検出される冷媒温度は、凝縮器１２内の冷媒の代表温度である。
【００４４】
凝縮器１２内の冷媒温度と冷却器１１内の冷媒温度とに温度差がない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。
【００４５】
凝縮器１２内の冷媒温度と冷却器１１内の冷媒温度とに温度差がある場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、他の制御によるシャット弁１５の駆動要求があるか否かを判定する（ステップＳ３）。シャット弁１５の駆動要求は、シャット弁１５が開状態から閉状態に切り替わる場合、またはシャット弁１５が閉状態から開状態に切り替わる場合のどちらでもよい。
【００４６】
ステップＳ３における他の制御は、異常検出とは異なる目的で実行される制御である。例えば、他の制御として、車両のソーク中に電池温度のバラツキを抑制する目的、または電池全体の温度を低下させる目的で、シャット弁１５の開閉を切り替える制御が挙げられる。また、他の制御として、外気温が低い場合に電池の過冷却を防止する目的で、シャット弁１５を開状態から閉状態に切り替える制御が挙げられる。
【００４７】
他の制御によるシャット弁１５の駆動要求がない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。
【００４８】
他の制御によるシャット弁１５の駆動要求がある場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、シャット弁１５の開閉状態を切り替える制御を実行し、シャット弁１５を駆動させる（ステップＳ４）。シャット弁１５が閉じていた場合には、ステップＳ４では、シャット弁１５を開く制御が実行される。シャット弁１５が開いていた場合には、ステップＳ４では、シャット弁１５を閉じる制御が実行される。この際、電磁弁より構成されたシャット弁１５には、ＥＣＵ２０から開閉状態を切り替える指令信号が出力される。
【００４９】
ＥＣＵ２０は、シャット弁１５の開閉前後で、ループ型サーモサイフォン１０の内圧（冷媒圧力）が変化したか否かを判定する（ステップＳ５）。シャット弁１５が開状態から閉状態に切り替わった場合には、ステップＳ５では、ループ型サーモサイフォン１０の内圧が上昇したか否かが判定される。シャット弁１５が閉状態から開状態に切り替わった場合には、ステップＳ５では、ループ型サーモサイフォン１０の内圧（冷媒圧力）が下降したか否かが判定される。また、ステップＳ５で用いる内圧は、気体配管１３に設けられた圧力センサ３３により計測した気体冷媒の圧力である。なお、「ループ型サーモサイフォン１０の内圧」を「ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒圧力」と記載する場合がある。また、ＥＣＵ２０は、ステップＳ５の判定処理を実施する第１判定部を有する。
【００５０】
さらに、ステップＳ５では、圧力変化の有無だけでなく、シャット弁１５が駆動後の冷媒圧力に基づいた判定処理を行うこともできる。例えば、シャット弁１５が開状態から閉状態に切り替わった場合、ステップＳ５では、シャット弁１５を閉じた後の冷媒圧力が第１所定値以上まで上昇したか否かが判定される。この冷媒圧力が第１所定値以上である場合には、ステップＳ５で肯定的に判定される。一方、シャット弁１５を閉状態から開状態に切り替わった場合、ステップＳ５では、シャット弁１５を閉じた後の冷媒圧力が第２所定値以下まで低下したか否かが判定される。この冷媒圧力が第２所定値以下である場合、ステップＳ５で肯定的に判定される。
【００５１】
シャット弁１５の開閉前後で、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒圧力が変化していない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、冷却システム１の異常と判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６では、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒が正常に循環していない状態、すなわち循環異常と判断される。ステップＳ６が実施されることにより、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の循環状態が異常であることを検出できる。ステップＳ６を実施すると、この制御ルーチンは終了する。
【００５２】
一方、シャット弁１５の開閉前後で、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒圧力が変化した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒は正常に循環していると判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７が実施されることにより、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の循環状態が正常であることを検出できる。上述したステップＳ１〜Ｓ７までの処理が、ループ型サーモサイフォン１０での循環異常を検出するための制御（循環状態判別制御）に含まれる。
【００５３】
さらに、ＥＣＵ２０は、シャット弁１５が現在閉じているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００５４】
シャット弁１５が現在開いている場合(ステップＳ８：Ｎｏ)、この制御ルーチンは終了する。
【００５５】
シャット弁１５が現在閉じている場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒圧力と冷媒温度とにより定まる実際の特性を、理論飽和圧力と理論飽和温度とにより定まる理論特性と比較する（ステップＳ９）。ステップＳ９では、センサ値から得られる実際の冷媒特性（圧力と温度との特性）と、冷媒の物性値から得られる理論特性（圧力と温度との特性）とを比較する。
【００５６】
具体的には、ＥＣＵ２０は、圧力センサ３３で計測した気体配管１３内の冷媒圧力（気体冷媒の圧力）と、第１温度センサ３１で計測した冷却器１１内の冷媒温度とに基づいて、ループ型サーモサイフォン１０における実際の冷媒特性を求める。ＥＣＵ２０は、いくつかの状態で計測した冷媒圧力および冷媒温度をプロットして、実際の飽和圧力および飽和温度に基づく特性データ（実際の特性）を作成するように構成されている。この作成した特性データを実際の特性として比較処理に用いることができる。一方、理論特性は、冷媒の物性値により決まる値である。冷却器１１内の冷媒は、基本的に飽和状態となっている。そのため、冷媒の物性値として決まる飽和圧力と飽和温度は一義的に定まる。
【００５７】
さらに、ステップＳ９では、理論特性からのずれの有無だけでなく、実際の冷媒特性（実測値）が理論特性（理論値）から所定値以上ずれているか否かを判定することもできる。ここで用いる所定値は、予め設定された値である。また、上述した図３に示すように、ループ型サーモサイフォン１０で冷媒が自然循環する原理は、冷却器１１と凝縮器１２との冷媒の温度差に伴う冷媒の圧力差に加え、凝縮された液体冷媒が液体配管１４内を自重（重力）により鉛直方向下方に流れることを含む。そのため、冷媒が循環している状態でのループ型サーモサイフォン１０の内圧は、物性値から得られる理論飽和圧力と理論飽和温度とは若干異なる値に収束することになる。これを考慮して、ＥＣＵ２０では、実際の冷媒の特性について、理論特性からのずれ量が大きいか否かを判定する。
【００５８】
ＥＣＵ２０は、計測した冷媒圧力と冷媒温度とにより定まる実際の冷媒特性が理論特性から所定値以上ずれているか否かを判定する（ステップＳ１０）。また、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０の判定処理を実施する第２判定部を有する。
【００５９】
例えば、仮にループ型サーモサイフォン１０内に異物が混入していた場合、冷媒の流路が狭くなり、冷媒が循環している状態の内圧が正常時よりも高くなる。そのため、異物混入による異常状態では、シャット弁１５を閉じた状態から開いた状態に切り替えた際、圧力の降下量が正常時よりも小さくなる。このように、正常時の理論特性からずれた圧力変化が発生する。ステップＳ１０では、このような正常状態からの乖離（ずれ）を判別する。
【００６０】
また、仮にループ型サーモサイフォン１０から冷媒が外部に漏れていた場合、全ての冷媒が外部に漏れていると、そもそも冷媒が循環していないことになる。そのため、冷媒抜けによる異常状態では、シャット弁１５を閉じた状態から開いた状態に切り替えた際、圧力変化が起きない。このように、正常時の理論特性からずれた圧力変化が発生する。ステップＳ１０では、このような正常状態からの乖離（ずれ）を判別する。
【００６１】
計測した冷媒圧力と冷媒温度とにより定まる実際の冷媒特性が理論特性から所定値以上ずれている場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒特性は異常であると判断する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１が実施されることにより、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内で冷媒特性の異常が発生していることを検出できる。ステップＳ１１を実施すると、この制御ルーチンは終了する。
【００６２】
計測した冷媒圧力と冷媒温度とにより定まる実際の冷媒特性が理論特性から所定値以上ずれていない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒特性は正常であると判断する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２が実施されることにより、ＥＣＵ２０は、ループ型サーモサイフォン１０内の冷媒特性が正常であることを検出できる。ステップＳ１２を実施すると、この制御ルーチンは終了する。
【００６３】
以上説明した通り、実施形態によれば、冷却器１１での冷媒温度と凝縮器１２での冷媒温度とに差がある状態で、シャット弁１５の開閉状態を切り替えて、その際の冷媒圧力の変化を監視することによって、ループ型サーモサイフォン１０の異常を検出することができる。これにより、簡素な構成で、ループ型サーモサイフォン１０内での循環状態と、冷媒特性とが正常状態であるか異常状態であるかを判別することができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態の変形例として、シャット弁１５は、気体配管１３に設けられてもよい。つまり、ループ型サーモサイフォン１０では、気体配管１３または液体配管１４にシャット弁１５が設けられていればよい。
【００６５】
また、上述した図６に示す制御では、他の制御によるシャット弁１５の駆動要求の有無を判定していたが、ステップＳ３とステップＳ４の処理は実施されてなくてもよい。つまり、ステップＳ２で肯定的に判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、制御ルーチンはステップＳ５に進むように構成されてもよい。すなわち、他の制御によるシャット弁１５の駆動要求と並行した制御ではなく、他の制御とは独立して実行される異常検出制御であってもよい。
【００６６】
さらに、ステップＳ３，Ｓ４を実施しない場合には、ステップＳ１において、車両がソーク中であるか否かを判定するように構成されてもよい。つまり、ステップＳ１の異常検出時期であることに、車両のソーク中を含めることができる。
【００６７】
さらに、ステップＳ５では、圧力変化の有無だけでなく、シャット弁１５の開閉前後での圧力の変化量が所定値以上であるか否かを判定することもできる。例えば、シャット弁１５が開状態から閉状態に切り替わった場合、ステップＳ５では、冷媒圧力の上昇量が所定値以上であるか否かが判定される。シャット弁１５を閉状態から開状態に切り替わった場合、ステップＳ５では、冷媒圧力の下降量が所定値以上であるか否かが判定される。なお、ここで記載した上昇量、下降量、所定値は、絶対値を表している。
【符号の説明】
【００６８】
１  冷却システム
２  電池セル
１０  ループ型サーモサイフォン
１１  冷却器
１２  凝縮器
１３  気体配管
１４  液体配管
１５  シャット弁
２０  電子制御装置（ＥＣＵ）
３１  第１温度センサ
３２  第２温度センサ
３３  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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