(57)【要約】【課題】低温環境下で水が凍結する可能性がある場合に当該凍結を回避する。【解決手段】車両用水噴射型冷却装置は、水を貯留する水貯留部と、該水貯留部の水を熱交換器に対して噴射する水噴射部と、水の凍結可能性を判断する凍結判断部と、該凍結判断部が凍結の可能性有と判断した場合、水貯留部の水が枯渇するまで水噴射部から噴射させる水噴射部制御装置と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用水噴射型冷却装置であって、
水を貯留する水貯留部と、
該水貯留部の水を熱交換器に対して噴射する水噴射部と、
水の凍結可能性を判断する凍結判断部と、
該凍結判断部が凍結の可能性有と判断した場合、前記水貯留部の水が枯渇するまで前記水噴射部から噴射させる水噴射部制御装置と、
を有することを特徴とする車両用水噴射型冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用水噴射型冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載した車両等において、貯水している水をラジエーターなどの冷却機器に噴射し、冷却性能を向上させるようにした車両用の水噴射型冷却装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１２７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、燃料電池の冷却性能向上に用いる水は、燃料電池から回収した生成水やユーザーが補給した水などであることから、ウォッシャー液やＬＬＣなどとは異なり、低温環境下で凍結するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、低温環境下で水が凍結する可能性がある場合に当該凍結を回避することができる車両用水噴射型冷却装置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】
かかる課題を解決するべく、本発明は、車両用水噴射型冷却装置であって、
水を貯留する水貯留部と、
該水貯留部の水を熱交換器に対して噴射する水噴射部と、
水の凍結可能性を判断する凍結判断部と、
該凍結判断部が凍結の可能性有と判断した場合、前記水貯留部の水が枯渇するまで前記水噴射部から噴射させる水噴射部制御装置と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低温環境下で水が凍結する可能性がある場合に当該凍結を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（Ａ）ＦＣ（燃料電池）水温、（Ｂ）ラジエーター水温、（Ｃ）ロータリーバルブ（ＲＶ）開度、（Ｄ）水噴射タイミング、（Ｅ）水位センサーのオンオフのタイミング、および（Ｆ）枯渇要求判定の各要素の時間経過の例を示すグラフである。
【図２】燃料電池の冷却水回路のロータリーバルブを開いたときと閉じたときの流れを示す図である。
【図３】車両用水噴射型冷却装置における処理例を示すフローチャートである。
【図４】水を枯渇させるサイクル中に車両走行終了信号が入ったときの処理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】
【０００９】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１〜図４に、車両用水噴射型冷却装置の一実施形態を示す。特に図示していないが、本実施形態では、燃料電池車に車両用水噴射型冷却装置を適用した場合の一例を説明する。
【００１１】
車両用水噴射型冷却装置の貯留水が例えば燃料電池の生成水である場合、純粋な水であり不凍液のようなものではないことから、不凍液のようなものを使っている場合と比較してより凍りやすい。本実施形態では、燃料電池の冷却性能を向上させるため、ラジエーターインタークーラーなど冷却機器に水を噴射する構成の車両用水噴射型冷却装置において、水の凍結が懸念されるときは水を枯渇させる。また、低温環境下では、外気温度との温度差により放熱能力が増加し、水噴射を使用しなくても冷却性能が成立するときには、水噴射型冷却装置内の水を枯渇させる。
【００１２】
車両用水噴射型冷却装置における処理フローの例を以下に示す（図３参照）。
【００１３】
水の凍結懸念の判定は、燃料電池の「冬判定」、すなわち残水が凍結する可能性のある状況下での判定モードを用いて行う。枯渇要求がなければ（ステップＳＰ１にてＮＯ）、通常走行をする（ステップＳＰ１２）。枯渇要求があれば（ステップＳＰ１にてＹＥＳ）、ステップＳＰ２に進む。
【００１４】
ステップＳＰ２では、ラジエーターの水温が０℃以上あるかどうか判定する。０℃以上でなければ（ステップＳＰ２にてＮＯ）、通常走行をする（ステップＳＰ１２）。０℃以上である場合は（ステップＳＰ２にてＹＥＳ）、ステップＳＰ３に進む。
【００１５】
ステップＳＰ３では、ロータリーバルブ（ＲＶ）が開いているかどうか判定する。開いていなければ（ステップＳＰ３にてＮＯ）、通常走行をする（ステップＳＰ１２）。ＲＶが閉の時には、ラジエーターの水温は低下しやすく蒸発能力が低下して蒸発できずに地面などに残留するおそれがあるので、実行しない（図１（Ｃ）の※１参照）。開いている場合は（ステップＳＰ３にてＹＥＳ）、ステップＳＰ４に進む。
【００１６】
ステップＳＰ４では、当該車両が走行しているか（車速ありか）どうか判定する。車速がある場合、水噴射を開始する（ステップＳＰ５）。
【００１７】
なお、上記処理フローの内容から明らかなように、ＲＶが開でも、水温が０℃以下の時には、ラジエーターで凍結するおそれがあるので、水噴射は実行しない（図１（Ｄ）の※２参照）。
【００１８】
水噴射開始後、水位センサーがＯＮかどうか判定する（ステップＳＰ６）。ＯＮでなければ、噴射を所定時間継続し（ステップＳＰ１０）、噴射完了後（ステップＳＰ１１）、通常走行モードとする（ステップＳＰ１２）。その後、車両の走行が終了したら（ステップＳＰ１３にてＹＥＳ）、一連の処理を終え、車両の走行が終了していなければ（ステップＳＰ１３にてＮＯ）、ステップＳＰ１に戻る。
【００１９】
また、水位センサーがＯＮで（ステップＳＰ６にてＹＥＳ）、ポンプ推定温度が所定値以下でない場合（ステップＳＰ７にてＮＯ）、ポインプ推定温度が所定値以下となるまで、噴射を停止し（ステップＳＰ８）、ポンプ温度を推定する（ステップＳＰ９）。ポンプ推定温度が所定値以下の場合（ステップＳＰ７にてＹＥＳ）、ステップＳＰ１に戻る。
【００２０】
また、上記処理フローにおいて、以下の処理を行うことができる。
【００２１】
上記において、水の凍結懸念の判定は、車両の走行履歴ありの外気温度検出値の最小値を採用し、現行車両における所定の温度以下であるときに判定することができる。走行履歴ありとは、一定の車速値以上を継続した状態が成立したときのことをいう。
【００２２】
上記において、ラジエーターの水温が所定値以上である状態が継続したときには、凍結判定を遅延させ、その一方で、ラジエーター水温が所定値以下である状態が継続した場合に、凍結判定の遅延を解除することができる。なお、凍結のおそれがあっても高負荷が継続した履歴（ラジエーターの水温が高い状態の継続）があれば、水の枯渇実行を延期して、水を保持した状態を継続する。
【００２３】
上記において、走行履歴ありの外気温度から水噴射タンク内の温度を推定し、水が凍結する前の停車中ウェークアップ時に水を枯渇させることができる。通常は走行中にラジエーターにて噴射して水を枯渇させるが、急激に外気温が低下するなど凍結のおそれがあるときには、ウェークアップ時に水を枯渇させる。
【００２４】
上記において、停車中のウェークアップ時に、水位センサーにて水の残量を検出し、現在のラジエーターの水流と温度低下を推定し、停車中にラジエーターで蒸発できる量を噴射することができる。これによれば、噴射した水の蒸発しない残量が、地面などに残って凍結することを抑制できる。
【００２５】
上記において、タンクに水位センサーを用いて、水の枯渇は、冷却機器に噴射して水位センサーが所定値以下になるまで噴射することができる。また、水位センサーが所定値以下になってから、水噴射のシステム内の残留量を推定し、システム内の水の残留量がなくなるまで継続することができる（図１（Ｅ）の※３参照）。
【００２６】
上記において、凍結の懸念がないときに、水の枯渇をユーザーに通知する構成を有していてもよい。この場合、水の凍結懸念の判定をして、枯渇させたときにはユーザーへの通知を実行しない処理とすることもできる。
【００２７】
続いて、水を枯渇させるサイクル中に車両走行終了信号が入ったときの処理フローの一例を図４に示す。
【００２８】
ステップＳＰ１〜ステップＳＰ１３の処理は図３に示したフローと同様であるが、車両の走行が終了した場合は図４に示す処理フロー（ステップＳＰ２１〜ステップＳＰ２９）に従い処理を進める。
【００２９】
また、上記処理フローにおいて、以下の処理を行うことができる。
【００３０】
上記において、水を枯渇させる際、冷却機器に噴射するタイミングは、燃料電池のロータリーバルブが開状態にあり、ラジエーターで冷却しているとき、とすることができる。これによれば、ラジエーターに、冷却する温度（０℃以上）の冷却水が流れていて、ラジエーターに噴射した水を蒸発させ、凍結することを抑制することができる。
【００３１】
上記において、水を枯渇させる際、冷却機器に噴射継続する時間は、ポンプ昇温時間より推定して所定の時間以下に制限し、ポンプ推定温度が所定値以下になったら噴射を再開することができる。
【００３２】
また、車速がないとき（車速Ｖ＝０）には、枯渇要求があって、ラジエーターの水温が所定値以上であり、ロータリーバルブ（ＲＶ）が開であっても、枯渇のために水噴射を実行しなくてもよい（禁止してもよい）。この場合は、車両がすぐ走行することが予想され、装置が凍結する可能性が低い。一方で、水の噴射により道路を凍結させる可能性がある。
【００３３】
ただし、ＩＧオフにより車両を停止したときに水の残量があれば、停車時のラジエーターの水温と、外気温度よりラジエーターで蒸発できる分の水を噴射させることとしてもよい。
【００３４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、燃料電池車などの車両における水噴射型の冷却装置に適用して好適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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