JP4447390B2 - 車両用発熱機器の冷却方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両用発熱機器の冷却方法に関するものである。

ハイブリッド車両や前記電気自動車等の電動モータを搭載した車両では、前記電動モータの駆動・回生作動、つまり前記モータとバッテリとの電力の授受をパワードライブユニット（インバータ）を介して行っているものがある。このインバータは主に半導体などの部品で構成されており、前記電動モータの作動時、つまり通電状態で発熱することが知られている。前記電動モータでは更なる出力増加が要望され、前記電動モータの占有スペースと共に前記インバータの発熱量が増加する傾向にあるため、一般に専用の冷却装置を追加して前記インバータの冷却性能を向上させている。
しかし、このように前記インバータ等の発熱機器に対して専用の冷却装置を設けた場合には、専用配管、ラジエータ及び電動ウォータポンプ等を配置する必要があり、設置スペースと部品点数の面で不利となる。そのため、前記発熱機器を冷却する方法として、前記発熱機器専用の冷却装置を設けずに空調装置の出口ダクト近傍に扉を設けて空調風を発熱機器まで導き前記発熱機器を冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平０８−４００８８号公報

しかしながら、上述した冷却装置では、インバータ等の発熱機器を冷却しようとすると車室内へ送給される風量が相対的に低下してしまう。そのため、車室内への風量を確保するべく送風機の作動回転数を増加させると、静粛性が損なわれるという問題がある。
また、静粛性を維持したまま風量を確保するために前記送風機を大型化する方法があるが、送風機の設置スペースとコストが増加する問題がある。

そこで、この発明は、静粛性を維持し、設置スペースとコストの低減を図り、車室内の冷却性能を損なうことなく発熱機器の冷却性能を向上させる車両用発熱機器の冷却方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、少なくともエンジン（例えば、実施の形態におけるエンジンＥ）により駆動するコンプレッサ（例えば、実施の形態におけるハイブリッド型コンプレッサ１７）で冷媒を送給する空調用冷凍サイクル（例えば、実施の形態における冷凍サイクル２９）と送風機と、被駆動手段（例えば、実施の形態におけるモータＭ）を駆動する際に発熱する発熱機器（例えば、実施の形態におけるパワードライブユニット４）を前記空調用冷凍サイクルの蒸発器（例えば、実施の形態における蒸発器２８）に当接して設けた車両用発熱機器の冷却装置を用いた冷却方法であり、風量スイッチ（例えば、実施の形態における風量スイッチｓ２）がオンで且つ空調スイッチ（例えば、実施の形態における空調スイッチｓ１）がオフの時に発熱機器の温度が所定の上限温度を上回ると強制的に空調用冷凍サイクルによる冷却を行い、前記風量スイッチがオフの時に発熱機器の温度が所定の温度よりも高いと判定されると送風機によって前記発熱機器を冷却し、さらに送風機だけでは発熱機器の温度が低減しない場合にはコンプレッサを駆動させて空調用冷凍サイクルによって前記発熱機器を冷却し、前記空調用冷凍サイクルによる冷却は、コンプレッサの駆動効率に基づいて行い、前記送風機による冷却は車速又はエンジン回転数に基づいて行うことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記送風機のみで発熱機器を冷却する場合には車室内外の内、温度の低い方から空気の導入を行うことを特徴とする。
このように構成することで、導入空気の冷却効率を向上することができる。

請求項１に記載した発明によれば、発熱機器の発熱状態に応じて冷却方法を切り替えることで、効率よく発熱機器の冷却を行い発熱機器にかかる負担を軽減することができるため、発熱機器の信頼性を向上させつつ燃費を向上することができる効果がある。

また、乗員の空調操作の如何に関わらず前記発熱機器を冷却することができるため、乗員の負担を軽減することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、導入空気の冷却効率を向上することができるため、燃費向上を図ることができる効果がある。

以下、この発明の第一の実施の形態を図１から図９に基づいて説明する。
図１において、１はハイブリッド車両を示し、このハイブリッド車両１にはエンジンＥとこのエンジンＥの駆動力を補助するモータＭが設けられている。前記エンジンＥはいわゆる直列４気筒型のものであり、この一端には前記モータＭが変速装置であるトランスミッションＴとエンジンＥとの間に挟み込まれて設けられている。
ここで、前記エンジンＥとモータＭとの駆動力は、前記トランスミッションＴとドライブシャフト２とを介して車輪Ｗに伝達されている。また、前記モータＭは前記エンジンＥの駆動力を補助するだけではなく減速時等に回生作動を行う。

前記モータＭの駆動及び回生作動は制御装置（ＥＣＵ）３からの制御指令を受けて発熱機器であるパワードライブユニット（ＰＤＵ）４により行われる。このパワードライブユニット４には、前記モータＭと電気エネルギの授受を行う高圧系のバッテリ（ＢＡＴ）５が接続されている。
さらに、ハイブリッド車両１には各種補機類を駆動するための１２ボルトの補助バッテリ（１２ＢＡＴ）６が搭載されている。この補助バッテリ６は前記バッテリ５にＤＣ/ＤＣコンバータである降圧型コンバータ（ＤＶ）７を介して接続されている。さらに、この補助バッテリ６は前記制御装置３の電源スイッチ８を介して制御装置３に接続されている。前記制御装置３には空調装置の空調スイッチｓ１と風量スイッチｓ２とが接続されている。
ここで、前記降圧型コンバータ７は高圧系のバッテリ５の電圧を降圧して補助バッテリ６を充電する。尚、前記制御装置３には車速センサ、エンジン回転数センサ、電流センサ等の各種センサが接続されている。

前記エンジンＥの他端には、伝達装置９が設けられている。この伝達装置９は、後述するエンジン駆動圧縮機１０（第一のコンプレッサ）を前記エンジンＥと連動させるためのものであり、エンジンＥ側に回転軸１１を介して設けられたプーリ１２と、エンジン駆動圧縮機１０側に回転軸１３と電磁クラッチ１４とを介して設けられたプーリ１５と、これらプーリ１２，１５を連動させるベルト１６とから構成されている。
前記電磁クラッチ１４には前記制御装置３の制御指令に基づいて作動する図示しないアクチュエータが接続され、このアクチュエータを作動させて前記電磁クラッチ１４の接続・切断を行っている。

前記エンジン駆動圧縮機１０はコンプレッサユニット（以下、ハイブリッド型コンプレッサという。）１７の一部を構成するものである。このハイブリッド型コンプレッサ１７は、いわゆる冷凍サイクルで気化した冷媒を圧送するものであり、前記エンジン駆動圧縮機（ＥＣ）１０の他に第二のコンプレッサであるモータ駆動圧縮機（ＭＣ）１８（第二のコンプレッサ）を備えている。具体的には、前記ハイブリッド型コンプレッサ１７は、ハイブリッド車両１がアイドル停止（エンジン停止）した際に、エアコン等の駆動を確保するためエンジンＥにより駆動するエンジン駆動圧縮機１０と電動モータであるＤＣモータ１９により駆動するモータ駆動圧縮機１８とを合体させて入出力ポートを共用したコンプレッサである。したがって、エンジンＥとＤＣモータ１９の何れでも駆動できるという点で「ハイブリッド」という用語を用いている。

前記モータ駆動圧縮機１８は回転軸２０と電磁クラッチ２１とを介してこの駆動源であるＤＣモータ（ＤＣＭ）１９に接続されている。ここで、電磁クラッチ２１は前述の電磁クラッチ１４と同様に制御装置３により接続と切断が制御されるものである。

前記ＤＣモータ１９には、前記バッテリ５がコンプレッサ用インバータ（ＣＩＮＶ）２２を介して接続されている。このコンプレッサ用インバータ２２は、前記ＤＣモータ１９を駆動するためのものであり、前記制御装置３に接続されている。そして、この制御装置３には、前記コンプレッサ用インバータ２２やパワードライブユニット４等に設けられた図示しない温度センサからの温度情報が入力されている。ここで、前記補助バッテリ６から前記ＤＣモータ１９に供給される電力を前記コンプレッサ用インバータ２２で制御することで前記モータ駆動圧縮機１８を駆動制御することが可能となる。

前記ハイブリッド型コンプレッサ１７は、配管２３に冷媒を圧送するためのもので、ＯＵＴ側ポート２４ａには凝縮器２５が接続されている。この凝縮器２５は気化した冷媒を液体に戻すいわゆる液化を行うためのものである。前記凝縮器２５の下流側には受液器２６が接続され、この受液器２６の下流側には冷媒を液体から霧化する膨張弁２７を介して蒸発器２８が接続されている。そして、この蒸発器２８の下流側には前記ハイブリッド型コンプレッサ１７のＩＮ側ポート２４ｂが接続されている。前記膨張弁２７は、ここで霧化された冷媒が冷媒配管に付着することなく前記蒸発器２８内に送給されるように前記蒸発器２８の直近に配置されている。

前記蒸発器２８は霧化された前記冷媒を気化させることで、この周囲の空気又は発熱機器の熱を奪うものであり、導入通路３０に配置されている。すなわち、前記ハイブリッド型コンプレッサ１７と凝縮器２５と受液器２６と膨張弁２７と蒸発器２８とで熱交換器である冷凍サイクル（空調用冷凍サイクル）２９を構成している。
そして、前記蒸発器２８の下面には発熱機器であるパワードライブユニット４が密着して設けられている。

前記導入通路３０の前記蒸発器２８上流側には、前記制御装置３からの制御指令を受けて前記蒸発器２８に向けて導入空気を送るブロア（送風機）３１が配設されている。前記蒸発器２８の下流側には、前記蒸発器２８を介して冷却された導入空気をエンジンＥの熱によって加温するヒータコア３２が配置されている。具体的には、前記ブロア３１によって送られた導入空気が前記蒸発器２８に吹き当てられることで冷却され、この冷却された導入空気が前記ヒータコア３２によって温度調整された後に空調風として車室内に送給されることとなる。

図２に示すように、前記ブロア３１の上流側には空気を導入する外気導入口３３と内気導入口３４とが隣接して設けられている。前記外気導入口３３と内気導入口３４とには空調装置の外気導入（図２中、鎖線で示す位置）又は内気循環（図２中、実線で示す位置）を切り替える切替えドア３５がスライド自在に設けられている。この切替えドア３５を介して前記外気導入口３３、内気導入口３４から車室内に渡って導入通路３０が設けられている。前記切替えドア３５は前記制御装置３に接続された図示しない外気温センサと内気温センサとの検出結果に基づいて、低い温度の導入空気を自動的に導入するように前記制御装置３によって制御されている。

前記導入通路３０には、車室内に向かって前記ブロア３１と前記蒸発器２８と前記ヒータコア３２とが順次配設されている。また、前記ヒータコア３２の上流側には前記蒸発器２８で冷却された導入空気を遮るエアミックスダンパ３６が回動自在に設けられている。このエアミックスダンパ３６を回動させることによってヒータコア３２に吹きつけられる導入空気の風量が調整され、その結果、冷却された前記導入空気の温度が調整されて空調風として車室内に送給されることとなる。

前記導入通路３０には導入空気を排気する排気通路３７が分岐して設けられている。この排気通路３７は前記エアミックスダンパ３６の下流側から前記外気導入口３３に渡って配設され、前記排気通路３７の排気口３８と前記外気導入口３３とは一体に形成されている。さらに、前記排気通路３７と前記導入通路３０との分岐点には前記制御装置３からの制御指令によって作動する排気用ドア（ドア）３９が開閉自在に設けられている。この排気用ドア３９の開度を変化させることで前記導入通路３０と排気通路３７とに各々送給される前記導入空気の流量を調整することができる。

具体的には、前記制御装置３により前記導入通路３０側を閉塞した場合には前記排気通路３７が開放となり（図２中、鎖線で示す）、前記ブロア３１を作動させたとしても車室内に空調風が送給されることはない。すなわち、乗員の意思とは無関係にブロア３１を作動させた場合であっても乗員に違和感が生じることはない。また、前記排気用ドア３９の開度を調整して中間作動位置で停止させた場合には、前記乗員の要求する風量が小さいときであっても空調風が前記排気通路３７側に逃がされるため、車室内へ送給される空調風の風量を抑制しつつ前記パワードライブユニット４は十分な導入空気が当たり冷却されることとなる。

図３に示す前記蒸発器２８はいわゆる縦型のものであり、この蒸発器２８の外周面には放熱用のフィン４０が複数設けられている。前記蒸発器２８の下面にはパワードライブユニット４が当接して設けられている。具体的には、前記蒸発器２８の下部には一度蒸発した冷媒が冷却されて液化したものが重力によって集まり（図３中、鎖線で示す。）液溜まりが生じるため、前記蒸発器２８の中でも冷却効率が良い部位である。そのため、蒸発器２８の下部に発熱するパワードライブユニット４を当接させることで前記パワードライブユニット４の熱を効率よく奪うことができるのである。尚、前記パワードライブユニット４は前記蒸発器２８に当接させる以外に、接着や溶接により固定して設けてもよい。

次に、図４は縦軸をブロア回転数、横軸を車速とした場合の車速に対するブロア回転数の上限値を示したものである。前記ブロア回転数の上限値は車速が「０」の時に１０００ｒｐｍ程度に設定されており、車速が上昇するのと共に徐々に上昇して車速が１５０ｋｍ／ｈ程度になると上限値（例えば、１２５℃程度）に達してこれ以上車速が上昇しても前記上限値で一定となる。すなわち、図４中の実線よりも下の領域が風量スイッチｓ２のオフ時のブロア運転許可領域ということになる。尚、横軸の前記車速に換えてエンジン回転数に置き換えてもよい。また、縦軸のブロア回転数をブロア制御電流のデューティ（ＤＵＴＹ）に置き換えてもよい。

次に、図５〜図１０に示すフローチャートに基づいてパワードライブユニットの冷却制御処理を説明する。尚、以下の説明で便宜上制御装置はＥＣＵ、パワードライブユニットはＰＤＵとして説明する。

まず、ステップＳ１では、ＰＤＵの温度Ｔ５がＰＤＵ目標温度Ｔ４（例えば、１０５℃程度）よりも高いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（高い）である場合はステップＳ２に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｔ４以下）である場合はこの処理を終了してリターンする。
次に、ステップＳ２では、風量スイッチがオンか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（オン）である場合はステップＳ３に進み、判定結果が「ＮＯ」（オフ）である場合は図９のステップＳ２４に進む。

次に、ステップＳ３では排気用ドアが閉じているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（閉じている）である場合はステップＳ４に進み、判定結果が「ＮＯ」（閉じていない）である場合はステップＳ１０に進み排気用ドアを閉めて再度ステップＳ３の処理を繰り返す。
ステップＳ４では設定レベルにてブロアを送風する。ステップＳ５では空調スイッチ（Ａ／Ｃ）がオンか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（オン）である場合はステップＳ６に進み、判定結果が「ＮＯ」（オンではない）である場合は図７のステップＳ１６に進む。ステップＳ６では室内温度Ｔ２（例えば、２５±５℃程度）が室内設定温度Ｔ１（例えば、２５℃程度）よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合はステップＳ７に進み、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合は図６のステップＳ１２に進む。ここで、前記室内設定温度Ｔ１は前記空調スイッチがオンの場合に設定される温度である。

具体的には、室内温度Ｔ２が室内設定温度Ｔ１よりも高い場合には蒸発器に供給される冷媒量を増加させ、室内温度Ｔ２とパワードライブユニット４の温度Ｔ５を低減させる制御を行い、室内温度Ｔ２が室内設定温度Ｔ１以下である場合には蒸発器に供給される冷媒量を低下させてＰＤＵを冷却するべく処理を進める。

ステップＳ７では図１１に示すエンジン駆動圧縮機の効率マップと、図１２に示すモータ駆動圧縮機の効率マップと各種センサからの信号に基づく車両状態から制御装置（ＥＣＵ）が効率のよい駆動方法を判断し、ハイブリッド型コンプレッサを駆動又は継続駆動させてステップＳ８に進む。

ここで、図１１は負荷の大きさ（縦軸）とエンジンＥの回転数（横軸）とに対するエンジン駆動圧縮機の効率のマップ（エンジンの駆動効率マップ）を示している。前記効率マップにおいて、左上の領域では効率が良くなり、右下の領域では効率は悪くなる。つまり、回転数が小さく負荷が大きい程効率が良くなり、回転数が大きく負荷が小さい程効率が悪くなる。尚、図示都合上、負荷が１よりも大きい領域の図示は省略する（以下、図１２も同様。）。

図１２は、負荷の大きさ（縦軸）とＤＣモータの回転数（横軸）とに対するモータ駆動圧縮機の効率のマップ（電動モータの駆動効率マップ）を示している。この図１２では、前述した図１１とは逆に、左上の領域では効率が悪くなり、右下の領域では効率がよくなる。つまり、回転数が大きく負荷が小さい程効率が良くなり、回転数が小さく負荷が大きい程効率が悪くなる。前記制御装置は、前記図１１、図１２に示す効率マップに基づいて、最も効率が良くなるように前記ハイブリッド型コンプレッサの駆動方法を適宜選択して、前記電磁クラッチやコンプレッサ用インバータ等に制御信号を出力している。

ステップＳ８ではＰＤＵ温度Ｔ５が低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ９に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ１１に進み、コンプレッサ効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい方法を判断し、コンプレッサ回転数を上昇させて再度ステップＳ８の処理を行う。尚、ステップＳ１１の処理を行うことで蒸発器を介した導入空気の温度は低下するが、室内温度Ｔ２が低下し過ぎるのを防止するべくヒータコアとエアミックスダンパとで空調風の温度が調整される。

ステップＳ９ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵの目標温度Ｔ４より５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合は処理を終了して通常のエアコン制御処理にリターンし、判定結果が「ＮＯ」（Ｔ４−５℃以上）である場合はステップＳ７に戻り前述の処理を繰り返す。
尚、前記ステップＳ９の処理は、ＰＤＵの目標温度Ｔ４より５℃低い温度を基準にして前記ＰＤＵの温度Ｔ５が十分に低下しているかを判定し、ハンチングを防止しているが、前記パワードライブユニット４の目標温度Ｔ４との差は５℃に限られるものではない（以下、ステップＳ１８、ステップＳ１７、ステップＳ２７も同様。）

ステップＳ１２では、上述したステップＳ７と同様に、各圧縮機の効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい駆動方法を判断し、ハイブリッド型コンプレッサを駆動又は継続駆動させてステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では室内温度Ｔ２とＰＤＵ温度Ｔ５とが共に低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ１４に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ１５に進み、前述したステップＳ１１と同様に、コンプレッサ効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい方法を判断し、コンプレッサ回転数を上昇させて再度ステップＳ１３の処理を行う。

ステップＳ１４ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ目標温度Ｔ４より５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合は処理を終了して通常の処理にリターンし、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合はステップＳ１２に戻り再度上述した処理を繰り返す。

次に、ステップＳ１６ではＰＤＵ温度Ｔ５が低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ１７に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ１８に進む。ステップＳ１７ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ目標温度Ｔ４より５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合は処理を終了してリターンし、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合は再度ステップＳ１６に戻り上述の処理を繰り返す。

ステップＳ１８ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵの上限温度Ｔ３より１０℃低い温度よりも高いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（高い）である場合はステップＳ１９に進み、判定結果が「ＮＯ」（高くない）である場合はステップＳ１６に戻り上述した処理を繰り返す。尚、ステップＳ１８では上限温度Ｔ３より１０℃低い温度としたが、前記ＰＤＵの上限温度Ｔ３よりも十分低下していればよく、１０℃に限られるものではない（以下、ステップＳ３０も同様）。

ステップＳ１９（空調制御手段）では各圧縮機の効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい駆動方法を判断し、ハイブリッド型コンプレッサを駆動または継続駆動させてステップＳ２０に進む。ステップＳ２０ではＰＤＵ温度Ｔ５が低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ２１に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ２３に進み、コンプレッサ効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい方法を判断し、コンプレッサ回転数を上昇させて再度ステップＳ１９の処理を繰り返す。

ステップＳ２１ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ上限温度Ｔ３より１５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合はステップＳ２２に進み、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合はステップＳ１９に戻り上述の処理を繰り返す。ステップＳ２２ではコンプレッサを停止してステップＳ１６に戻る。ここで、前記ステップＳ１８の判定処理の後にステップＳ１９の処理を介して前記ステップＳ２１の処理を行うことで、ステップＳ１９の処理によって前記ＰＤＵ温度Ｔ５が確実に低減していることが判定できる。尚、ステップＳ２１では上限温度Ｔ３より１５℃低い温度としたが、ステップＳ１８のＰＤＵ温度Ｔ５（例えば、Ｔ５＜Ｔ３−１０℃）よりも低下していればよく、１５℃に限られるものではない（以下、ステップＳ３３も同様）。

ステップＳ２４では排気用ドアが開いているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（開）である場合はステップＳ２５に進み、判定結果が「ＮＯ」（閉）である場合はステップＳ２８に進み排気用ドアを開けてステップＳ２４の処理を繰り返す。尚、ステップＳ２４では排気用ドアが導入通路を閉塞している状態つまり排気通路が開放されている状態を「開」とし、排気用ドアが導入通路を開放している状態つまり排気通路が閉塞されている状態を「閉」としている。

ステップＳ２５では車速を制御装置が判断しブロアを駆動、継続駆動させる。ステップＳ２６では、ＰＤＵ温度Ｔ５が低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ２７に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ２９に進む。ステップＳ２７ではＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ目標温度Ｔ４より５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合は処理を終了してリターンし、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合はステップＳ２５に戻り上述した処理を繰り返す。

ステップＳ２９では、車速に対してブロア回転が増加可能か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（増加可能）である場合はステップＳ３５に進み、判定結果が「ＮＯ」（増加可能ではない）である場合はステップＳ３０に進む。ステップＳ３５ではブロアの回転数を増加させてステップＳ２９に戻り上述した処理を繰り返す。
ステップＳ３０では、ＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ上限温度Ｔ３より１０℃低い温度よりも高いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（高い）である場合はステップＳ３１に進み、判定結果が「ＮＯ」（高くない）である場合はステップＳ２５に戻り上述の処理を繰り返す。

ステップＳ３１（空調制御手段）では、各圧縮機の効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい駆動方法を判断し、ハイブリッド型コンプレッサを駆動又は継続駆動させてステップＳ３２に進む。ステップＳ３２ではＰＤＵ温度Ｔ５が低減しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低減している）である場合はステップＳ３３に進み、判定結果が「ＮＯ」（低減していない）である場合はステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、コンプレッサ効率マップ、車両状態から制御装置が効率のよい方法を判断し、コンプレッサ回転数を上昇させて再度ステップＳ３１の処理を繰り返す。

ステップＳ３３では、ＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ上限温度Ｔ３より１５℃低い温度よりも低いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低い）である場合はステップＳ３４に進み、判定結果が「ＮＯ」（低くない）である場合はステップＳ３１に戻り上述の処理を繰り返す。ステップＳ３４では、コンプレッサを停止してステップＳ２５に戻り上述の処理を繰り返す。

すなわち、乗員が空調スイッチｓ１をオン、風量スイッチｓ２をオンにしている場合には、ブロア３１と冷凍サイクル２９とを用いてパワードライブユニット４を冷却しつつ車室内へ空調風を送給し、空調スイッチｓ１がオフで風量スイッチｓ２がオンの場合には、ブロア３１のみで前記パワードライブユニット４を冷却する。そして、空調スイッチｓ１がオフで風量スイッチｓ２がオフの場合には、前記ＰＤＵ温度Ｔ５がＰＤＵ目標温度Ｔ４よりも高い温度であると、前記排気用ドア３９で車室内に送給される空調風を遮断した状態で前記ブロア３１により前記パワードライブユニット４を冷却する。さらに、前記風量スイッチｓ２がオフであるのにブロア３１を作動させることで乗員に違和感を生じさせないように、ブロア３１の作動音を抑制するべくエンジン回転数に基づく前記ブロア回転数の上限値を設定する。また、前記ブロア３１の回転数を上限値まで上昇させても前記パワードライブユニット４の温度が低減しない場合には、ハイブリッド型コンプレッサ１７を駆動して冷凍サイクル２９によって前記パワードライブユニット４を冷却する。

したがって、上述した第一の実施の形態によれば、導入通路３０を通り車室内に送給される空調風の風量を低下させずに前記パワードライブユニット４の冷却を行うことができるため、効率よく前記パワードライブユニット４を蒸発器２８とブロア３１とで冷却して燃費を向上することができる。

また、車室内へ空調風の送給を排気用ドア３９によって遮断できるため、乗員による空調スイッチｓ１、風量スイッチｓ２のオン・オフ操作に関わらずハイブリッド型コンプレッサ１７とブロア３１とを作動させて車室内へ空調風を送給させることなく前記パワードライブユニット４を冷却することができるため、パワードライブユニット４にかかる負担を軽減して商品性の向上を図ることができる。

さらに、前記蒸発器２８の下部には冷媒が溜まり易いため、前記パワードライブユニット４を効率よく冷却することができ、したがって、更なる燃費の向上を図ることが可能となる。

そして、車速や前記エンジン回転数に応じて前記ブロア３１の回転数を設定することで、ロードノイズやエンジン駆動音によって前記ブロア３１の作動音を乗員に感じさせることなく前記パワードライブユニット４を冷却することができるため、更なる商品性の向上を図ることができる。

さらに、前記パワードライブユニット４の温度に対応する冷却反応時間を短くすることができ、パワードライブユニット４の温度の上下する幅を狭くして一定温度を保つことができる。よって、前記パワードライブユニット４にかかる負担を軽減することができる。
そして、外気導入口３３と排気口３８とを共用して配置スペースを抑えることができるため、外気導入口３３と排出口３８の配置自由度を高めることができる。

また、乗員がアクセルを踏込んだ場合にエンジン駆動圧縮機１０の出力をモータ駆動圧縮機１８でアシストすることができるため、エンジンＥの駆動力を十分に確保したまま、パワードライブユニット４の冷却を行えるため、ドライバビリティの向上を図ることができる。

さらに、前記パワードライブユニット４の発熱状態に応じて冷却方法をブロア３１単体による冷却から冷凍サイクル２９を併用した冷却へと段階的に切り替えることで、効率よくパワードライブユニット４の冷却を行い前記パワードライブユニット４にかかる負担を軽減することができるため、前記パワードライブユニット４の信頼性を向上させつつ燃費を向上することができる。

そして、乗員の空調スイッチｓ１、風量スイッチｓ２の操作の如何に関わらず前記制御装置３によって前記パワードライブユニット４の冷却処理が実行されるため、乗員による操作が必要なく乗員の負担を軽減することができる。
また、より温度の低い空気を選択して導入することで冷却効率を向上することができるため、燃費向上を図ることができる。

次に、この発明の第二の実施の形態を図１３に基づいて説明する。尚、この第二の実施の形態は、前述した第一の実施の形態の排気通路３７と導入通路３０との分岐点を変更したものなので、同一部分に同一符号を付して説明する。尚、第一の実施の形態で説明したコンプレッサユニット（ハイブリッド型コンプレッサ１７）は説明を省略する。

図１３に示すように、導入通路３０の車室内側には、前述した第一の実施の形態と同様に、ヒータコア３２が配置されている。このヒータコア３２の上流側にはエアミックスダンパ３６が設けられている。前記ヒータコア３２の側方には排気通路３７が分岐して設けられており、この分岐点には開閉自在に排気用ドア４１が設けられている。この排気用ドア４１はブロア３１から送給される導入空気を前記導入通路３０と排気通路３７との流量を制御装置３からの制御指令によって調整するものであり、前記排気通路３７を全開にしたい場合には、前記ヒータコア３２に排気用ドア４１の先端を当接させて前記エアミックスダンパ３６でヒータコア３２への導入空気の送給を遮断することで前記導入通路３０の導入空気の全量が排気通路３７へと導かれることとなる。

尚、上記第二の実施の形態の他の態様として、図１４に示すように、前記ヒータコア３２の上流側に前記排気通路３７の分岐点を設け、ここに開閉自在に排気用ドア４２を設けることによって、無駄にヒータコア３２の熱を奪うことなく前記パワードライブユニット４の冷却を行うことができ、この結果、更なる燃費の向上を図ることができる点で有利となる。

したがって、上述した第二の実施の形態によれば、とりわけ、排気用ドア４１を小型化できるため、製造コストを低減すると共に車両重量を低減して燃費の向上を図ることができるメリットがある。
さらに、前記パワードライブユニット４の冷却によって無駄に前記ヒータコア３２の熱が奪われることがないため、冷却効率を向上して更なる燃費の向上を図ることができる。

尚、この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、例えば、縦型の蒸発器以外にも図１５に示す傾斜型の蒸発器や、図１６に示す水平型の蒸発器のように、液溜まりが発生し易い部分を蒸発器下部に設けこの下面に前記パワードライブユニットを当接して設けてもよい。ハイブリッド型コンプレッサ以外に、エンジン駆動圧縮機又はモータ駆動圧縮機を単体で用いてもよい。さらに、パワードライブユニット以外に降圧型コンバータ、コンプレッサ用インバータに用いてもよい。さらに、ハイブリッド車両以外の燃料電池車等の他の形式の車両にも適用できる。

この発明の第一の実施の形態の全体構成図である。 この発明の第一の実施の形態の部分構成図である。 この発明の第一の実施の形態の蒸発器の側面図である。 この発明の第一の実施の形態のブロア運転許可領域のグラフである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のパワードライブユニット冷却処理のフローチャートである。 この発明の第一の実施の形態のエンジン駆動圧縮機の効率マップである。 この発明の第一の実施の形態のモータ駆動圧縮機の効率マップである。 この発明の第二の実施の形態の部分構成図である。 この発明の第二の実施の形態の他の形態の部分構成図である。 この発明の他の形態の図２相当する側面図である。 この発明の他の形態の図３に相当する側面図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
Ｍ モータ
ｓ１ 空調スイッチ
ｓ２ 風量スイッチ
４ パワードライブユニット（発熱機器）
１０ エンジン駆動圧縮機（第一のコンプレッサ）
１７ ハイブリッド型コンプレッサ（第二のコンプレッサ）
１８ モータ駆動圧縮機
２７ 膨張弁
２８ 蒸発器
２９ 冷凍サイクル（空調用冷凍サイクル）
３０ 導入通路
３１ ブロア（送風機）
３２ ヒータコア
３３ 外気導入口
３７ 排気通路
３８ 排気口
３９ 排気用ドア（ドア）
Ｓ１９，Ｓ３１ 空調制御手段

Claims (2)

1. 少なくともエンジンにより駆動するコンプレッサで冷媒を送給する空調用冷凍サイクルと送風機と、被駆動手段を駆動する際に発熱する発熱機器を前記空調用冷凍サイクルの蒸発器に当接して設けた車両用発熱機器の冷却装置を用いた冷却方法であり、
   風量スイッチがオンで且つ空調スイッチがオフの時に発熱機器の温度が所定の上限温度を上回ると強制的に空調用冷凍サイクルによる冷却を行い、前記風量スイッチがオフの時に発熱機器の温度が所定の温度よりも高いと判定されると送風機によって前記発熱機器を冷却し、さらに送風機だけでは発熱機器の温度が低減しない場合にはコンプレッサを駆動させて空調用冷凍サイクルによって前記発熱機器を冷却し、
   前記空調用冷凍サイクルによる冷却は、コンプレッサの駆動効率に基づいて行い、前記送風機による冷却は車速又はエンジン回転数に基づいて行うことを特徴とする車両用発熱機器の冷却方法。
2. 前記送風機のみで発熱機器を冷却する場合には車室内外の内。温度の低い方から空気の導入を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用発熱機器の冷却方法。

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