(57)【要約】【課題】モータ駆動系から吸熱した熱エネルギを有効利用することができ、更に構造の簡素化による軽量化を実現する。【解決手段】車両用空調装置１の冷媒配管６にモータ駆動系を温調する温調装置２１の熱交換器２２が取付けられ、空調装置１が運転しているとき、バッテリ２５の温度ＴBがバッテリ高温判定値ＴBOよりも高い場合、第１開閉弁２８を開弁すると共に電動ウォータポンプ２７を駆動させて水媒体を、バッテリ配管２６ｄを経て循環させる。そしてバッテリ２５から吸熱して昇温された水媒体の熱を、熱交換器２２にて空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱する。【選択図】図１
2010064651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するモータ駆動系に設けられた電力供給用のバッテリに配設されて該バッテリとの間で熱交換を行う温調媒体を循環させる温調配管と、前記温調配管に介装された熱交換手段と、前記温調配管に介装された媒体ポンプと、前記媒体ポンプの駆動を制御する制御手段とを備える車両用モータ駆動系の温調制御装置において、
前記熱交換手段が前記車両に搭載されている空調装置の伝熱性を有する冷媒配管に取付けられ、
前記制御手段が前記バッテリの温度が予め設定した温度よりも高いと判定した場合前記媒体ポンプを駆動させる
ことを特徴とする車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記車両が停車中における前記バッテリに対して温調要求があった場合、前記バッテリの温度が予め設定した温度よりも低いときは前記空調装置を暖房運転させると共に前記媒体ポンプを駆動させ、又前記バッテリの温度が予め設定した温度よりも高いときは前記空調装置を冷房運転させると共に前記媒体ポンプを駆動させる
ことを特徴とする請求項１記載の車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、車両が走行している状態で前記空調装置が運転している場合、前記バッテリの温度がバッテリ高温判定値よりも高いと判定した場合、前記媒体ポンプを駆動させる
ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【請求項４】
前記モータ駆動系が駆動用モータを有し、前記温調配管が駆動用モータに分岐配管されていると共に、該温調配管に前記バッテリと該駆動用モータとの少なくとも一方に対して前記温調媒体を導く開閉弁が配設されており、
前記制御手段は、車両が走行している状態で前記空調装置が運転している場合、前記バッテリの温度がバッテリ高温判定値よりも低く且つ前記駆動用モータの温度がモータ高温判定値より高いと判定した場合、前記開閉弁を駆動させて前記バッテリ側への前記温調媒体の流れを遮断し、該温調媒体を前記駆動用モータ側へ導く
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【請求項５】
前記モータ駆動系が駆動用モータを有し、前記温調配管が駆動用モータに分岐配管されていると共に、該温調配管に前記バッテリと該駆動用モータとの少なくとも一方に対して前記温調媒体を導く開閉弁が配設されており、
前記制御手段は、車両が走行している状態で前記空調装置が運転している場合、前記バッテリの温度がバッテリ高温判定値よりも高く且つ前記駆動用モータの温度がモータ高温判定値より低いと判定した場合、前記開閉弁を駆動させて前記駆動用モータ側への前記温調媒体の流れを遮断し、該温調媒体を前記バッテリ側へ導く
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【請求項６】
前記モータ駆動系が駆動用モータを有し、前記温調配管が駆動用モータに分岐配管されていると共に、該温調配管に前記バッテリと該駆動用モータとの少なくとも一方に対して前記温調媒体を導く開閉弁が配設されており、
前記制御手段は、車両が走行している状態で前記空調装置が運転している場合、前記バッテリの温度がバッテリ高温判定値よりも高く且つ前記駆動用モータの温度がモータ高温判定値より高いと判定した場合、前記開閉弁を駆動させて前記駆動用モータ側と前記バッテリ側とに前記温調媒体を導く
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用モータ駆動系の温調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動系を温調する温調媒体が流れる温調配管と空調装置の冷媒配管とを、熱交換器を介して連設し、両配管の温度差を利用して熱交換を行う車両用モータ駆動系の温調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド電気自動車では、走行系に駆動用モータを備えている。この駆動用モータは、力行時は、バッテリ（二次電池）からの電力の供給を受けて回転駆動し、又、回生時は駆動用モータを発電機として作動させ、発生した電力をインバータを介してバッテリに充電させる。
【０００３】
走行中のバッテリは充放電が繰り返し行われるため発熱して高温化し易い。又、停車中の車両に対して行う外部からの充電（プラグイン充電）の際にバッテリ温度が低いと充電効率が低下し、高いと劣化が促進されてしまう。そのため、バッテリは常に安定した温度に保持する必要がある。特に、真夏の炎天下のような、外気温度の高い状態での走行では、回生ブレーキと力行の繰り返しにより、バッテリに大きな負担が強いられるため、適正な温度管理が必要となる。
【０００４】
例えば特許文献１（特開２００５−１０４４０４号公報）には、モータ駆動系を収容するケースに冷却通路を形成し、この冷却通路を流れる冷却水にてモータ駆動系を冷却する技術が開示されている。すなわち、車両の前部にモータ用ラジエータを配設し、モータ駆動系を収容するケースに形成されている冷却水通路を冷却配管を介してモータ用ラジエータに接続する。そして、モータ駆動系からの熱を吸熱して昇温された冷却水をモータ用ラジエータを通過させて冷却した後、モータ駆動系へ循環させる。
【０００５】
上述した文献に開示されている技術では、モータ駆動系を冷却して昇温された冷却水を、車両の前部に配設されているモータ用ラジエータで冷却するようにしたので、このモータ駆動系を確実に冷却することができる。
【特許文献１】特開２００５−１０４４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した文献に開示されている技術では、モータ用ラジエータをエンジン用ラジエータの前に配設しているため、エンジン用ラジエータがモータ用ラジエータからの熱害を受け易く、エンジン用ラジエータの冷却能力が低下してしまう。特に、炎天下での走行等、外気温の高い状態での走行においては、上述したように、モータ駆動系が高温化しているため、エンジン用ラジエータに熱風が送られてしまい、エンジンの冷却が大きく阻害される問題がある。
【０００７】
更に、モータ駆動系で発生した熱エネルギがモータ用ラジエータを介して大気に放出されてしまうため、熱エネルギの有効利用が図れないという問題がある。
【０００８】
又、１台の車両に、モータ駆動系の冷却装置がエンジンの冷却系とは別系統で配設されているため、構造が複雑で、車両の重量増となり燃費が悪化するばかりでなく、製品コストがアップしてしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、エンジン駆動系が併設されている場合であっても、このエンジン駆動系の冷却能力を低下させることなく、モータ駆動系から吸熱した熱エネルギを有効利用することができ、更に、構造の簡素化による軽量化を実現して、燃費悪化を抑制することができると共に、製品コストの低減を実現することのできる車両用モータ駆動系の温調制御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】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明は、車両を駆動するモータ駆動系に設けられた電力供給用のバッテリに配設されて該バッテリとの間で熱交換を行う温調媒体を循環させる温調配管と、前記温調配管に介装された熱交換手段と、前記温調配管に介装された媒体ポンプと、前記媒体ポンプの駆動を制御する制御手段とを備える車両用モータ駆動系の温調制御装置において、前記熱交換手段が前記車両に搭載されている空調装置の伝熱性を有する冷媒配管に取付けられ、前記制御手段が前記バッテリの温度が予め設定した温度よりも高いと判定した場合前記媒体ポンプを駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バッテリの温調を行う温調媒体を循環させる温調配管に介装した熱交換手段を、車両に搭載されている空調装置の伝熱性を有する冷媒配管に取付けたので、制御手段が前記バッテリの温度が予め設定した温度よりも高いと判定して媒体ポンプを駆動させると、バッテリを温調した温調冷媒が循環し、この温調媒体が熱交換手段を介して空調装置の冷媒配管を流れる冷媒と熱交換される。
【００１２】
その結果、車両にエンジン駆動系が併設されている場合であっても、エンジン用ラジエータの前方にモータ用ラジエータを設ける必要がなく、エンジン駆動系の冷却能力を低下させることがなくなる。又、モータ駆動系のバッテリから吸熱した熱エネルギを有効利用することができる。更に、構造の簡素化による軽量化を実現して、燃費悪化を抑制することができると共に、製品コストの低減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に車両用空調装置と車両用モータ駆動系の温調装置との回路構成を示す。尚、本実施形態では、車両として電気自動車(ＥＶ:Electric Vehicle)を例示して説明するが、車両はエンジン駆動系が搭載されているハイブリッド電気自動車(ＨＥＶ:Hybrid Electric Vehicle)であっても良い。
【００１４】
同図に示すように、車両用空調装置１は、インストルメントパネルの内部等に配設されて外気或いは内気を車室内へ導く空気ダクト２を有し、この空気ダクト２の上流側にエバポレータ３が配設され、その下流側にサブコンデンサ４が配設されている。このサブコンデンサ４は、後述するメインコンデンサ１０よりも容量が小さく、このサブコンデンサ４による加熱不足は、その直下流に配設されている補助発熱源としてのＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)ヒータ５の発熱によって補われる。ＰＴＣヒータ５は後述するエアコン制御装置（Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ）３１からの制御電圧に基づいて発熱温度が設定される。
【００１５】
尚、符号１７ａは、空気ダクト２に取り込む空気を内気循環と外気導入とに切換える内外気シャッタ、１７ｂはサブコンデンサ４に通風する空気量を調整する温調シャッタであり、これらは、エアコンＥＣＵ３１にて制御動作される。ただし、これらの動作は周知であるため、説明を省略する。
【００１６】
このエバポレータ３は冷媒配管６に介装されている。冷媒配管６にはエバポレータ３の下流にアキュムレータ７、エアコンコンプレッサ（以下「Ａ／Ｃコンプレッサ」と称する）８、クーリングファン９により送風を受けるメインコンデンサ１０、レシーバ１１、膨張弁１２が介装され、この膨張弁１２がエバポレータ３の下流に配設されて、冷媒が循環される。
【００１７】
更に、Ａ／Ｃコンプレッサ８とメインコンデンサ１０との間の冷媒配管６に第１切換弁１４が介装され、又、レシーバ１１と膨張弁１２との間の冷媒配管６に第２切換弁１５が介装されている。又、この各切換弁１３，１４に第１冷媒分岐管１６ａ、第２冷媒分岐管１６ｂの上流端が、それぞれ分岐接続されている。更に、この第１冷媒分岐管１６ａの下流端が、レシーバ１１と第２切換弁１５との間の冷媒配管６に接続されている。更に、この第２冷媒分岐管１６ｂに上述したサブコンデンサ４が介装されている。又、第２切換弁１５の下流端が、膨張弁１２とエバポレータ３とをバイパスしてアキュムレータ７の上流側に接続されている。
【００１８】
両切換弁１３，１４は三方弁であり、冷房運転時は、各冷媒分岐管１５ａ，１５ｂを遮断して冷媒配管６を循環する冷凍サイクルが形成される。又、暖房運転時は第１切換弁１４がメインコンデンサ１０側を遮断し、第１冷媒分岐管１６ａを通り、サブコンデンサ４、エバポレータ３を通過する冷凍サイクルが形成される。尚、第２切換弁１５は、外部充電（プラグイン充電）時において、膨張弁１２側を遮断し、第２冷媒分岐管１６ｂを経てアキュムレータ７側へバイパスさせる冷凍サイクルが形成される。
【００１９】
上述したＰＴＣヒータ５、Ａ／Ｃコンプレッサ８、第１切換弁１４、第２切換弁１５は、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１からの信号に基づいて制御動作される。尚、本実施形態では、第１切換弁１４は非通電（ＯＦＦ）状態で、第１冷媒分岐管１６ａを遮断して、電動Ａ／Ｃコンプレッサ８をメインコンデンサ１０に連通させ、通電（ＯＮ）状態でメインコンデンサ１０側を遮断し、電動Ａ／Ｃコンプレッサ８を第１冷媒分岐管１６ａに接続するように設定されている。一方、第２切換弁１５は非通電（ＯＦＦ）状態で、第２冷媒分岐管１６ｂを遮断して膨張弁１２側へ冷媒を導き、通電（ＯＮ）状態で膨張弁１２側を遮断して第２冷媒分岐管１６ｂ側へ冷媒を導くように設定されている。
【００２０】
又、第２冷媒分岐管１６ｂの下流端の接続部とアキュムレータ７との間の冷媒配管６に熱交換手段としての熱交換器２２が装着されている。この熱交換器２２は、例えばキャピラリチューブであり、このキャピラリチューブは冷媒配管６に巻き付けた状態でろう付けされている。尚、冷媒配管６は、少なくとも熱交換器２２が装着されている部位が、鉄、銅等の伝熱性を有する材料で形成されている。
【００２１】
この熱交換器２２は、モータ駆動系に設けられている温調装置２１の構成要素をなしている。モータ駆動系は、駆動用モータ２３と、この駆動用モータ２３を制御するインバータ２４と、インバータ２４に対して電力を供給するバッテリ２５とを備えている。走行時の駆動用モータ２３及びインバータ２４は、バッテリ２５からの駆動力で回転する力行と、降坂路や減速走行時に駆動用モータ２３を発電機として作用させる回生ブレーキとが繰り返されて、常時駆動しているため、発熱により高温化し易い。又、バッテリ２５も充放電を繰り返すことで発熱して高温化し易く、バッテリ２５が高温化すると、劣化が促進されてしまうことになる。従って、走行時は駆動用モータ２３、及びインバータ２４、及び充放電を繰り返すバッテリ２５を、温調装置２１にて適正温度に保持する必要がある。
【００２２】
一方、外部充電（プラグイン充電）時においてバッテリ２５の温度が低いと、充放電率が低下してしまい充分な充電を行うことができなくなる。又、高温化した場合は上述したように劣化が進行してしまう。従って、プラグイン充電時のバッテリ２５の温度も温調装置２１によって適正に保つ必要がある。
【００２３】
温調装置２１は、冷熱或いは温熱を伝達する温調媒体として水（以下「水媒体」と称する）を使用しており、この水媒体を循環させる温調配管２６がメイン配管２６ａを有し、このメイン配管２６ａに、駆動用モータ２３を冷却するモータ配管２６ｂとインバータ２４を冷却するインバータ配管２６ｃと、バッテリ２５を冷却或いは保温するバッテリ配管２６ｄとが並列接続されている。更に、このメイン配管２６ａの両端が熱交換器２２の流入側と流出側とに接続されている。又、この熱交換器２２の流入側に接続されているメイン配管２６ａに、媒体ポンプとしての電動ウォータポンプ２７が介装されている。
【００２４】
更に、バッテリ配管２６ｄの上流側に第１開閉弁２８が介装され、又、メイン配管２６ａのモータ配管２６ｂとインバータ配管２６ｃとの上流側であって、バッテリ配管２６ｄの下流側のメイン配管２６ａに第２開閉弁２９が介装されている。
【００２５】
この電動ウォータポンプ２７、第１開閉弁２８、及び第２開閉弁２９が、制御手段としての電気自動車制御装置（ＥＶ＿ＥＣＵ）３２からの信号に基づいて制御動作される。ＥＶ＿ＥＣＵ３２はモータ駆動系の通常の走行制御以外に温調制御機能を備えている。温調制御機能は、電動ウォータポンプ２７を駆動させて、循環する水媒体によって、駆動用モータ２３、インバータ２４、バッテリ２５を適温に保持するものである。
【００２６】
図２に示すように、両ＥＣＵ３１，３２は、マイクロコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有しており、この両ＥＣＵ３１，３２がＣＡＮ(Controller Area Network)通信等の車内通信回線３４を通じて相互通信可能に接続されている。
【００２７】
Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１の入力側に、エアコンスイッチ３６、外気温を検出する外気温センサ３７、車室内温度を検出する内気温センサ３８等が接続されている。又、出力側に、上述したＰＴＣヒータ５、Ａ／Ｃコンプレッサ８、第２切換弁１５、及び第１切換弁１４等が接続されている。尚、本実施形態で採用する車両用空調装置１は、いわゆるマニュアルエアコンであり、エアコンスイッチ３６の操作により、冷房と暖房との何れかを選択すると共に目標空調温度を設定するようにしている。但し、車両用空調装置１は、いわゆるオートエアコンであっても良く、オートエアコンの場合、操作者がエアコンスイッチ３６をＯＮした場合、セットされている目標空調温度と内気温及び外気温とに応じて冷房、暖房、除湿が自動的に設定される。
【００２８】
一方、ＥＶ＿ＥＣＵ３２の入力側に、電気自動車を起動させるスタートスイッチ４１、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ４２、駆動用モータ２３の温度を検出するモータ温度センサ４３等が接続されている。又、このＥＶ＿ＥＣＵ３２の出力側にインバータ２４、電動ウォータポンプ２７、第１開閉弁２８、第２開閉弁２９等が接続されている。
【００２９】
次に、ＥＶ＿ＥＣＵ３２で実行される温調制御について、図３〜図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００３０】
電気自動車が走行中のときは、図３、図４に示す走行モード時温調制御ルーチンが、設定演算周期毎に実行される。走行モードはスタートスイッチ４１をＯＮして、システムがＲＥＡＤＹ−ＯＮ（走行可能状態）となった後に起動される。
【００３１】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１でエアコンスイッチ３６がＯＮされるまで待機し、エアコンスイッチ３６がＯＮされた場合、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２へ進むと、空調装置１が冷房運転を行っているか、暖房運転を行っているかを調べる。そして、冷房運転が行われている場合は、ステップＳ３へ進み、暖房運転が行われている場合はステップＳ１１へ分岐する。
【００３２】
空調装置１の構成要素であるＡ／Ｃ＿ＥＣＵ３１では、冷房運転の場合、第２切換弁１５と第１切換弁１４とに対して非通電（ＯＦＦ）として、冷媒分岐管１５ａ，１５ｂを遮断して冷媒配管６を連通状態とする。その結果、図１に黒塗り矢印で示すように、Ａ／Ｃコンプレッサ８から吐出された高圧冷媒は、メインコンデンサ１０を通過する際に冷却されて凝縮液化される。そして、凝縮液化された冷媒がレシーバ１１、及びドライヤ（図示せず）を経て、膨張弁１２へ送られ、この膨張弁１２を通過する際に断熱膨脹されてた後、エバポレータ３へ送られる。このエバポレータ３は空気ダクト２の上流に臨まされており、このエバポレータ３を通過する空気を冷却し、車室内に冷風を送り込む。又、エバポレータ３にて熱交換されて昇温された冷媒は、アキュムレータ７を経てＡ／Ｃコンプレッサ８に吸い込まれる。
【００３３】
一方、暖房運転時は、第１切換弁１４と第２切換弁１５とが共にＯＮされる。第１切換弁１４がＯＮされると、メインコンデンサ１０側が遮断されると共に、Ａ／Ｃコンプレッサ８からの冷媒が第１冷媒分岐管１６ａ側へ導かれる。又、第２切換弁１５がＯＮされると、膨張弁１２側が遮断され、レシーバ１１から送られた冷媒が第２冷媒分岐管１６ｂを経てアキュムレータ７側へバイパスされる。
【００３４】
その結果、図１に白抜きの矢印で示すように、Ａ／Ｃコンプレッサ８から吐出された高圧冷媒は第１冷媒分岐管１６ａを経て、空気ダクト２に配設されているサブコンデンサ４を通過する。その際、このサブコンデンサ４を通過する空気を加熱し車室内に温風を送り込む。又、サブコンデンサ４で熱交換されて凝縮液化された冷媒が第２冷媒分岐管１６ｂ、アキュムレータ７を経て、Ａ／Ｃコンプレッサ８に吸い込まれる。尚、外気温が低い等の影響でサブコンデンサ４の熱量では車室内へ送り込む空気を充分に昇温させることができない場合は、ＰＴＣヒータ５を発熱させて補助する。
【００３５】
又、暖房運転において、図示しない湿度センサなどで検出した車室内の湿度が高いと判定された場合は、第２切換弁１５をＯＦＦし、第２冷媒分岐管１６ｂを遮断し、サブコンデンサ４を通過した冷媒を、図１に波線の矢印で示すように、膨張弁１２、エバポレータ３を通過させて、エバポレータ３の吸熱により、このエバポレータ３を通過する空気を除湿する。
【００３６】
以下においては、先ず、空調装置１が冷房運転を行っている場合の温調制御について説明し、次いで、空調装置１が暖房運転を行っている場合の温調制御について説明する。
【００３７】
空調装置１が冷房運転を行っていると判定して、ステップＳ３へ進むと、バッテリ温度センサ４２で検出したバッテリ２５の温度（バッテリ温度）ＴBを読込み、このバッテリ温度ＴBと、バッテリ高温判定値ＴBO（例えば５０〜６０[℃]）とを比較する。そして、ＴB≦ＴBOのバッテリ２５が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ４へ進む。又、ＴB＞ＴBOのバッテリ２５が高温化していると判定した場合は、ステップＳ５へ分岐する。
【００３８】
バッテリ２５が高温化していないと判定されてステップＳ４へ進むと、モータ温度センサ４３で検出した駆動用モータ２３の温度（モータ温度）ＴMを読込み、このモータ温度ＴMとモータ高温判定値ＴMO（例えば１００〜１３０[℃]）とを比較する。そして、ＴM≦ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ６へ進み、又、ＴM＞ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していると判定した場合は、ステップＳ７へ分岐する。
【００３９】
ステップＳ６へ進むと、電動ウォータポンプ２７をＯＦＦさせて、ルーチンを抜ける。従って、駆動用モータ２３とバッテリ２５とが共に冷えている場合、温調装置２１は何もしない待機状態となる。すなわち、空調装置１が冷房運転を行っている場合、基本的に外気温は高いと推定でき、駆動用モータ２３とインバータ２４、及びバッテリ２５は外気温とほぼ同じ温度（例えば２５〜３０［℃］）にあると考えられるため、保温の必要はなく、そのままルーチンを抜ける。
【００４０】
一方、ステップＳ４で駆動用モータ２３が高温化している（ＴM＞ＴMO）と判定されてステップＳ７へ進むと、駆動用モータ２３及びインバータ２４を冷却すべく、第１開閉弁２８を閉弁させると共に、第２開閉弁２９を開弁させる。そして、ステップＳ１０へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、熱交換器２２を通り、メイン配管２６ａに並列接続されているモータ配管２６ｂとインバータ配管２６ｃを経て電動ウォータポンプ２７に吸い込まれる。
【００４１】
その際、水媒体により駆動用モータ２３及びインバータ２４が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、この熱交換器２２を通過する際に、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。尚、インバータ２４は駆動用モータ２３を制御する際に発熱するため、駆動用モータ２３と共に冷却する。
【００４２】
熱交換器２２に挿通されている冷媒配管６を流れる冷媒は、エバポレータ３にて熱交換されてやや昇温されているが、この冷媒温度は駆動用モータ２３のモータ高温判定値ＴMO（例えば１００〜１３０[℃]）よりも低いため、その差温により熱交換器２２を通過する水媒体が冷却され、相対的に冷媒配管６を流れる冷媒が昇温される。尚、この熱交換器２２を通過する際の吸熱により昇温された冷媒の熱は、メインコンデンサ１０を通過する際に放熱される。
【００４３】
一方、ステップＳ３でバッテリ２５が高温化していると判定されてステップＳ５へ進むと、モータ温度センサ４３で検出したモータ温度ＴMを読込み、このモータ温度ＴMとモータ高温判定値ＴMOとを比較する。そして、ＴM≦ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ８へ進み、又、ＴM＞ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していると判定した場合は、ステップＳ９へ進む。
【００４４】
ステップＳ８へ進むと、バッテリ２５を冷却すべく、第１開閉弁２８を開弁させると共に、第２開閉弁２９を閉弁させる。そして、ステップＳ１０へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、熱交換器２２を通り、メイン配管２６ａに並列接続されているバッテリ配管２６ｄを経て電動ウォータポンプ２７に吸い込まれる。その際、水媒体によりバッテリ２５が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。尚、昇温された冷媒の熱はメインコンデンサ１０を通過する際に放熱される。
【００４５】
又、ステップＳ５からステップＳ９へ進むと、駆動用モータ２３及びインバータ２４とバッテリ２５とを冷却すべく、第１開閉弁２８と第２開閉弁２９とを共に閉弁させる。そして、ステップＳ１０へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、熱交換器２２を通り、メイン配管２６ａに並列接続されているモータ配管２６ｂ、インバータ配管２６ｃ、バッテリ配管２６ｄを、それぞれ通り電動ウォータポンプ２７に吸い込まれる。その際、水媒体により駆動用モータ２３、インバータ２４、バッテリ２５が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。尚、昇温された冷媒の熱はメインコンデンサ１０を通過する際に放熱される
一方、ステップＳ２で空調装置１が暖房運転を行っていると判定されて、ステップＳ１１へ分岐すると、バッテリ温度センサ４２で検出したバッテリ温度ＴBを読込み、このバッテリ温度ＴBと、バッテリ高温判定値ＴBOとを比較し、ＴB≦ＴBOのバッテリ２５が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ１２へ進む。又、ＴB＞ＴBOのバッテリ２５が高温化していると判定した場合は、ステップＳ１３へ分岐する。
【００４６】
バッテリ２５が高温化していないと判定されてステップＳ１２へ進むと、モータ温度センサ４３で検出したモータ温度ＴMを読込み、このモータ温度ＴMとモータ高温判定値ＴMOとを比較し、ＴM≦ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ１４へ進み、又、ＴM＞ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していると判定した場合は、ステップＳ１５へ分岐する。
【００４７】
ステップＳ１４へ進むと、電動ウォータポンプ２７をＯＦＦさせて、ルーチンを抜ける。従って、暖房運転時において駆動用モータ２３とバッテリ２５とが共に冷えている場合、温調装置２１は、何もしない待機状態となる。駆動用モータ２３とインバータ２４、及びバッテリ２５は走行により、何れ発熱して昇温されるため、保温する必要がなく、従って、そのままルーチンを抜ける。
【００４８】
一方、ステップＳ１２で駆動用モータ２３が高温化している（ＴM＞ＴMO）と判定されてステップＳ１５へ進むと、駆動用モータ２３及びインバータ２４を冷却すべく、第１開閉弁２８を閉弁させると共に、第２開閉弁２９を開弁させる。そして、ステップＳ１８へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、メイン配管２６ａからモータ配管２６ｂとインバータ配管２６ｃとを通過して循環される。
【００４９】
その際、水媒体により駆動用モータ２３及びインバータ２４が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、この熱交換器２２を通過する際に、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。尚、インバータ２４は駆動用モータ２３を制御する際に発熱するため、駆動用モータ２３と共に冷却する。
【００５０】
ところで、空調装置１が暖房運転を行っている場合、Ａ／Ｃコンプレッサ８から吐出された高圧冷媒は、第１冷媒分岐管１６ａを通り、サブコンデンサ４で空気ダクト２内の空気を加熱して凝縮液化された後、第２冷媒分岐管１６ｂから、温調装置２１の熱交換器２２を通り、Ａ／Ｃコンプレッサ８側へ送り込まれる。熱交換器２２内を通過する、空調装置１側の冷媒は、サブコンデンサ４で冷却されているため、熱交換器２２を流れる温調装置２１側の水媒体との差温が大きく、水媒体を効率よく冷却することができる。逆に、空調装置１の冷媒は、この熱交換器２２を通過する際に加熱されるため、この加熱された分の熱をサブコンデンサ４で放熱させて、車室内暖房に供することができ、空調装置１の暖房効率が良くなる。
【００５１】
又、ステップＳ１１でバッテリ２５が高温化していると判定されてステップＳ１３へ進むと、モータ温度センサ４３で検出したモータ温度ＴMを読込み、このモータ温度ＴMとモータ高温判定値ＴMOとを比較する。そして、ＴM≦ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ１６へ進み、又、ＴM＞ＴMOの駆動用モータ２３が高温化していると判定した場合は、ステップＳ１７へ進む。
【００５２】
ステップＳ１６へ進むと、バッテリ２５を冷却すべく、第１開閉弁２８を開弁させると共に、第２開閉弁２９を閉弁させる。そして、ステップＳ１８へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、熱交換器２２を通り、メイン配管２６ａに並列接続されているバッテリ配管２６ｄを経て電動ウォータポンプ２７に吸い込まれる。その際、水媒体によりバッテリ２５が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。この冷媒に吸熱された温調装置２１からの熱は、サブコンデンサ４で空気ダクト２を流れる空気に放熱されて、車室内暖房に供される。
【００５３】
又、ステップＳ１３からステップＳ１７へ進むと、駆動用モータ２３及びインバータ２４とバッテリ２５とを冷却すべく、第１開閉弁２８と第２開閉弁２９とを共に閉弁させる。そして、ステップＳ１８へ進み、電動ウォータポンプ２７をＯＮさせて、ルーチンを抜ける。
【００５４】
すると、温調配管２６内の水媒体が電動ウォータポンプ２７の駆動により、熱交換器２２を通り、メイン配管２６ａに並列接続されているモータ配管２６ｂ、インバータ配管２６ｃ、バッテリ配管２６ｄを、それぞれ通り、電動ウォータポンプ２７に吸い込まれる。その際、水媒体により駆動用モータ２３、インバータ２４、バッテリ２５が冷却され、その吸熱により昇温された水媒体が電動ウォータポンプ２７を経て熱交換器２２に送り込まれ、空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒に放熱される。そして、この冷媒に吸熱された温調装置２１からの熱は、サブコンデンサ４で放熱されて車室内暖房に供される。
【００５５】
このように、本実施形態では、モータ駆動系の駆動用モータ２３、インバータ２４、バッテリ２５で発生した熱を、車両に搭載されている空調装置１の冷媒配管６を介して冷媒に放熱するようにしたので、例えば温調装置２１に水媒体の熱を放熱するためのモータ用ラジエータを特別に設ける必要が無く、構造の簡素化を実現でき、簡素化による軽量化を実現して、燃費悪化を抑制することができる。更に、構成の簡素化により製品コストの低減を実現することができる。
【００５６】
従って、例えばハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）であっても、エンジン用ラジエータの前にモータ用ラジエータを配設する必要が無く、エンジン用ラジエータの冷却効率を低下させてしまうことがない。
【００５７】
又、車室内の空調温度は高くても３０[℃]程度であるが、駆動用モータ２３、インバータ２４は１００[℃]以上の高温であるため、その温度差により熱交換器２２に挿通されている冷媒配管６を流れる冷媒に熱を与えることができ、従来は排熱していた熱エネルギを室内暖房に有効利用することができる。
【００５８】
又、車両が駐車状態にあり、或いはプラグイン充電中にある場合等、車両が走行していない待機モードのときは、図５に示す待機モード時温調制御ルーチンが、設定演算周期毎に実行される。
【００５９】
先ず、ステップＳ２１で、バッテリ温調要求があるか否かを調べる。バッテリ温調要求は、プラグイン充電等、停車した状態で充電が行われているか否かで判定される。そして、バッテリ温調要求有りと判定された場合は、ステップＳ２２へ進み、バッテリ温調要求無しと判定された場合は、そのままルーチンを抜ける。
【００６０】
ステップＳ２２へ進むと、バッテリ温度ＴBを読込み、このバッテリ温度ＴBと、バッテリ高温判定値ＴBOとを比較し、ＴB≦ＴBOのバッテリ２５が高温化していないと判定した場合は、ステップＳ２３へ進む。又、ＴB＞ＴBOのバッテリ２５が高温化していると判定した場合は、ステップＳ２５へ分岐する。
【００６１】
ステップＳ２３へ進むと、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１に対してＡ／Ｃコンプレッサ８をＯＮさせるＯＮ信号を出力し、ステップＳ２４へ進み、第１、第２切換弁１４，１５をＯＮさせるＯＮ信号を出力する。すると、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１は暖房運転を行うべく、Ａ／Ｃコンプレッサ８に駆動信号を出力すると共に、第１、第２切換弁１４，１５を共にＯＮさせ、冷媒を、図１の白抜き矢印で示すように、サブコンデンサ４を通り循環させる。その際、空気ダクト２内に送風するブロアは停止されており、サブコンデンサ４での熱交換は積極的には行われず、比較的高い温度の冷媒が、アキュムレータ７側へ送り込まれる。
【００６２】
一方、ステップＳ２２で、バッテリ２５が高温化しているとされてステップＳ２５へ分岐すると、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１に対してＡ／Ｃコンプレッサ８をＯＮさせるＯＮ信号を出力し、ステップＳ２６へ進み、第１、第２切換弁１４，１５をＯＦＦさせるＯＦＦ信号を出力する。すると、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ３１は冷房運転を行うべく、Ａ／Ｃコンプレッサ８に駆動信号を出力すると共に、第１、第２切換弁１４，１５を共にＯＦＦさせ、冷媒を、図１の黒塗り矢印で示すように、クーリングファン９により送風を受けるメインコンデンサ１０を通り、膨張弁１２、エバポレータ３を経てアキュムレータ７側へ循環される。
【００６３】
その際、冷媒はメインコンデンサ１０を通過する際に冷却され、エバポレータ３を通過する際に熱交換されるが、空気ダクト２内は空気が流れていないため積極的な熱交換は行われず、低温状態を保持したまま熱交換器２２側へ流れる。
【００６４】
その後、ステップＳ２４或いはステップＳ２６からステップＳ２７へ進むと、モータ駆動系の温調装置２１に設けられている電動ウォータポンプ２７をＯＮさせ、ステップＳ２８で、第１開閉弁２８を開弁させ、第２開閉弁２９を閉弁させてルーチンを抜ける。
【００６５】
その結果、温調配管２６はメイン配管２６ａに対してバッテリ配管２６ｄのみが連通され、このメイン配管２６ａとバッテリ配管２６ｄとで形成された閉回路内を水媒体が循環される。
【００６６】
熱交換器２２で行われる熱交換は、空調装置１の冷媒と温調装置２１の水媒体との温度差によって行われる。従って、バッテリ温度ＴBがバッテリ高温判定値ＴBOよりも低いと判定された場合（ＴB≦ＴBO）、熱交換器２２に挿通されている空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒は、膨張弁１２、エバポレータ３をバイパスして熱交換器２２側へ送られるため、温度が比較的高く、熱交換器２２を流れる水媒体を素早く昇温させ、その熱でバッテリ２５を素早く温度上昇させることができる。又、空調装置１の冷媒は熱交換器２２を通過する際に冷却されてＡ／Ｃコンプレッサ８側へ送られる。
【００６７】
又、バッテリ温度ＴBがバッテリ高温判定値ＴBOよりも高いと判定された場合（ＴB＞ＴBO）、熱交換器２２に挿通されている空調装置１の冷媒配管６を流れる冷媒が比較的低温であるため、水媒体は熱交換器２２にて、冷媒配管６を流れる冷媒に放熱して降温され、降温された水媒体にてバッテリ２５を冷却する。一方、空調装置１の冷媒は熱交換器２２を通過する際に昇温され、昇温された熱はメインコンデンサ１０にて冷却される。
【００６８】
このように、待機モードにおいてバッテリ調温要求があった場合、バッテリ温度ＴBに基づき、このバッテリ温度ＴBが低い場合は（ＴB≦ＴBO）、バッテリ２５を保温し、又、高い場合は（ＴB＞ＴBO）、バッテリ２５を冷却して、バッテリ温度ＴBを所定の温度範囲に収めるようにしたので、低温による充電効率の低下、及び高温によるバッテリ２５の劣化促進を抑制することができる。
【００６９】
又、一般にプラグイン充電は、電気自動車を走行状態から車庫入れして停車させた後に行う場合が多い。走行時のバッテリ２５は充放電が繰り返されているため、高温化している。スタータスイッチをＯＦＦした場合、上述した走行モード時温調制御ルーチンが停止するため、バッテリ２５の冷却も停止する。従って、スタータスイッチをＯＦＦした直後のバッテリ２５は自己発熱により昇温されるが、この状態でプラグイン充電を行うと、待機モード時温調制御ルーチンが起動されて、バッテリ２５が冷却されるため適温状態で充電を行うことができる。又、プラグイン充電時はバッテリ温度ＴBが適温状態に維持されているので、充電終了のバッテリ温度ＴBが急上昇することはなく、従って、充電終了後にスタータスイッチをＯＮして走行した場合であっても、モータ駆動系の温調装置２１が稼働してバッテリ２５を冷却する必要がなく、その分、バッテリ消費を削減することができ、走行距離を伸ばすことができる。
【００７０】
又、温調配管２６を流れる水媒体を熱交換器２２を介して空調装置１の冷媒と熱交換するようにしたので、モータ用ラジエータ等の冷却装置が不要となり、車両にエンジン駆動系が搭載されている場合であっても、エンジンの冷却能力を低下させてしまうことはない。
【００７１】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば空調装置１の第２冷媒分岐管１６ｂは省略しても良く、この場合、熱交換器２２は第１冷媒分岐管１６ａの接続部とアキュムレータ７との間に配設されていればよい。又、プラグイン充電における空調装置１及び温調装置２１は、外部電源により駆動させることで、バッテリ２５の消費をより一層削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】車両用空調装置と車両用モータ駆動系の温調制御装置との回路構成図
【図２】エアコン制御装置と電気自動車制御装置との構成図
【図３】走行モード時温調制御ルーチンを示すフローチャート（その１）
【図４】走行モード時温調制御ルーチンを示すフローチャート（その２）
【図５】待機モード時温調制御ルーチン
【符号の説明】
【００７３】
１ 車両用空調装置
３ エバポレータ
４ サブコンデンサ
６ 冷媒配管
２１ 温調装置
２２ 熱交換器
２３ 駆動用モータ
２４ インバータ
２５ バッテリ
２６ 温調配管
２６ａ メイン配管
２６ｂ モータ配管
２６ｃ インバータ配管
２６ｄ バッテリ配管
２７ 電動ウォータポンプ
２８ 第１開閉弁
２９ 第２開閉弁
３１ 電気自動車制御装置
３２ エアコン制御装置
４２ バッテリ温度センサ
４３ モータ温度センサ
ＴB バッテリ温度
ＴBO バッテリ高温判定値
ＴM モータ温度
ＴMO モータ高温判定値
【図１】
2010064651.tif 000003
【図２】
2010064651.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010064651.tif 000006
【図５】
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