(57)【要約】【課題】車両の駆動時に空調装置に用いられる冷凍サイクルのコンプレッサと液冷式冷却装置のポンプとを適切に制御する。【解決手段】冷却システム１００は、内部を流通する冷媒を圧縮する電動のコンプレッサ１５２を有する冷凍サイクル１５０と、電動のウォータポンプ２０２によって循環される液体冷媒との熱交換によって車両に搭載された発熱源を冷却する冷却装置２００と、冷媒と液体冷媒との間で熱交換する熱交換器１６０と、車両の駆動時に駆動源に供給される電力が増加する場合に、コンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２のうちの使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方の作動量を減少させるとともに、他方の作動量を増加させるようにコンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２を制御するＥＣＵ３００とを含む。【選択図】図１
2014187772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動の駆動源を有する車両に搭載された冷却システムであって、
内部を流通する第１冷媒を圧縮する電動のコンプレッサを有する冷凍サイクルと、
電動のポンプによって循環される第２冷媒との熱交換によって前記車両に搭載された発熱源を冷却する冷却装置と、
前記第１冷媒と前記第２冷媒との間で熱交換する熱交換器と、
前記車両の駆動時に前記駆動源に供給される電力が増加する場合に、前記コンプレッサおよび前記ポンプのうちの使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方の作動量を減少させるとともに、他方の作動量を増加させるように前記コンプレッサおよび前記ポンプを制御する制御部とを含む、冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒と液冷式冷却装置に用いられる液体冷媒との間で熱交換する熱交換器を含む冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調装置の冷凍サイクルに用いられる冷媒と液冷式冷却装置に用いられる液体冷媒との間で熱交換する熱交換器を有する車両が公知である（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０１３６０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２２９３０号公報
【特許文献３】特開２００９−１２６２５８号公報
【特許文献４】特開２００９−１３０９９４号公報
【特許文献５】特開２０１１−２５５６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、空調装置の冷凍サイクルに用いられる冷媒によって液冷式冷却装置に用いられる液体冷媒を冷却する場合には、冷凍サイクル内で冷媒を圧縮する電動のコンプレッサと、液冷式冷却装置内で液体を循環させる電動のポンプとを作動させる電力が必要となるため、車両の駆動時に使用できる電力量が制限される場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の駆動時に空調装置に用いられる冷凍サイクルのコンプレッサと液冷式冷却装置のポンプとを適切に制御する冷却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】
この発明のある局面に係る冷却システムは、電動の駆動源を有する車両に搭載された冷却システムである。この冷却システムは、内部を流通する第１冷媒を圧縮する電動のコンプレッサを有する冷凍サイクルと、電動のポンプによって循環される第２冷媒との熱交換によって車両に搭載された発熱源を冷却する冷却装置と、第１冷媒と第２冷媒との間で熱交換する熱交換器と、車両の駆動時に駆動源に供給される電力が増加する場合に、コンプレッサおよびポンプのうちの使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方の作動量を減少させるとともに、他方の作動量を増加させるようにコンプレッサおよびポンプを制御する制御部とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によると、使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方の作動量を減少させるとともに他方の作動量を増加させるようにコンプレッサおよびポンプを制御するので、冷却システム全体の冷却能力を維持しつつ、コンプレッサおよびポンプの全体の使用電力を低減することができる。そのため、低減した電力分を車両の駆動に割り当てることができるため、車両の駆動時に使用できる電力量の制限を緩和することができる。したがって、車両の駆動時に空調装置に用いられる冷凍サイクルのコンプレッサと液冷式冷却装置のポンプとを適切に制御する冷却システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】コンプレッサおよびウォータポンプの放熱能力と使用電力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００１０】
本実施の形態に係る冷却システムは、回転電機等の電動の駆動源を有する車両に搭載される。本実施の形態においては、車両は、たとえば、回転電機のみを駆動源とする電動車両を一例として説明するが、駆動源となる回転電機に加えて内燃機関を搭載するハイブリッド車両であってもよいし、あるいは、回転電機および内燃機関を駆動源とするハイブリッド車両であってもよい。
【００１１】
車両には、アクセルペダル（図示せず）が設けられており、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて算出される要求パワーが発生するように車両が制御される。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係る冷却システム１００は、車両に搭載される空調装置に用いられる蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下の説明において単に冷凍サイクルと記載する）１５０と、車両に搭載される発熱源（以下、負荷とも記載する）２０４を冷却する液冷式冷却装置（以下の説明において単に冷却装置と記載する）２００と、冷凍サイクル１５０内の冷媒と冷却装置２００内の液体冷媒との間で熱交換を行う熱交換器１６０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを含む。
【００１３】
空調装置によって車室内の温度調整（たとえば、冷房あるいは暖房）が行われる。冷凍サイクル１５０は、空調装置の冷房時に作動する。
【００１４】
冷凍サイクル１５０は、コンプレッサ１５２と、コンデンサ１５４と、エバポレータ１５６と、バルブ１５８と、第１通路１６２とを含む。
【００１５】
コンプレッサ１５２は、車両に搭載されたモータを動力源として作動し、冷媒ガスを断熱的に圧縮して過熱状態の冷媒ガスとする電動の圧縮機である。コンプレッサ１５２は、冷凍サイクル１５０の作動時にエバポレータ１５６または熱交換器１６０を経由する第１通路１６２から流通する気相冷媒を吸入圧縮して、コンデンサ１５４に高温高圧の気相冷媒を吐出することによって、冷凍サイクル１５０内の冷媒を循環させる。コンプレッサ１５２は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて作動する。ＥＣＵ３００は、コンプレッサ１５２の作動量（回転数）（以下の説明においてはコンプレッサ回転数と記載する）を制御する。
【００１６】
なお、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ１５２に設けられる回転数センサからの検出信号に基づいてコンプレッサ回転数を検出してもよいし、あるいは、コンプレッサ１５２への電力供給状態（電圧および電流）に基づいてコンプレッサ回転数を検出してもよい。
【００１７】
コンデンサ１５４は、コンプレッサ１５２から流通する気相冷媒を液相冷媒に凝縮するための凝縮器である。コンデンサ１５４には、たとえば、車両の走行風や冷却ファンを用いた送風等によって外気が導入される。コンデンサ１５４内の冷媒と外気との間で熱交換が行われることによって、コンデンサ１５４内の冷媒の温度が低下し、気相冷媒が液相冷媒に凝縮される。エバポレータ１５６は、コンデンサ１５４から流通する液相冷媒を蒸発させる蒸発器である。
【００１８】
第１通路１６２は、コンデンサ１５４およびコンプレッサ１５２の各々に対してエバポレータ１５６と並列に接続される通路である。第１通路１６２は、コンデンサ１５４とエバポレータ１５６とを接続する通路から分岐し、エバポレータ１５６とコンプレッサ１５２とを接続する通路に合流する。第１通路１６２の途中には、バルブ１５８と、バルブ１５８よりも下流側に位置する熱交換器１６０とが設けられる。
【００１９】
バルブ１５８は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて通路１６２内の冷媒の流通を可能とする開状態と通路１６２内の冷媒の流通を遮断する閉状態との間で弁体を駆動させるソレノイドバルブである。バルブ１５８は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて開状態と閉状態とのうちのいずれか一方から他方に切り換えられるものであってもよいし、あるいは、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて弁体の開度を調整するものであってもよい。
【００２０】
なお、コンデンサ１５４とエバポレータ１５６とを接続する通路の途中、または、コンデンサ１５４と熱交換器１６０とを接続する通路の途中に、コンデンサ１５４から流通する液相冷媒を減圧する膨張弁が設けられてもよい。
【００２１】
また、エバポレータ１５６とコンプレッサ１５２とを接続する通路の途中、または、熱交換器１６０とコンプレッサ１５２とを接続する通路の途中に、気液分離器が設けられてもよい。この場合、気液分離器によって分離された気相冷媒は、コンプレッサ１５２に流通させられ、気液分離器によって分離された液相冷媒は、コンデンサ１５４に流通させられる。
【００２２】
ＥＣＵ３００は、冷房時においてコンプレッサ１５２を作動させる。ＥＣＵ３００は、設定温度と現在室温との差に加えて外気温を考慮してコンプレッサ回転数を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、設定温度と現在室温との差が大きいほどコンプレッサ回転数が増加するようにコンプレッサ１５２を制御する。また、ＥＣＵ３００は、外気温が高いほどコンプレッサ回転数が増加するようにコンプレッサ１５２を制御する。
【００２３】
冷却装置２００は、ウォータポンプ２０２と、負荷２０４と、第２通路２０６と、水温センサ２０８と、負荷温度センサ２１０とを含む。
【００２４】
ウォータポンプ２０２は、車両に搭載されたモータを動力源として作動して、不凍液（以下、単に冷却水と記載する）を循環させる電動のポンプである。ウォータポンプ２０２は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて作動する。ＥＣＵ３００は、ウォータポンプ２０２の作動量（回転数）（以下の説明においてＷ／Ｐ回転数と記載する）を制御する。
【００２５】
なお、ＥＣＵ３００は、ウォータポンプ２０２に設けられる回転数センサからの検出信号に基づいてＷ／Ｐ回転数を検出してもよいし、あるいは、ウォータポンプ２０２への電力供給状態（電圧および電流）に基づいてＷ／Ｐ回転数を検出してもよい。
【００２６】
負荷２０４は、車両に搭載された発熱源となる冷却対象物であって、たとえば、インバータやコンバータ等のスイッチング素子（たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated-Gate  Bipolar  Transistors）素子）、駆動源となる回転電機、バッテリのうちの少なくともいずれかである。なお、車両がハイブリッド車両である場合には、発熱源としては、エンジンが含まれる。
【００２７】
第２通路２０６は、ウォータポンプ２０２と、負荷２０４とを経由する循環通路である。第２通路２０６のウォータポンプ２０２と負荷２０４とを接続する通路の途中には、熱交換器１６０が設けられる。
【００２８】
熱交換器１６０には、図１の細破線に示す第１通路１６２の一部と、図１の太破線に示す第２通路２０６の一部とが内部を貫通するように設けられる。熱交換器１６０において、第１通路１６２と第２通路２０６との間には、熱伝導体が介在するように設けられる。なお、熱交換器１６０には、第１通路１６２内を流通する冷媒および第２通路２０６内を流通する冷却水を放熱するための放熱フィンが外周部分に設けられるようにしてもよい。
【００２９】
たとえば、コンデンサ１５４から第１通路１６２を経由して熱交換器１６０に液相冷媒が流通する場合には、熱交換器１６０内においてコンデンサ１５４から流通する液相冷媒が蒸発することによって、第２通路２０６を流通する冷却水の熱が奪われる。これにより、第２通路２０６を流通する冷却水が冷却される。
【００３０】
水温センサ２０８は、冷却水温を検出し、検出された冷却水温を示す信号をＥＣＵ３００に送信する。負荷温度センサ２１０は、負荷２０４の温度（負荷温度）を検出し、検出された負荷温度を示す信号をＥＣＵ３００に送信する。なお、負荷温度センサ２１０は、たとえば、負荷２０４が複数の構成要素を有する場合には、複数の構成要素のうちの最も温度が高い構成要素の温度を検出してもよいし、あるいは、いずれか一つの構成要素の温度を検出し、ＥＣＵ３００において検出された温度から最も温度が高い構成要素の温度が予測されてもよい。
【００３１】
ＥＣＵ３００は、車両のシステムの起動後にウォータポンプ２０２を作動させる。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却対象である負荷２０４の温度が目標負荷温度よりも高い場合にウォータポンプ２０２を作動させる。ＥＣＵ３００は、負荷２０４の温度が目標負荷温度以下になる場合にウォータポンプ２０２の作動量を低減させたり、あるいは、ウォータポンプ２０２の作動を停止させたりする。なお、ＥＣＵ３００は、負荷２０４の温度に代えて冷却水温に基づいてウォータポンプ２０２の回転数を制御してもよい。また、ＥＣＵ３００には、車速センサからの車速を示す信号と、アクセルペダルポジションセンサからのアクセルペダルの踏み込み量を示す信号と、外気温センサからの外気温を示す信号と、湿度センサからの湿度を示す信号等が入力される。
【００３２】
以上のような構成を有する冷却システム１００において、たとえば、コンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２の各々が作動中であって、かつ、バルブ１５８を閉状態として、冷凍サイクル１５０と冷却装置２００とが独立して作動している場合を想定する。
【００３３】
ＥＣＵ３００は、第２通路２０６内の冷却水の温度が目標冷却水温よりも高くなる場合に、バルブ１５８を開状態にする。バルブ１５８が開状態になることによりコンデンサ１５４から液相冷媒が第１通路１６２を流通する。第１通路１６２を流通する液相冷媒は、熱交換器１６０において蒸発する。熱交換器１６０内の第１通路１６２において液相冷媒が蒸発することによって、熱交換器１６０内の第２通路２０６を流通する冷却水の熱が奪われる。その結果、熱交換器１６０内の第２通路２０６を流通する冷却水が冷却される。ＥＣＵ３００は、第２通路２０６内の冷却水の温度が目標冷却水温以下（たとえば、露点温度以下）、あるいは、目標冷却水温よりも低い温度以下になる場合に、バルブ１５８を閉状態にする。
【００３４】
ところで、上述したように空調装置の冷凍サイクル１５０に用いられる冷媒によって冷却装置２００に用いられる液体冷媒を冷却する場合には、コンプレッサ１５２とウォータポンプ２０２とを作動させる電力が必要となる。そのため、車両の駆動時に使用できる電力量が制限される場合がある。
【００３５】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００が、車両の駆動時に回転電機に供給される電力が増加する場合に、コンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２のうちの使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方の作動量を減少させるとともに、他方の作動量を増加させるようにコンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２を制御する点を特徴とする。本実施の形態においては、コンプレッサ１５２の消費電力とウォータポンプ２０２の消費電力とのうちのいずれか高い方を、使用電力に対する放熱量の比率が悪い一方であるとする。
【００３６】
図２を参照して、本実施の形態におけるＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、要求力行アシスト量が増加するか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、回転電機に供給される電力が増加する場合に、要求力行アシスト量が増加すると判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、要求力行電力が実力行電力よりも大きい場合に、要求力行アシスト量が増加すると判定する。なお、ＥＣＵ３００は、たとえば、要求力行電力から実力行電力を減算した値がしきい値よりも大きくなる場合に、要求力行アシスト量が増加すると判定してもよい。
【００３８】
要求力行電力とは、アクセルペダルの踏み込み量に応じた車両の駆動に必要な電力であって、たとえば、アクセルペダルの踏み込み量と要求力行電力との関係を示すマップと、アクセルペダルの踏み込み量とに基づいて算出される。なお、車両が回転電機と内燃機関とを駆動源とする場合には、アクセルペダルの踏み込み量に応じて算出される要求パワーのうちの回転電機に対して要求される出力が要求力行電力に対応する。
【００３９】
実力行電力は、たとえば、回転電機に実際に供給されている電力をいう。実力行電力は、たとえば、車両に駆動力を発生させる回転電機に供給される電圧および電流によって算出されてもよいし、あるいは、回転電機の出力トルクと、車両の速度から算出される回転電機の回転数とを乗算することによって算出されてもよい。
【００４０】
要求力行アシスト量が増加する場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないときには（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１３２に移される。
【００４１】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ１５２の消費電力がウォータポンプ２０２の消費電力よりも大きいか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、コンプレッサ１５２に供給される電圧および電流に基づいてコンプレッサ１５２の消費電力を算出する。同様に、ＥＣＵ３００は、たとえば、ウォータポンプ２０２に供給される電圧および電流に基づいてウォータポンプ２０２の消費電量を算出する。コンプレッサ１５２の消費電力がウォータポンプ２０２の消費電力よりも大きい場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。
【００４２】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕があるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値は、たとえば、ウォータポンプ２０２の最大回転数であってもよいし、最大回転数よりも所定量だけ小さい値であってもよい。ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数がしきい値以上である場合には、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕がないと判定し、Ｗ／Ｐ回転数がしきい値よりも小さい場合には、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕があると判定する。
【００４３】
ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕があると判定される場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１３８に移される。
【００４４】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数が最大回転数となる冷却対象物である負荷２０４の目標温度（以下、目標負荷温度と記載する）を設定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、目標負荷温度を、負荷２０４の実温度との差からＷ／Ｐ回転数が最大となる温度に引き下げてもよい。
【００４５】
Ｓ１０７にて、ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数が最大回転数となることにより生じるウォータポンプ２０２の冷却能力の余裕量に応じた分だけコンプレッサ回転数を減少させる。ＥＣＵ３００は、たとえば、Ｗ／Ｐ回転数の現在値と、最大回転数との差に基づいてウォータポンプ２０２の冷却能力の余裕量（すなわち、コンプレッサ回転数の減少許容量）を算出してもよい。
【００４６】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３００は、水温センサ２０８から冷却水温を取得する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ３００は、取得した冷却水温に応じてＷ／Ｐ回転数を制御する。具体的には、ＥＣＵ３００は、冷却水温が上昇するほどＷ／Ｐ回転数が上昇するようにウォータポンプ２０２を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温の上昇量に比例した変化量でＷ／Ｐ回転数を上昇させる。
【００４７】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数が最大回転数であるか否かを判定する。Ｗ／Ｐ回転数が最大回転数である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に戻される。
【００４８】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ回転数を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温に応じてコンプレッサ回転数を制御する。ＥＣＵ３００は、冷却水温が上昇するほどコンプレッサ回転数が上昇するようにコンプレッサ１５２を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温の上昇量に比例した変化量でコンプレッサ回転数を上昇させてもよいし、冷却水温の実測値と目標冷却水温との差に応じた回転数になるようにコンプレッサ回転数を制御してもよいし、負荷２０４の温度の実測値と目標負荷温度との差に応じた回転数になるようにコンプレッサ回転数を制御してもよい。
【００４９】
Ｓ１１６にて、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕があるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ回転数がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値は、たとえば、コンプレッサ１５２の最大回転数であってもよいし、最大回転数よりも所定量だけ小さい値であってもよい。ＥＣＵ３００は、コンプレッサ回転数がしきい値以上である場合には、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕がないと判定し、コンプレッサ回転数がしきい値よりも小さい場合には、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕があると判定する。
【００５０】
コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕がある場合には（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１３８に移される。
【００５１】
Ｓ１１８にて、ＥＣＵ３００は、負荷２０４を現在温度で維持できる回転数領域の下限値までＷ／Ｐ回転数を低下させる。ＥＣＵ３００は、たとえば、負荷２０４の温度と、当該温度を維持できるウォータポンプ２０２の回転数領域との関係を示すマップ等を用いて現在の負荷２０４の温度に対する回転数領域の下限値を算出して、算出された下限値になるようにウォータポンプ２０２を制御してもよい。あるいは、ＥＣＵ３００は、負荷２０４の温度の実測値が上昇を開始するまでＷ／Ｐ回転数を低下させるようにしてもよい。
【００５２】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ３００は、目標冷却水温を下限値に設定する。ここで下限値とは、露点温度である。露点温度は、外気温および湿度に基づいて算出される。
【００５３】
Ｓ１２２にて、ＥＣＵ３００は、ウォータポンプ２０２による放熱量が負荷２０４の発熱量を上回る冷却水温になるまでコンプレッサ回転数を増加させる。冷却装置２００における放熱量は、たとえば、冷却水温、負荷２０４の温度、および、Ｗ／Ｐ回転数等に基づいて算出される。また、負荷２０４の発熱量は、たとえば、バッテリの場合には、内部抵抗、電流および電圧等に基づいて算出される。なお、負荷２０４の発熱量としては、負荷２０４に含まれる部品のうちの熱に対する耐性が他の部品よりも低い部品の発熱量の許容量を超えないように設定されることが望ましい。
【００５４】
Ｓ１２４にて、ＥＣＵ３００は、水温センサ２０８から冷却水温を取得する。Ｓ１２６にて、ＥＣＵ３００は、取得した冷却水温に応じてＷ／Ｐ回転数を制御する。具体的には、ＥＣＵ３００は、冷却水温が低下するほどＷ／Ｐ回転数が低下するようにウォータポンプ２０２を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温の低下量に比例した変化量でＷ／Ｐ回転数を低下させる。
【００５５】
Ｓ１２８にて、ＥＣＵ３００は、冷却水温が下限値に到達したか否かを判定する。冷却水温が下限値に到達した場合には（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０に移される。もしそうでない場合には（Ｓ１２８にてＮＯ）、処理はＳ１２４に戻される。
【００５６】
Ｓ１３０にて、ＥＣＵ３００は、Ｗ／Ｐ回転数を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温に応じてＷ／Ｐ回転数を制御する。ＥＣＵ３００は、冷却水温が上昇するほどＷ／Ｐ回転数が上昇するようにウォータポンプ２０２を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、冷却水温の上昇量に比例した変化量でＷ／Ｐ回転数を上昇させてもよいし、冷却水温の実測値と目標冷却水温との差に応じた回転数になるようにＷ／Ｐ回転数を制御してもよいし、負荷２０４の温度の実測値と目標負荷温度との差に応じた回転数になるようにＷ／Ｐ回転数を制御してもよい。
【００５７】
Ｓ１３２にて、ＥＣＵ３００は、冷却水温が露点温度よりも大きいか否かを判定する。冷却温度が露点温度よりも大きい場合（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１３２にてＮＯ）、処理はＳ１３８に移される。
【００５８】
Ｓ１３４にて、ＥＣＵ３００は、コンプレッサ回転数を増加させるとともに、Ｗ／Ｐ回転数を減少させる。ＥＣＵ３００は、たとえば、コンプレッサ回転数を所定量だけ増加させるとともに、Ｗ／Ｐ回転数を所定量だけ減少させるようにしてもよい。コンプレッサ回転数の増加量およびＷ／Ｐ回転数の減少量は、少なくとも車両に加速が要求される場合において、要求に応じた加速の実現に影響のない範囲内で決定されることが望ましい。
【００５９】
Ｓ１３６にて、ＥＣＵ３００は、冷却水温が露点温度以下であるか、あるいは、使用電力量が大きくなるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、コンプレッサ１５２の消費電力とウォータポンプ２０２の消費電力との総和が、コンプレッサ回転数の増加前と比較して所定量よりも大きくなる場合に、使用電力量が大きくなると判定する。冷却水温が露点温度以下であるか、あるいは、使用電力量がしきい値よりも大きくなる場合（Ｓ１３６にてＹＥＳ）、処理はＳ１３８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１３６にてＮＯ）、処理はＳ１３６に戻される。
【００６０】
Ｓ１３８にて、ＥＣＵ３００は、通常制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ３００は、負荷２０４の温度と目標負荷温度との差に応じてＷ／Ｐ回転数を制御する。また、ＥＣＵ３００は、冷却水温がしきい値よりも大きい場合には、バルブ１５８を開状態にする。ＥＣＵ３００は、バルブ１５８が開状態である場合には、冷却水温の実測値と目標冷却水温との差に応じてコンプレッサ回転数またはバルブ１５８の開度を制御する。
【００６１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る冷却システム１００の動作について説明する。
【００６２】
＜コンプレッサの消費電力がウォータポンプの消費電力よりも大きい場合＞
たとえば、一定の車速で車両が走行している場合を想定する。この場合において、たとえば、アクセルペダルの踏み込み量の増大等に起因して、力行要求電力が実力行電力を上回ると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、コンプレッサ１５２の消費電力がウォータポンプ２０２の消費電力よりも大きいため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕があるか否かが判定される（Ｓ１０４）。
【００６３】
Ｗ／Ｐ回転数がしきい値よりも小さいことにより、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕があると判定される場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、Ｗ／Ｐ回転数が最大となる目標負荷温度が設定され（Ｓ１０６）、Ｗ／Ｐ回転数が最大となることで生じる冷却能力の余裕分だけコンプレッサ回転数が低下される（Ｓ１０７）。コンプレッサ回転数の低下によってコンプレッサ１５２の消費電力が低減される。
【００６４】
水温センサ２０８から冷却水温が取得され（Ｓ１０８）、取得された冷却水温に応じてＷ／Ｐ回転数が制御される（Ｓ１１０）。なお、コンプレッサ回転数の低下によって、冷却水温は、上昇するように変化する。そのため、冷却水温が上昇するほど、Ｗ／Ｐ回転数が上昇するようにウォータポンプ２０２が制御される。
【００６５】
そして、Ｗ／Ｐ回転数が最大となる場合に（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、コンプレッサ回転数を制御することによって（Ｓ１１４）、負荷２０４の温度が目標負荷温度以下になるように制御される。
【００６６】
なお、Ｗ／Ｐ回転数がしきい値以上であることにより、ウォータポンプ２０２の冷却能力に余裕がないと判定される場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、通常制御が実行される（Ｓ１３８）。
【００６７】
＜コンプレッサの消費電力がウォータポンプの消費電力よりも小さい場合＞
たとえば、一定の車速で車両が走行している場合を想定する。この場合において、たとえば、アクセルペダルの踏み込み量の増大等に起因して、力行要求電力が実力行電力を上回ると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、コンプレッサ１５２の消費電力がウォータポンプ２０２の消費電力よりも小さいため（Ｓ１０２にてＮＯ）、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕があるか否かが判定される（Ｓ１１６）。
【００６８】
コンプレッサ回転数がしきい値よりも小さいことにより、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕があると判定される場合には（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、負荷２０４を現在温度で維持できる回転数範囲の下限値までＷ／Ｐ回転数が下げられ（Ｓ１１８）、目標冷却水温が露点温度に設定される（Ｓ１２０）。そして、放熱量が発熱量を上回る冷却水温になるようにコンプレッサ回転数が増加される（Ｓ１２２）。
【００６９】
水温センサ２０８から冷却水温が取得され（Ｓ１２４）、取得された冷却水温に応じてＷ／Ｐ回転数が制御される（Ｓ１２６）。なお、放熱量が発熱量を上回るようにコンプレッサ回転数が増加することによって、冷却水温は、低下するように変化する。そのため、冷却水温が低下するほど、Ｗ／Ｐ回転数が低下するようにウォータポンプ２０２が制御される。Ｗ／Ｐ回転数の低下によってウォータポンプ２０２の消費電力が低減される。
【００７０】
冷却水温が露点温度に到達する場合に（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、Ｗ／Ｐ回転数を制御することによって、負荷２０４の温度が目標負荷温度以下になるように制御される（Ｓ１３０）。
【００７１】
なお、コンプレッサ回転数がしきい値以上であることにより、コンプレッサ１５２の冷却能力に余裕がないと判定される場合には（Ｓ１１６にてＮＯ）、通常制御が実行される。
【００７２】
＜力行要求電力が実力行電力以下である場合＞
たとえば、一定の車速で車両が走行するなどして力行要求電力が実力行電力以下となる場合には（Ｓ１００にてＮＯ）、冷却水温が露点温度よりも大きいと（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、コンプレッサ回転数が所定量だけ増加させられ、Ｗ／Ｐ回転数が所定量だけ減少させられる（Ｓ１３４）。これにより、コンプレッサ１５２の消費電力とウォータポンプ２０２の消費電力との総和を維持しつつ、冷却水温の温度が低下させられる。そして、冷却水温が露点温度以下になるか、あるいは、使用電力量が大きくなると（Ｓ１３６にてＹＥＳ）、通常制御が実行される（Ｓ１３８）。
【００７３】
以上のようにして、本実施の形態に係る冷却システムによると、コンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２のうち消費電力が悪い一方の回転数を減少させるとともに他方の回転数を増加させるようにコンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２を制御するので、冷却システム１００全体の冷却能力を維持しつつ、コンプレッサ１５２およびウォータポンプの全体の使用電力を低減することができる。そのため、低減した電力分を車両の駆動に割り当てることができるため、車両の駆動時に使用できる電力量の制限を緩和することができる。したがって、車両の駆動時に空調装置に用いられる冷凍サイクルのコンプレッサと液冷式冷却装置のポンプとを適切に制御する冷却システムを提供することができる。
【００７４】
本実施の形態においては、コンプレッサ１５２の消費電力と、ウォータポンプ２０２の消費電力とを比較して、いずれか大きい一方の回転数を低下させるとともに他方の回転数を増加させることで、冷却システム１００全体の冷却能力を維持しつつ、コンプレッサ１５２およびウォータポンプ２０２の全体の消費電力を低減したが、たとえば、コンプレッサ１５２の放熱効率と、ウォータポンプ２０２の放熱効率とを比較して、いずれか低い一方の回転数を低下させるとともに他方の回転数を増加させるようにしてもよい。
【００７５】
ウォータポンプ２０２の放熱効率とは、ウォータポンプ２０２における使用電力に対する放熱能力の比率をいう。ウォータポンプ２０２の放熱効率は、外気温や車速によって変化しない、すなわち、外気温や車速に影響されない。そのため、ウォータポンプ２０２の放熱効率は、図３の実線の傾きに示されるように予め定められた比率となる。
【００７６】
一方、コンプレッサ１５２の放熱効率とは、コンプレッサ１５２における使用電力に対する放熱能力の比率をいう。コンプレッサ１５２の放熱効率は、外気温や車速によって変化する、すなわち、外気温や車速に影響される。これは、コンデンサ１５４には、外気が導入されることに起因する。そのため、たとえば、図３の破線の傾きに示されるように、外気温が高くなるほど、あるいは、車速が低くなるほどコンプレッサ１５２の使用電力に対する放熱能力は低下するため、コンプレッサ１５２の放熱効率は低下することとなる。一方、外気温が低くなるほど、あるいは、車速が高くなるほどコンプレッサ１５２の使用電力に対する放熱能力は増加するため、コンプレッサ１５２の放熱効率は増加することとなる。ＥＣＵ３００は、たとえば、外気温と、車速と、外気温と車速とコンプレッサ１５２の放熱効率との関係を示すマップとを用いてコンプレッサ１５２の放熱効率を算出する。外気温と車速とコンプレッサ１５２の放熱効率との関係を示すマップは、設計的あるいは実験的に適合される。
【００７７】
また、消費電力と放熱効率の両方を考慮してコンプレッサ回転数とＷ／Ｐ回転数とを制御してもよい。ＥＣＵ３００は、たとえば、コンプレッサ１５２の消費電力がウォータポンプ２０２の消費電力よりも大きく、かつ、コンプレッサ１５２の放熱効率がウォータポンプ２０２の放熱効率よりも低い場合に、コンプレッサ回転数を低下させるとともにＷ／Ｐ回転数を増加させるようにしてもよい。あるいは、ＥＣＵ３００は、たとえば、ウォータポンプ２０２の消費電力がコンプレッサ１５２の消費電力よりも大きく、かつ、ウォータポンプ２０２の放熱効率がコンプレッサ１５２の放熱効率よりも低い場合に、Ｗ／Ｐ回転数を低下させるとともにコンプレッサ回転数を増加させるようにしてもよい。
【００７８】
また、本実施の形態においては、力行要求アシスト量が増加する場合の一例として、電動車両において一定の車速で走行している場合に、アクセルペダルの踏み込み量が増大する場合を挙げたがこのような場合に限定されるものではない。たとえば、ハイブリッド車両の駆動時においては、アクセルペダルの踏み込み量に応じて算出される要求パワーをエンジンと駆動用の回転電機とで分担して車両を駆動させる場合がある。したがって、一定の車速で走行している場合には、たとえば、エンジンを所定の動作線で作動させることにより、この分担比率が変更される場合がある。そのため、たとえば、モータの分担比率が増加する場合は、力行要求アシスト量が増加する場合に対応することとなる。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１００  冷却システム、１５０  冷凍サイクル、１５２  コンプレッサ、１５４  コンデンサ、１５６  エバポレータ、１５８  バルブ、１６０  熱交換器、１６２  第１通路、２００  冷却装置、２０２  ウォータポンプ、２０４  負荷、２０６  第２通路、２０８  水温センサ、２１０  負荷温度センサ。
【図１】
2014187772.tif 000003
【図２】
2014187772.tif 000004
【図３】
2014187772.tif 000005