(57)【要約】【課題】車室内の冷房を行いながら走行用モーター駆動回路の発熱機器を冷却する車両用空調装置を提供する。【解決手段】車室外熱交換器７の冷媒流出側とコンプレッサー５の冷媒吸入側との間に第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とを並列に設け、第１の冷媒流路には、車室外熱交換器７の冷媒流出側から順に流量制御弁１２と第１膨張弁１３と車室内熱交換器１４とを接続するとともに、第２の冷媒流路には、車室外熱交換器７の冷媒流出側から順に第２膨張弁１０と車両用モーターの駆動回路４の発熱機器とを接続し、所定時間ごとに車両用モーター駆動回路４の発熱量と冷却量を推定して所定時間ごとの発熱量と冷却量との差を熱収支として積算し、熱収支積算値に基づいて流量制御弁１２を開閉する。【選択図】  図１
2004224291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の制駆動を行う車両用モーターを備えた電気自動車およびハイブリッド車両に装備され、
コンプレッサー専用モーターにより駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッサーと、
前記コンプレッサーの冷媒吐出側に接続されて冷媒と外気との間で熱交換を行う車室外熱交換器と、
前記車室外熱交換器の冷媒流出側と前記コンプレッサーの冷媒吸入側との間に第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とを並列に設けた車両用空調装置であって、
前記第１の冷媒流路には、前記車室外熱交換器の冷媒流出側から順に冷媒流量を制御する流量制御弁と、冷媒を断熱膨張させる第１膨張弁と、ブロアファンにより送風された空気と冷媒との間で熱交換を行う車室内熱交換器とを接続するとともに、
前記第２の冷媒流路には、前記車室外熱交換器の冷媒流出側から順に冷媒を断熱膨張させる第２膨張弁と、前記車両用モーターの駆動回路の発熱機器とを接続し、
所定時間ごとに前記車両用モーター駆動回路の発熱量を推定する発熱量推定手段と、
前記所定時間ごとに前記車両用モーター駆動回路の冷却量を推定する冷却量推定手段と、
前記車両用モーター駆動回路の所定時間ごとの発熱量と冷却量との差を熱収支として積算する熱収支積算手段と、
前記熱収支積算手段の熱収支積算値に基づいて前記流量制御弁を開閉する弁開閉制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記車両用モーターへ流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
前記発熱量推定手段は、前記車両用モーターへ流れる電流と前記車両用モーター駆動回路の熱損失係数とに基づいて前記車両用モーター駆動回路の発熱量を推定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記車両用モーターへ流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記車両用モーターに印加される電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記発熱量推定手段は、前記車両用モーターへ流れる電流、前記車両用モーターに印加される電圧および前記車両用モーター駆動回路の熱損失係数とに基づいて前記車両用モーター駆動回路の発熱量を推定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の車両用空調装置において、
前記発熱量推定手段は、前記車両用モーターによる走行駆動時と回生発電時とで異なる前記車両用モーター駆動回路の熱損失係数を用いることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
前記車両用モーター駆動回路の発熱機器の温度を検出する発熱機器温度検出手段と、
前記コンプレッサーの冷媒吸入側の低圧冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段とを備え、
前記冷却量推定手段は、前記車両用モーター駆動回路の発熱機器温度、前記低圧冷媒の温度および前記車両用モーター駆動回路の効率に基づいて前記車両用モーター駆動回路の冷却量を推定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両用空調装置において、
車室内温度設定値と車両を取りまく熱環境条件に基づいて車室内へ吹き出される空調風の目標吹出温度を決定する目標吹出温度決定手段と、
前記車両用モーター駆動回路の発熱機器の冷却要求温度を決定する冷却要求温度決定手段と、
前記目標吹出温度と前記冷却要求温度に基づいて目標冷却温度を決定する目標冷却温度決定手段と、
前記車室内熱交換器の吹出空気温度を検出する空気温度検出手段と、
前記車両用モーター駆動回路の発熱機器の温度を検出する発熱機器温度検出手段と、
前記コンプレッサーの冷媒吐出能力を制御するコンプレッサー制御手段とを備え、
前記熱収支積算手段の熱収支積算値が前記流量制御弁を閉じる判定基準値より小さい場合は、前記弁開閉制御手段により前記流量制御弁を閉じるとともに、前記コンプレッサー制御手段により前記車室内熱交換器の吹出空気温度が前記目標冷却温度となるように前記コンプレッサーの冷媒圧縮能力を制御し、前記熱収支積算手段の熱収支積算値が前記流量制御弁を開放する判定基準値より大きい場合は、前記弁開閉手段により前記流量制御弁を開放するとともに、前記コンプレッサー制御手段により前記車両用モーター駆動回路の発熱機器温度が前記目標冷却温度となるように前記コンプレッサーの冷媒圧縮能力を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動コンプレッサーを備えた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動コンプレッサーから吐出される冷媒をコンデンサー、膨張弁、走行用モーター駆動回路の発熱機器、エバポレーターの順に循環させ、エバポレーターにより車室内の冷房を行うと同時に、走行用モーター駆動回路に内蔵される電力変換素子などの発熱機器の冷却を行うようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開２００１−３０９５０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の車両用空調装置では、走行用モーター駆動回路の発熱機器の下流にエバポレーターを接続し、膨張弁を通過した後の低温冷媒を走行用モーター駆動回路の発熱機器からエバポレーターへ流しているので、走行用モーター駆動回路の発熱機器の発熱量が走行状態やバッテリーの充電状態によって瞬時に増加しても、走行用モーター駆動回路の発熱機器の冷却が追従できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、車室内の冷房を行いながら走行用モーター駆動回路の発熱機器を冷却する車両用空調装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車室外熱交換器の冷媒流出側とコンプレッサーの冷媒吸入側との間に第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とを並列に設け、第１の冷媒流路には、車室外熱交換器の冷媒流出側から順に流量制御弁と第１膨張弁と車室内熱交換器とを接続するとともに、第２の冷媒流路には、車室外熱交換器の冷媒流出側から順に第２膨張弁と車両用モーターの駆動回路の発熱機器とを接続し、所定時間ごとに車両用モーター駆動回路の発熱量と冷却量を推定して所定時間ごとの発熱量と冷却量との差を熱収支として積算し、熱収支積算値に基づいて流量制御弁を開閉する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車室内の冷房を行いながら、走行用モーター駆動回路における発熱量の急変に対応して走行用モーター駆動回路の発熱機器の冷却を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明を、エンジンとモータージェネレーターのいずれか一方または両方の駆動力により走行するハイブリッド車両に適用した一実施の形態を説明する。なお、本発明は車両の制駆動を行う車両用モーターを備えた電気自動車およびハイブリッド車両に適用することができる。
【０００９】
図１は一実施の形態の構成を示す。一実施の形態の車両は、エンジン１の出力軸にモータージェネレーター２が連結され、車両の発進時や低速走行時にはモータージェネレーター２の駆動力により走行し、高速高負荷時にはエンジン１の駆動力により走行し、車両減速時にはモータージェネレーター２の回生制動力により減速する。また、エンジン１の駆動力により走行しているときに、モータージェネレーター２により発電を行いバッテリー３を充電することができる。
【００１０】
車両コントローラー４は制御回路およびインバーター（ともに不図示）を備え、モータージェネレーター２の駆動制御を行う。モータージェネレーター２により車両を走行させる場合には、バッテリー３の直流電力を交流電力に変換してモータージェネレーター２へ供給し、逆にモータージェネレーター２により回生制動および発電を行う場合には、モータージェネレーター２からの交流電力を直流電力に変換してバッテリー３を充電する。
【００１１】
車両用空調装置のコンプレッサー５はエンジンルームに設置され、そのケーシング内には駆動用モーター１１が一体に組み込まれている。インバーター６はコンプレッサー駆動用モーター１１の駆動装置であり、バッテリー３の直流電力を交流電力に変換してコンプレッサー駆動用モーター１１へ供給するか、あるいはモータージェネレーター２の回生電力または発電電力を交流電力に変換してコンプレッサー駆動用モーター１１へ供給する。
【００１２】
車室外熱交換器（コンデンサー）７は車室外に設置され、コンプレッサー５から吐出される冷媒の熱を外気に放熱する。コンプレッサー駆動用インバーター６は、コンプレッサー５の実際の回転速度、コンプレッサー駆動用モーター１１に供給している電圧や電流などのコンプレッサー運転情報を制御装置８へ送る。制御装置８は、インバーター６の運転情報、熱環境条件、目標冷暖房条件などに基づいて車室内空調に必要なコンプレッサー能力を制御する。
【００１３】
車室外熱交換器７の冷媒流出側には、エアコンサイクル高圧側の冷媒圧力Ｐｄを検出する圧力センサー９が設置されている。車室外熱交換器７から流出した冷媒は２つの流路に分流し、コンプレッサー５へ戻る。一方は膨張弁１０から車両コントローラー４とインバーター６を通りコンプレッサー５へ戻る流路であり、他方は電磁弁１２から膨張弁１３と車室内熱交換器（エバポレーター）１４を通りコンプレッサー５へ戻る流路である。
【００１４】
電磁弁１２が開放されているときは、低温低圧の冷媒が車両コントローラー４およびインバーター６と車室内熱交換器１４の両方に流入し、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器を冷却するとともに、車室内熱交換器１４を通過する空気の熱を冷媒に吸熱して冷却する。一方、電磁弁１２が閉じられているときは、低温低圧の冷媒が車両コントローラー４およびインバーター６へ流入し、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器を冷却する。
【００１５】
バッテリーコントローラー１５は、ＳＯＣセンサー１６により検出したバッテリーの充電状態ＳＯＣと温度センサー１７により検出したバッテリー温度を車両コントローラー４へ送る。また、車両コントローラー４は、温度センサー１８により検出した発熱機器の温度Ｔｐｈ、電圧センサー１９により検出したモータージェネレーターの電圧Ｖｐｈ、および電流センサー２０により検出したモータージェネレーター電流Ｉｐｈを制御装置８へ送る。
【００１６】
なお、コンプレッサー駆動用インバーター６においても同様に、電力変換素子などの発熱機器の温度、コンプレッサー用モーター１１への印加電圧と電流を検出し、これらの情報を制御装置８へ送るようにしてもよいが、車両コントローラー４の方がコンプレッサー駆動用インバーター６よりもはるかに高出力なので、この一実施の形態ではコンプレッサー駆動用インバーター６の情報を無視する。
【００１７】
なお、実際の車両では、車両前部に設置される車室外熱交換器７の背後にエンジン冷却水冷却用のラジエーター（不図示）が設けられる。
【００１８】
空調ダクト２１の上流端には、走行風圧を受けて車室外空気（外気）を導入する外気導入口２２と、車室内の空気（内気）を導入する内気導入口２３と、外気導入口２２と内気導入口２３とを任意の比率で開閉するインテークドア２４とが設けられている。インテークドア２４の開度Ｘｉｎｔは、外気導入量が０で完全に内気循環となる位置をＸｉｎｔ＝０％とし、内気導入量が０で完全に外気導入となる位置をＸｉｎｔ＝１００％とする。
【００１９】
空調ダクト２１内の外気導入口２２、内気導入口２３およびインテークドア２４の下流にはブロアファン２５が配置され、ブロアファンモーター２６により駆動される。フロアファン２５は外気導入口２２から導入した外気と内気導入口２３から導入した内気を車室内熱交換器１４へ送風し、車室内熱交換器１４はブロアファン２５により送風された空気と熱交換を行い、送風された空気を冷却する。
【００２０】
空調ダクト２１内の車室内熱交換器１４の下流にはエアーミックスドア２７が設けられる。エアーミックスドア２７は不図示のアクチュエーターにより駆動され、ヒーターコア２８を通過する空気とヒーターコア２８を迂回する空気との割合を調節する。エアーミックスドア２７の開度Ｘｍｉｘは、図示の一点鎖線位置にあってヒーターコア２８を通過する空気の割合が０％となる位置をＸｍｉｘ＝０％（全閉、フルクール）とし、図示の二点差線位置にあってヒーターコア２８を通過する空気の割合が１００％となる位置をＸｍｉｘ＝１００％（全開、フルホット）とする。ヒーターコア２８には配管４４を通してエンジン１の冷却水が導かれ、ヒーターコア２８を通過する空気を過熱する。
【００２１】
空調ダクト２１内のエアーミックスドア２７とヒーターコア２８の下流にはエアーミックスチャンバー２９が設けられ、ヒーターコア２８を通過した温風とヒーターコア２８を迂回した冷風とを混合して目標温度の空調風を生成する。エアーミックスチャンバー２９には乗員の上半身へ向けて空調風を吹き出すベンチレーター吹き出し口３０と、乗員の足元へ向けて空調風を吹き出すフット吹き出し口３１と、フロントウインドウガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹き出し口３２とが設けられ、各吹き出し口にはベンチレータードア３３、フットドア３４およびデフロスタドア３５が設けられる。これらの各ドアは不図示のアクチュエーターにより開閉される。
【００２２】
日射センサー３６は車両の日射量Ｑｓｕｎを検出し、外気温センサー３７は外気温Ｔａｍｂを検出する。また、室温センサー３８は車室内温度Ｔｉｃを検出し、水温センサー３９はエンジン１の冷却水温度Ｔｗを検出する。車室内熱交換器吹出温度センサー４０は車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔを検出する。ＳＯＣセンサー１６はバッテリーの充電状態ＳＯＣを検出し、バッテリー温度センサー１７はバッテリー温度を検出する。
【００２３】
車両コントローラー４の発熱機器温度センサー１８は電力変換素子などの発熱機器の温度Ｔｐｈを検出し、電圧センサー１９はモータージェネレーター２に印加される電圧Ｖｐｈを検出し、電流センサー２０はモータージェネレーター２に流れる電流Ｉｐｈを検出する。
【００２４】
室温設定器４１は乗員が車室内温度Ｔｐｔｃを設定するための操作部材であり、吹き出し口モードスイッチ４２は吹き出し口モードを切り換えるための操作部材である。また、ブロアファンスイッチ４３はブロアファンの運転および停止と運転時の速度を切り換えるための操作部材である。
【００２５】
制御装置８はマイクロコンピューターとＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーターなどの周辺部品から構成され、日射量Ｑｓｕｎ、外気温Ｔａｍｂ、車室内温度Ｔｉｃ、エンジン冷却水温Ｔｗ、車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ、車室内温度設定値Ｔｐｔｃなどの熱環境条件に基づいてコンプレッサー５の回転速度Ｎｃｏｍｐ、エアーミックスドア開度Ｘｍｉｘ、インテークドア開度Ｘｉｎｔ、吹出口モード、ブロアファン駆動電圧Ｖｆａｎ、目標吹出風温度Ｔｏｆなどの目標冷暖房条件を演算し、車室内の冷暖房条件が目標条件となるようにブロアファンモーター２６、インテークドアアクチュエーター（不図示）、エアーミックスドアアクチュエーター（不図示）、ベンチレータードアアクチュエーター（不図示）、フットドアアクチュエーター（不図示）、デフロスタドアアクチュエーター（不図示）などを駆動制御し、コンプレッサー駆動用インバーター６へコンプレッサー回転速度Ｎｃｏｍｐを出力する。
【００２６】
モータージェネレーター駆動用車両コントローラー４とコンプレッサー駆動用インバーター６の電力変換素子などの発熱機器は、配管やケーシング壁を介して冷媒に接するように配置され、低温低圧の冷媒により冷却される。これらの発熱機器は空調用の低温冷媒により冷却されるので、車両コントローラー４およびインバーター６の小型化を図ることができ、冷却のために専用の配管や熱交換器を設置する必要がない。
【００２７】
また、車両コントローラー４とインバーター６の発熱機器を冷却する冷媒流路と、車室内熱交換器１４で空調風を冷却する冷媒流路とを並列に設けたので、車室内空気の冷房とは無関係に車両コントローラー４とインバーター６の発熱機器の冷却を行うことができ、これらの発熱機器の発熱量が急に増加しても冷却能力を急激に増加させて対応することができる。
【００２８】
図２〜図３は、制御装置８で実行される空調制御プログラムを示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。図２のステップ１において、車室内設定温度Ｔｐｔｃ、外気温Ｔａｍｂ、日射量Ｑｓｕｎ、車室内温度Ｔｉｃなどの熱環境条件から車両の空調負荷を予測し、目標吹出温度ＸＭを演算する。続くステップ２では目標冷却温度Ｔｏｆを演算する。
【００２９】
この実施の形態では、目標吹出温度ＸＭの空調風が車室内に吹き出すまでの空調ダクト２１内での温度上昇を考慮した設定温度（ＸＭ−５℃）と、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器の冷却要求温度Ｔ’ｐｈとの大小を判定し、いずれか低い方を目標冷却温度Ｔｏｆに設定する。なお、目標冷却温度Ｔｏｆは、車室内熱交換器１４の凍結防止とウインドシールドの曇り防止のために、３℃≦Ｔｏｆ≦１０℃の上下限以内とする。
【００３０】
ステップ３において電流センサー２０により車両コントローラー４の出力電流Ｉｐｈを検出し、続くステップ４で温度センサー１８により車両コントローラー４の発熱機器の温度Ｔｐｈを検出し、さらにステップ５で電圧センサー１９により車両コントローラーの出力電圧Ｖｐｈを検出する。ステップ６では温度センサー４０により車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔを検出する。
【００３１】
ステップ７〜９において、車両コントローラー４およびインバーター６を流れる冷媒量に応じて冷媒が車両コントローラー４およびインバーター６から熱を奪う際の熱伝達率αを選択する。なお、上述したようにインバーター６の発熱量は車両コントローラー４の発熱量に比べて無視できる程度に小さいので、インバーター６の発熱量を考慮しなくても問題はない。
【００３２】
ステップ７で電磁弁１２の開閉状態を確認し、閉じられているときはステップ８へ進み、すべての冷媒が車両コントローラー４とインバーター６へ流入するので熱伝達率αに所定値α１を設定する。一方、電磁弁１２が開放されているときはステップ９へ進み、冷媒が車両コントローラー４と車室内熱交換器１４とへ分流するので車両コントローラー４への流入量が少なくなり、熱伝達率αに所定値α２を設定する。ここで、熱伝達率の所定値α１とα２は、車両コントローラー４とインバーター６へ流入する冷媒量の違いからα１＞α２となる。
【００３３】
ステップ１０で、車両コントローラー４の出力電流Ｉｐｈの正負を確認する。この一実施の形態ではバッテリー３からモータージェネレーター２へ流れる場合を正とし、モータージェネレーター２からバッテリー３へ流れる場合を負とする。電流Ｉｐｈ≧０でバッテリー３からモータージェネレーター２へ電流が流れ、モータージェネレーター２により車両の走行駆動が行われているときはステップ１１へ進み、車両コントローラー４における微小時間Δｔの間の熱収支ΔＫＪを演算する。
【００３４】
一方、電流Ｉｐｈ＜０でモータージェネレーター２からバッテリー３へ電流が流れ、モータージェネレーター２により回生制動または発電が行われているときはステップ１２へ進み、車両コントローラー４における微小時間Δｔの間の熱収支ΔＫＪを演算する。なお、インバーター６の熱収支は、車両コントローラー４の熱収支に比べて無視できる程度であるから、いずれの場合も考慮しない。
【００３５】
図４は、モータージェネレーター回転数［ｒｐｍ］に対する車両コントローラー４の効率［％］を示す。図において、○印で示した特性がモーター走行時の効率を示し、△印で示した特性が回生または発電時の効率を示す。モータージェネレーター２による回生制動時または発電時は、走行駆動時に比べて車両コントローラー４の効率が悪く、車両コントローラー４の発熱量は走行駆動時のおよそ３倍になる。そのため、上述した空調制御プログラムのステップ１０〜１２では、モータージェネレーター２による走行駆動時と回生発電時とで熱収支ΔＫＪの演算を区別している。
【００３６】
ステップ１１と１２の熱収支ΔＫＪの計算式において、κ１はモーター走行時の車両コントローラー４の熱損失を表す係数（＝１−車両コントローラー効率）であり、κ２は回生・発電時の車両コントローラー４の熱損失を表す係数（＝１−車両コントローラー効率）である。これらの熱損失係数κ１、κ２は図４から明らかなようにκ１＜κ２の関係になり、いずれもモーター回転数［ｒｐｍ］に応じて変化する。
【００３７】
このように、車両コントローラー４の熱損失係数κ１またはκ２と電流Ｉｐｈ、電圧Ｖｐｈに基づいて車両コントローラー４の発熱量（κ・｜Ｉｐｈ｜・Ｖｐｈ）を推定することができ、また、車両コントローラー４の効率αと発熱機器温度Ｔｐｈおよび車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔに基づいて車両コントローラー４における冷却量（α・Ｔｐｈ−Ｔｏｕｔ）を推定することができる。そして、発熱量（κ・｜Ｉｐｈ｜・Ｖｐｈ）と冷却量（α・Ｔｐｈ−Ｔｏｕｔ）の差に微小時間Δｔをかけて算出される熱収支ΔＫＪは、車両コントローラー４の発熱量増加と冷却冷媒不足により増加し、発熱量減少と冷却冷媒過剰により減少する。
【００３８】
図３のステップ１３において、これまでの熱収支ＫＪにモーター走行時または回生・発電時の微小時間Δｔの間の熱収支ΔＫＪを加算し、熱収支ＫＪを積算する。なお、熱収支ＫＪの初期値は０である。ステップ１４で、車両コントローラー４の冷却が充分か否かを判定するための基準値Ａ１、Ａ２（Ａ１＜Ａ２）と熱収支積算値ＫＪとを比較する。ＫＪ＜Ａ１の場合は車両コントローラー４およびインバーター６の冷却は十分であると判断してステップ１５へ進み、車室内熱交換器１４による空調風の冷却を優先するために電磁弁１２を開放する。これにより、車室外熱交換器７で凝縮した冷媒が車両コントローラー４と車室内熱交換器１４の両方へ流入し、車室内熱交換器１４における冷房能力が増加するとともに、車両コントローラー４の過剰冷却が防止される。
【００３９】
続くステップ１６では、車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔが目標冷却温度Ｔｏｆとなるようにコンプレッサー５の回転数［ｒｐｍ］を制御する。上述したように、目標冷却温度Ｔｏｆには、目標吹出温度ＸＭの空調風が車室内に吹き出すまでの空調ダクト２１内での温度上昇を考慮した設定温度（ＸＭ−５℃）と、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器の冷却要求温度Ｔ’ｐｈとの低い方が設定されているので、車両コントローラー４およびインバーター６と車室内熱交換器１４の両方が所定の冷却状態以下になるまで冷却される。
【００４０】
また、ＫＪ＞Ａ２の場合は車両コントローラー４の冷却は不充分であると判断してステップ１８へ進み、車両コントローラー４およびインバーター６の冷却を優先するために電磁弁１２を閉じる。これにより、車室外熱交換器７で凝縮したすべての冷媒が車両コントローラー４およびインバーター６へ流入することになり、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器が優先的に冷却される。なお、ステップ１４からステップ１８へ進んだ場合には、ステップ１３で算出される熱収支積算値ＫＪが判定基準値Ａ２以下に低下するまで車室内熱交換器１４に冷媒が供給されないため、その間は車室内吹出空気温度が上昇する。
【００４１】
続くステップ１９では、車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器の温度Ｔｐｈが目標冷却温度Ｔｏｆとなるようにコンプレッサー５の回転数［ｒｐｍ］を制御する。この一実施の形態では、ステップ１４からステップ１８へ進んだ場合もステップ１９でコンプレッサー５の回転数を制御するようにしたが、ステップ１８で電磁弁１２を閉じた場合には、車室内吹出空気温度の上昇時間を短くするために、より低い目標冷却温度を設定してもよい。
【００４２】
また、Ａ１≦ＫＪ≦Ａ２の場合はステップ１７へ進み、車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔに応じて電磁弁１２の開閉を決定する。吹出空気温度Ｔｏｕｔが所定温度よりも低い場合は車室内熱交換器１４での冷房が十分に行われていると判断し、電磁弁１２を閉じてすべての冷媒が車両コントローラー４とインバーター６へ流れるようにする。これにより、車両コントローラー４とインバーター６の冷却が促進されが、車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔが上昇する。
【００４３】
一方、吹出空気温度Ｔｏｕｔが所定温度よりも高い場合は電磁弁１２を開放する。これにより、車室内熱交換器１４における冷房能力が増加するとともに、車両コントローラー４の過剰冷却が防止される。なお、電磁弁の開閉を決定する車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔにヒステリシスを設定するのが望ましい。
【００４４】
このように、一実施の形態によれば、車室外熱交換器７の冷媒流出側とコンプレッサー５の冷媒吸入側との間に第１の冷媒流路と第２の冷媒流路とを並列に設け、第１の冷媒流路には、車室外熱交換器７の冷媒流出側から順に電磁弁１２と膨張弁１３と車室内熱交換器１４とを接続するとともに、第２の冷媒流路には、車室外熱交換器７の冷媒流出側から順に膨張弁１０と車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器とを接続し、所定時間ごとに車両コントローラー４の発熱量と冷却量を推定して所定時間ごとの発熱量と冷却量との差を熱収支として積算し、熱収支積算値に基づいて電磁弁１２を開閉するようにした。
これにより、車室内熱交換器１４による車室内の冷房と車両コントローラー４の発熱機器の冷却とを両立させることができ、車室内の冷房を行いながら車両コントローラー４の発熱量の急変に対応してその発熱機器の冷却を行うことができる。
【００４５】
また、一実施の形態では車両用モータージェネレーター２へ流れる電流Ｉｐｈ、車両用モータージェネレーター２に印加される電圧Ｖｐｈ、および車両コントローラー４の熱損失係数κとに基づいて車両コントローラー４の発熱機器の発熱量を推定するようにした。これにより、車両コントローラー４の発熱機器の発熱量を正確に求めることができ、車両コントローラー４の発熱量が急変しても冷却不足にならないように対応できる。
【００４６】
さらに、一実施の形態では車両用モータージェネレーター２による走行駆動時と回生発電時とで異なる車両コントローラー４の熱損失係数κ１とκ２（κ１＜κ２）を用いるようにしたので、走行駆動時と回生発電時の車両コントローラー４の発熱機器の発熱量を正確に求めることができ、車両コントローラー４の発熱量が急変しても冷却不足にならないように対応できる。
【００４７】
一実施の形態ではまた、車両コントローラー４の発熱機器温度、車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔ、および車両コントローラー４の効率αに基づいて車両コントローラー４の発熱機器の冷却量を推定するようにしたので、車両用コントローラー４の発熱機器の冷却量を正確に求めることができ、車両コントローラー４の発熱量が急変しても冷却不足にならないように対応できる。
【００４８】
一実施の形態ではさらに、熱収支積算値が電磁弁１２を閉じる判定基準値Ａ１より小さい場合は、電磁弁１２を閉じるとともに、車室内熱交換器１４の吹出空気温度Ｔｏｕｔが目標冷却温度Ｔｏｆとなるようにコンプレッサー５の回転数［ｒｐｍ］（冷媒圧縮能力）を制御し、熱収支積算値が電磁弁１２を開放する判定基準値Ａ２より大きい場合は、電磁弁１２を開放するとともに、車両コントローラー４の発熱機器温度Ｔｐｈが目標冷却温度Ｔｏｆとなるようにコンプレッサー５の回転数［ｒｐｍ］（冷媒圧縮能力）を制御するようにした。
これにより、車室内の冷房を行いながら車両コントローラー４の発熱量の急変に対応してその発熱機器の冷却を行うことができ、車両コントローラー４の発熱量が急変しても発熱機器の温度上昇による車両停止や故障を防止することができる。
【００４９】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、モータージェネレーター２が車両用モーターを、コンプレッサー駆動用モーター１１がコンプレッサー専用モーターを、車室外熱交換器７が車室外熱交換器を、電磁弁１２が流量制御弁を、膨張弁１３が第１膨張弁を、車室内熱交換器１４が車室内熱交換器を、電磁弁１２→膨張弁１３→車室内熱交換器１４の冷媒流路が第１の冷媒流路を、膨張弁１０が第２膨張弁を、車両コントローラー４の発熱機器が車両用モーター駆動回路の発熱機器を、膨張弁１０→車両コントローラー４およびインバーター６の発熱機器の冷媒流路が第２の冷媒流路を、制御装置８が発熱量推定手段、冷却量推定手段、熱収支積算手段、弁開閉制御手段、目標吹出温度決定手段、冷却要求温度決定手段、目標冷却温度決定手段およびコンプレッサー制御手段を、電流センサー２０が電流検出手段を、電圧センサー１９が電圧検出手段を、車室内熱交換器吹出温度センサー４０が冷媒温度検出手段および空気温度検出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００５０】
なお、上述した一実施の形態ではコンプレッサー５とコンプレッサー用インバーター６とを別体とした例を示したが、これらを一体に構成してもよい。また、コンプレッサー５はケーシング内に一体に組み込まれたモーター１１により駆動する例を示したが、ケーシング外にコンプレッサー専用モーターを設置してコンプレッサーを駆動してもよい。
【００５１】
上述した一実施の形態では、車両コントローラー４の熱損失係数κと車両用モータージェネレーター２の電流Ｉｐｈおよび電圧Ｖｐｈに基づいて車両コントローラー４の発熱量（κ・｜Ｉｐｈ｜・Ｖｐｈ）を求める例を示したが、車両コントローラー４の電力変換素子などの発熱量は車両用モータージェネレーター２の電流により大きく変化することから、発熱量を（κ・｜Ｉｐｈ｜）により求めてもよい。
【００５２】
また、上述した一実施の形態では、車室内熱交換器吹出温度センサー４０により検出した車室内熱交換器吹出空気温度Ｔｏｕｔをエアコンサイクル低圧部の冷媒温度として用いた例を示したが、エアコンサイクル低圧部、例えばコンプレッサー５の冷媒吸入側の低圧冷媒の温度を温度センサーを用いて直接に検出したり、あるいは、コンプレッサー５の冷媒吸入側の低圧冷媒の圧力を圧力センサーを用いて検出し、低圧冷媒の圧力に基づいて冷媒温度を推定してもよい。
【００５３】
さらに、上述した一実施の形態では熱収支積算値ＫＪが閉じ判定基準値Ａ１より小さい場合は電磁弁１２を閉じ、熱収支積算値ＫＪが開放判定基準値Ａ２より大きい場合は電磁弁１２を開放する例を示したが、電磁弁１２を流量制御弁とし、熱収支積算値ＫＪに応じて車室内熱交換器１４へ流入する冷媒流量を連続的に制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態の空調制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】図２に続く、一実施の形態の空調制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】モータージェネレーターの回転数に対する車両コントローラーの効率を示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  モータージェネレーター
３  バッテリー
４  車両コントローラー
５  コンプレッサー
６  コンプレッサー用インバーター
７  車室外熱交換器
８  制御装置
９  圧力センサー
１０  膨張弁
１１  コンプレッサー駆動用モーター
１２  電磁弁
１３  膨張弁
１４  車両コントローラー
１５  バッテリーコントローラー
１６  ＳＯＣセンサー
１７、１８  温度センサー
１９  電圧センサー
２０  電流センサー
２１  空調ダクト
２２  外気導入口
２３  内気導入口
２４  インテークドア
２５  ブロアファン
２６  ブロアファンモーター
２７  エアーミックスドア
２８  ヒーターコア
２９  エアーミックスチャンバー
３０  ベンチレーター吹き出し口
３１  フット吹き出し口
３２  デフロスタ吹き出し口
３３  ベンチレータードア
３４  フットドア
３５  デフロスタドア
３６  日射センサー
３７  外気温センサー
３８  出力温センサー
３９  水温センサー
４０  車室内熱交換器吹出温度センサー
４１  室温設定器
４２  吹き出し口モードスイッチ
４３  フロアファンスイッチ
４４  配管
【図１】
2004224291.tif 000003
【図２】
2004224291.tif 000004
【図３】
2004224291.tif 000005
【図４】
2004224291.tif 000006