(57)【要約】【課題】  部品点数及び設置スペースを削減すると共に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エアコン用冷媒システムを提供する。【解決手段】  少なくともエンジンＥにより駆動するハイブリッド型コンプレッサ１７を介して空調用配管２３に冷媒を送給するエアコン用冷媒システムにおいて、搭載されたパワードライブユニット４を冷却する発熱機器用冷媒配管２８を前記空調用配管２３に接続したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンにより駆動するコンプレッサを介して空調用配管に冷媒を送給するエアコン用冷媒システムにおいて、搭載された発熱機器を冷却する発熱機器用冷媒配管を前記空調用配管に接続したことを特徴とするエアコン用冷媒システム。
【請求項２】
エンジンにより駆動する第一のコンプレッサと電動モータにより駆動する第二のコンプレッサを一体に備えたコンプレッサユニットと、このコンプレッサユニットを介して空調用配管に冷媒を送給するエアコン用冷媒システムにおいて、搭載された発熱機器を冷却する発熱機器用冷媒配管を前記空調用配管に接続したことを特徴とするエアコン用冷媒システム。
【請求項３】
前記発熱機器の実温度と目標温度とに基づいて、前記コンプレッサユニットの電動モータの駆動効率マップとエンジンの駆動効率マップとを用い、コンプレッサユニットを制御する制御装置を備えた請求項２に記載のエアコン用冷媒システム。
【請求項４】
発熱機器を冷却する冷却手段が霧状の冷媒の噴霧又はヒートシンクによる冷却であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のエアコン用冷媒システム。
【請求項５】
発熱機器はインバータであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のエアコン用冷媒システム。
【請求項６】
前記発熱機器への冷媒流量を調整する流量調整弁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のエアコン用冷媒システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に用いられるエアコン用冷媒システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
近年、前記電動モータにおいては、更なる出力増加が要望されており、前記駆動源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、前記インバータを冷却する方法として、より冷却性能に優れたものが要望されている。
そこで、前記インバータを強制的に冷却するものとして、ラジエータを用いた水冷方式の冷却装置（例えば、特許文献１参照。）や、ヒートシンクとファンを用いた空冷方式の冷却装置（例えば、特許文献２参照。）を用いたものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−１１９０７０号公報
【特許文献２】特開２００２−３１００１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者の水冷方式では、冷却水管理温度がエンジン用の冷却装置と異なるため、インバータ専用の配管、ラジエータ及び電動ウォータポンプを設ける必要があり、前記装置の設置スペースを十分に確保する必要があり、部品点数及びコストの低減を図ることが困難であるという問題がある。
また、後者の空冷方式では、空気の熱容量が低く、冷却性能の向上には専用の送風ファンによる風量の増加及びヒートシンクの大型化が不可欠であるため、送風ファンとヒートシンクの設置スペースが増大すると共に、前記送風ファンの騒音が大きくなるという問題がある。さらに、前記空冷方式を利用する空気として、室内の冷気の一部をインバータ等に送風するため、室内の冷却性能が悪化する虞があるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、部品点数及び設置スペースを削減すると共に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エアコン用冷媒システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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エンジン駆動圧縮機１０）を介して空調用配管（例えば、実施の形態における空調用配管２３）に冷媒を送給するエアコン用冷媒システムにおいて、搭載された発熱機器（例えば、実施の形態におけるパワードライブユニット４）を冷却する発熱機器用冷媒配管（例えば、実施の形態における発熱機器用冷媒配管２８）を前記空調用配管に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、従来空調用として使用していた冷凍サイクルを有効利用し前記発熱機器用冷媒配管を用いて発熱機器に対し冷媒を送出して冷却することが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、エンジンにより駆動する第一のコンプレッサ（例えば、実施の形態におけるエンジン駆動圧縮機１０）と電動モータ（例えば、実施の形態におけるＤＣモータ１９）により駆動する第二のコンプレッサ（例えば、実施の形態におけるモータ駆動圧縮機１８）を一体に備えたコンプレッサユニット（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）と、このコンプレッサユニットを介して空調用配管に冷媒を送給するエアコン用冷媒システムにおいて、搭載された発熱機器を冷却する発熱機器用冷媒配管を前記空調用配管に接続したことを特徴とする。
このように構成することで、前記第一のコンプレッサと第二のコンプレッサとの少なくとも一方を用いて前記冷媒を送給することができる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、前記発熱機器の実温度と目標温度とに基づいて、前記コンプレッサユニットの電動モータの駆動効率マップとエンジンの駆動効率マップとを用いコンプレッサユニットを制御することを特徴とする。
このように構成することで、前記発熱機器の実温度と目標温度とに基づいて電動モータの駆動効率マップとエンジンの駆動効率マップを用い制御装置により前記コンプレッサユニットを効率よく運転することができる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、発熱機器を冷却する冷却手段（例えば、実施の形態における発熱機器用蒸発器３３）が霧状の冷媒の噴霧又はヒートシンク（例えば、実施の形態におけるヒートシンク４６）による冷却であることを特徴とする。
このように構成することで、前記発熱機器に霧状の冷媒を噴霧し直接的に冷却したり、ヒートシンクに前記冷媒を通流させ間接的に冷却したりして前記発熱機器の温度を下げることができる。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、発熱機器はインバータ（例えば、実施の形態におけるパワードライブユニット４）であることを特徴とする。
このように構成することで、特に発熱量が多いインバータを前記冷媒で冷却することができる。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、前記発熱機器への冷媒流量を調整する流量調整弁（例えば、実施の形態における流量調整弁２７）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、前記流量調整弁により前記発熱機器と空調用冷媒配管とに送給される冷媒流量を任意に設定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した発明によれば、従来空調用として使用していた冷凍サイクルを有効利用して発熱機器用冷媒配管を用いて発熱機器に対し冷媒を送出して冷却することが可能となるため、前記発熱機器を冷却する装置を別途設ける必要がなく、部品点数を削減すると共に省スペース化を図ることができる効果がある。さらに、大きな熱容量を持つ気化潜熱により放熱するため小型化が可能になる。
【００１２】
請求項２に記載した発明によれば、前記第一のコンプレッサと第二のコンプレッサとの少なくとも一方を用いて前記冷媒を送給することができるため、前記インバータを冷却するのに必要なコンプレッサの出力を十分に得ることができる効果がある。
【００１３】
請求項３に記載した発明によれば、請求項２の効果に加え、前記発熱機器の実温度と目標温度とに基づいて電動モータの駆動効率マップとエンジンの駆動効率マップを用い制御装置により前記コンプレッサユニットを効率よく運転することができるため、インバータの冷却性能を向上することができる効果がある。
【００１４】
請求項４に記載した発明によれば、請求項１〜請求項３の何れかの効果に加え、前記発熱機器に霧状の冷媒を噴霧し直接的に冷却したり、ヒートシンクに前記冷媒を通流させ間接的に冷却したりして前記発熱機器の温度を下げることができるため、前記発熱機器を冷却する冷却性能が大幅に向上し、その分だけ発熱機器の耐熱性能を下げて、発熱機器のコストの低減を図ることができる効果がある。
【００１５】
請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜請求項４の何れかの効果に加え、特に発熱量が多いインバータを前記冷媒で冷却することができるため有利である。
請求項６に記載した発明によれば、請求項１〜請求項５の何れかの効果に加え、前記流量調整弁により前記発熱機器と空調用冷媒配管とに送給される冷媒流量を任意に設定することができるため、前記コンプレッサユニットの出力が必要最低限の出力で済み、したがって、燃費の向上を図ることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、図２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回生作動も行っている。
【００１７】
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インバータ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は空調（Ａ／Ｃ）スイッチ８を介して制御装置３に接続されている。
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。
【００１８】
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。
ここで、前記電磁クラッチ１４には図示しないアクチュエータが設けられており、制御装置３からの制御信号により接続と切断との制御が行われる。
【００１９】
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１７という。）１７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、冷凍サイクルにおいて気化している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と同様に後述する制御装置３により接続と切断が制御されるものである。
【００２０】
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等に設けられた温度センサＳ１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。
【００２１】
前記ハイブリッド型コンプレッサ１７は、空調用配管２３に冷媒を圧送するためのもので、ＯＵＴ側ポート２４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ためのものであり、冷凍サイクルの主要部を構成するものである。
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の下流側には流量調整弁２７が接続されている。そして、この流量調整弁２７と前記受液器２６との間の空調用配管２３には発熱機器用冷媒配管２８が分岐して接続されている。そして、前記流量調整弁２７の下流側には第二膨張弁２９、空調用蒸発器３０が順次接続され、空調用蒸発器３０の下流側は前記ハイブリッド型コンプレッサ１７のＩＮ側ポート３１に接続されている。
ここで、前記発熱機器用冷媒配管２８には第一膨張弁３２、発熱機器用蒸発器３３（冷却手段）が順次接続されている。
【００２２】
前記発熱機器用蒸発器３３はパワードライブユニット４を冷却するためのものであり、車室内の空調装置（エアコン）で用いる空調用蒸発器３０とは独立して設けられているものであるが、前述したように発熱機器用冷媒配管２８が空調用配管２３から分岐している関係で、エアコン用冷媒システムを有効利用して部品点数を減らし発熱機器を冷却するようになっている。
ここで、前記流量調整弁２７は第一膨張弁３２、第二膨張弁２９へ流入する前記冷媒の流入量を調整するものであり、前記制御装置３によって制御されている。具体的には、前記流量調整弁２７を閉じると前記第二膨張弁２９への前記冷媒の流入量が抑制され、この抑制された分だけ多くの冷媒が前記第一膨張弁３２に多く流入することとなる。
また、前記第一膨張弁３２、第二膨張弁２９は前記各空調用蒸発器３０、発熱機器用蒸発器３３における冷媒の蒸発の度合によって適宜流量を調整するものである。
尚、図１、図２では、図示都合上、発熱機器用蒸発器３３を前記パワードライブユニット４とは別離して示している。
【００２３】
ここで、前記発熱機器用蒸発器３３、前記空調用蒸発器３０は前記冷媒を気化させることにより、車室内の空気又は発熱機器の熱を奪って冷却する熱交換器である。
尚、前記空調用蒸発器３０には、図示しないファンによって空気が吹き当てられ、この吹き当てられた空気が車室内へと送り込まれることとなる。
【００２４】
したがって、上述したエアコン用冷媒システムは、ハイブリッド型コンプレッサ１７、凝縮器２５、受液器２６を共用して、空調を行うと共に冷媒を発熱機器用冷媒配管２８に圧送して前記冷媒の液化、気化を繰り返しながら循環させてパワードライブユニット４の熱交換に供される。
【００２５】
図３に示すように、前記発熱機器用蒸発器３３はその上壁３４と一側壁３５とに前記発熱機器用冷媒配管２８が接続されるケーシング３６を有している。このケーシング３６の上壁３４には前記発熱機器用冷媒配管２８の接続部分に冷媒を霧状にして底壁３７の全面に向かい拡散させるエキスパンションバルブ３８が設けられている。
【００２６】
また、ケーシング３６の底壁３７にはパワードライブユニット４が設けられている。このパワードライブユニット４はケーシング３６に樹脂モールドされた基板３９上にパワードライブユニット４の部品である複数の半導体素子を初めとする部品４０が配置されたもので、これら各部品４０，４０はこれら同士を接続し、また、ケーシング３６の一側壁３５と他側壁４１を貫通する各バスバー４２，４２により外部装置に接続されている。
このように構成されたケーシング３６の一側壁３５に発熱機器用冷媒配管２８が接続されている。
尚、前記部品４０上にヒートシンクを設けて、このヒートシンクに対して冷媒を射出してもよい。
【００２７】
図７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１０の効率を示したマップ（エンジンの駆動効率マップ）である。ここで、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８も同様。）。
【００２８】
図８は、負荷の大きさ（縦軸）とＤＣモータ１９の回転数（横軸）とに対するモータ駆動圧縮機１８の効率を示したマップ（電動モータの駆動効率マップ）である。ここで、前述した図７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。
ここで、前記制御装置３は、前記図７、図８の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１７の駆動方法を適宜選択して、前記電磁クラッチ１４，２１やコンプレッサ用インバータ２２等に制御信号を出力している。
【００２９】
図９は、前記流量調整弁２７の開度に対する前記パワードライブユニット４の温度の関係を示している。ここで、Ｔ３はパワードライブユニット４の上限温度、Ｔ５はパワードライブユニット４の温度（現在温度）を示している。
具体的には、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４の上限温度Ｔ３の時には、前記流量調整弁２７を全閉つまり冷媒が全て発熱機器用蒸発器３３に流入するようにする。そして、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５が低下して前記パワードライブユニット４の上限温度Ｔ３より１０℃低い温度になった場合に前記流量調整弁２７を開度１に設定する。さらに、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４の上限温度Ｔ３より１５℃低い温度になった場合には前記流量調整弁２７を開度２に設定して、さらに温度が下がってパワードライブユニット４の目標温度Ｔ４に到達するまでこの開度２を維持する。
【００３０】
次に、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５が上昇し、前記パワードライブユニット４の上限温度Ｔ３よりも１０℃低い温度に達すると、前記流量調整弁２７の開度を絞って開度１に設定する。さらに前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５が前記パワードライブユニット４の上限温度Ｔ３より５℃低い温度に達すると前記流量調整弁２７を開度０つまり全閉に設定する。
【００３１】
次に図４〜図６に示すフローチャートに基づいて第一の実施の形態のパワードライブユニット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３はＥＣＵ、パワードライブユニット４はＰＤＵとして説明する。
この処理では、パワードライブユニット４の冷却を行うにあたり、エアコン用冷媒システムを用いているため、パワードライブユニット４の目標温度、実温度に加え、空調装置のＯＮ、ＯＦＦ、室内温度をも加味して空調装置の性能に悪影響を与えないようにしてパワードライブユニット４の冷却制御を行っている。
【００３２】
まず、ステップＳ４０１では、パワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４の目標温度Ｔ４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Ｓ４０２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Ｓ４０２では、空調（Ａ／Ｃ）スイッチ８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Ｓ４０３に進み、判定結果が「ＮＯ」（オフ）である場合は図５のステップＳ５０１に進む。
このように、空調スイッチ８のオン・オフを判定することで空調装置が稼動中であった場合に前記空調装置に悪影響を与えないようにパワードライブユニット４を冷却制御するのである。
【００３３】
前記空調スイッチ８がオンである場合、ステップＳ４０３では室内温度Ｔ２が室内設定温度Ｔ１以下か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（Ｔ１以下）である場合はステップＳ４０４に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｔ１より高い）である場合は図６のステップＳ６０１に進む。
ここで、前記室内設定温度Ｔ１は前記空調スイッチ８がオンの場合に空調装置によって設定される温度であり、室内温度Ｔ２が室内設定温度Ｔ１よりも高い場合には前記空調用蒸発器３０に流過させる冷媒量を確保して、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空調用蒸発器３０に流過させる冷媒量を前記流量調整弁２７で低下させてパワードライブユニット４を冷却する処理を行うのである。
【００３４】
次に、ステップＳ４０４では、流量調整弁（調整弁）２７が図９のグラフの開度１に制御されているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（開度１）である場合はステップＳ４０５に進み、判定結果が「ＮＯ」（開度１以外）である場合はステップＳ４０８で開度を１に設定して再度ステップＳ４０４の処理を繰り返す。
【００３５】
ステップＳ４０５では図７のエンジン駆動圧縮機１０の効率マップと、図８のモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態から制御装置３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１７を駆動又は継続駆動させてステップＳ４０６に進む。
ステップＳ４０６では、パワードライブユニット４の温度Ｔ５が低下しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低下している）である場合はステップＳ４０７に進み、判定結果が「ＮＯ」（低下していない）である場合はステップＳ４０９で前記各エンジン駆動圧縮機１０の効率マップとモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態とからＥＣＵが効率のよい方法を判断しハイブリッド型コンプレッサ１７の回転数を増加させてステップＳ４０６の処理を繰り返す。
【００３６】
次に、ステップＳ４０７では、パワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４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Ｓ４０５に戻り前述の処理を繰り返す。
尚、前記ステップＳ４０７の処理は、パワードライブユニット４の目標温度Ｔ４より５℃低い温度を基準にして前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５が十分に低下しているかを判定して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Ｓ５０４、ステップＳ６０４も同様。）。
【００３７】
図５のステップＳ５０１では、再度確認のためにパワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４の目標温度Ｔ４よりも高いか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（Ｔ４よりも高い）である場合はステップＳ５０２に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｔ４以下）である場合はステップＳ５０６に進み流量調整弁２７を閉じてステップＳ５０１を繰り返す。
ここで、ステップＳ５０６の処理で前記流量調整弁２７を全閉にすると、前記空調用蒸発器３０に冷媒が流過せず、発熱機器用蒸発器３３にのみ前記冷媒が供給されることとなる。
【００３８】
そして、ステップＳ５０２では、前記各エンジン駆動圧縮機１０の効率マップとモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態とから制御装置３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１７を駆動又は継続駆動させてステップＳ５０３に進む。
ステップＳ５０３では、パワードライブユニット４の温度Ｔ５が低下しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低下している）である場合はステップＳ５０４に進み、判定結果が「ＮＯ」（低下していない）である場合はステップＳ５０７に進み前記各エンジン駆動圧縮機１０の効率マップとモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態とから前記制御装置３が効率のよい方法を判断しハイブリッド型コンプレッサ１７の回転数を増加させてステップＳ５０３を繰り返す。
【００３９】
次に、ステップＳ５０４ではパワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４の目標温度Ｔ４よりも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）である場合はステップＳ５０５に進みハイブリッド型コンプレッサ１７を停止して処理を終了してリターンする。そして、判定結果が「ＮＯ」（Ｔ４−５℃以上）である場合はステップＳ５０２に戻り上述の処理を繰り返す。
【００４０】
図６のステップＳ６０１では、前記各エンジン駆動圧縮機１０とモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態とから制御装置３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１７を駆動して継続させてステップＳ６０２に進む。
ステップＳ６０２では図９の開度に流量調整弁２７が制御されているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（制御されている）である場合はステップＳ６０３に進み、判定結果が「ＮＯ」（制御されていない）である場合はステップＳ６０６に進み流量調整弁２７を図９の開度に制御してステップＳ６０２を繰り返す。
【００４１】
また、ステップＳ６０３では室内温度Ｔ２とパワードライブユニット４の温度Ｔ５が共に低下しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（低下している）である場合はステップＳ６０４に進み、判定結果が「ＮＯ」（低下していない）である場合はステップＳ６０５に進み前記各エンジン駆動圧縮機１０の効率マップとモータ駆動圧縮機１８の効率マップと車両状態とから制御装置３が効率のよい方法を判断してハイブリッド型コンプレッサ１７の回転数を増加させてステップＳ６０２に戻り上述の処理を繰り返す。
ここで、ステップＳ６０３は、前述したステップＳ６０２の処理で前記流量調整弁２７の開度を制御することで前記室内温度Ｔ２とパワードライブユニット４の温度Ｔ５が低下していない場合には前記ハイブリッド型コンプレッサの回転数を増加させるための処理である。
【００４２】
ステップＳ６０４ではパワードライブユニット４の温度Ｔ５がパワードライブユニット４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「ＮＯ」（Ｔ４―５℃より低い）である場合はステップＳ６０１に戻り上述の処理を繰り返し、判定結果が「ＹＥＳ」（Ｔ４−５℃以上）である場合はこの処理を終了してリターンする。
【００４３】
したがって、ハイブリッド車両１のアイドル停止時に空調装置を駆動させるハイブリッド型コンプレッサ１７のモータ駆動圧縮機１８を利用して、パワードライブユニット４を冷却するために余分に必要な冷媒流量を確保させることができる。よって、エアコン用冷媒システムを有効利用して熱的負荷の高いパワードライブユニット４を効果的に冷却できるため、アイドル停止を考慮してモータ駆動圧縮機１８とエンジン駆動圧縮機１０と共に備えたハイブリッド車両に好適である。
【００４４】
したがって、上述した第一の実施の形態によれば、本来は空調用でしか使用していない冷媒システムのハイブリッド型コンプレッサ１７、凝縮器２５、受液器２６を共用し発熱機器用冷媒配管２８を用いることによりパワードライブユニット４を冷却することが可能となるため、前記パワードライブユニット４を冷却する装置を別途設ける必要がなく、部品点数を削減すると共に省スペース化を図ることができる。
【００４５】
また、前記ハイブリッド型コンプレッサ１７のモータ駆動圧縮機１８とエンジン駆動圧縮機１０との少なくとも一方を用いて前記冷媒を送給することができるため、前記パワードライブユニット４を冷却するのに必要な出力を十分に得ることができる。
【００４６】
さらに、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５と前記パワードライブユニット４の目標温度Ｔ４とに基づいてモータ駆動圧縮機１８の効率マップとエンジン駆動圧縮機１０の効率マップを用い制御装置３により前記ハイブリッド型コンプレッサ１７を効率よく運転することができるため、パワードライブユニット４の冷却性能を向上することができる。
【００４７】
そして、前記パワードライブユニット４に霧状の冷媒を噴霧し直接的に冷却して前記パワードライブユニット４の温度を下げることができるため、前記パワードライブユニット４を冷却する冷却性能が大幅に向上し、その分だけパワードライブユニット４の耐熱ランクを下げて、コスト低減を図ることができる。
【００４８】
また、前記流量調整弁２７により前記発熱機器用冷媒配管２８と空調用配管２３とに送給される冷媒流量を図９のグラフに基づいて設定することができるため、前記ハイブリッド型コンプレッサ１７の出力が必要最低限で済み、したがって、燃費の向上を図ることができる。
【００４９】
尚、上記第一の実施の形態に限られるものではなく、前記流量調整弁２７を前記第二膨張弁２９の上流側に設けるのに換えて、図１０に示すように前記空調用蒸発器３０の下流側に設けてもよい。
【００５０】
次に、この発明の第二の実施の形態を図１１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流量調整弁２７を三方弁４３に置き換えたものなので、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（以下、第三、第四の実施の形態も同様）。
【００５１】
図１１に示すように、ハイブリッド型コンプレッサ１７（図２参照）のＯＵＴ側ポート２４には凝縮器２５が接続され、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の下流側に空調用蒸発器３０が接続されている。そして、前記空調用蒸発器３０の下流側は前記ハイブリッド型コンプレッサ１７のＩＮ側ポート３１に接続されている。
前記受液器２６と空調用蒸発器３０との間の空調用配管２３には分岐部４４が設けられており、発熱機器用冷媒配管２８が分岐して接続されている。そして、この分岐部４４には冷媒の流量を調整する三方弁４３が設けられている。
【００５２】
前記三方弁４３は、前記空調用配管２３と前記発熱機器用冷媒配管２８とに送給する冷媒の流量を直接的に制御するためのものであり、制御装置３によって制御されている。
前記発熱機器用冷媒配管２８には第一膨張弁３２、発熱機器用蒸発器３３が順次接続され、発熱機器用蒸発器３３の下流側は前記空調用蒸発器３０の下流側の合流部４５で空調用配管２３に合流している。
【００５３】
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、前記三方弁４３を用いており、前記発熱機器用冷媒配管２８に送給する冷媒量を直接的に制御することができるため、前記冷媒による冷却効率をより向上させることが可能となり、したがって、更なる燃費の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
尚、上記第二の実施の形態に限られるものではなく、図１２に示すように、前記三方弁４３の位置を前記合流部４５に設けてもよい。このように、気化した冷媒を切り換えることで切り換え時の抵抗がより小さくなり切り換えを迅速に行えるメリットがある。
【００５５】
次に、この発明の第三の実施の形態を図１３、図１４に基づいて説明する。尚、第三の実施の形態は、前述の第一の実施の形態のエキスパンションバルブ３８にヒートシンク４６を組み合わせて発熱機器用蒸発器３３を構成し、これをパワードライブユニット４のケーシング４７の底壁４８に当接させたものである。
【００５６】
図１３に示すように、パワードライブユニット４はケーシング４７を有している。このケーシング４７の底壁４８には基板３９が樹脂モールドされて設けられている。この基板３９の上には前記パワードライブユニット４の部品４０である複数の半導体素子等が配置されており、これら各部品４０，４０はこれら同士を接続し、また、ケーシングの一側壁４９と他側壁５０を貫通する各バスバー４２，４２により外部装置に接続されている。
【００５７】
前記底壁４８の下面にはヒートシンク４６が当接して設けられている。このヒートシンク４６は図１４に示すように、冷媒の蛇行流路５１が設けられ、発熱機器用冷媒配管２８が一側壁４９と他側壁５０に接続されている。そして、前記ヒートシンク４６の上流側にはエキスパンションバルブ３８が設けられ、ハイブリッド型コンプレッサ１７によって送給された冷媒を前記冷媒の蛇行流路５１に霧状にして噴霧するものである。
ここで、このように流路を蛇行して設けることで前記冷媒が熱交換するための冷却面積を広く確保することができる。
【００５８】
したがって、上述した第三の実施の形態によれば、上述した各実施の形態と同様に、前記パワードライブユニット４を冷却する装置を別途設ける必要がなく、部品点数を削減すると共に省スペース化を図ることができる。
【００５９】
また、前記ハイブリッド型コンプレッサのモータ駆動圧縮機１８とエンジン駆動圧縮機１０との少なくとも一方を用いて前記冷媒を送給することができるため、前記パワードライブユニット４を冷却するのに必要な出力を十分に得ることができる。
【００６０】
さらに、前記パワードライブユニット４の温度Ｔ５と前記パワードライブユニット４の目標温度Ｔ４とに基づいてモータ駆動圧縮機１８の効率マップとエンジン駆動圧縮機１０の駆動効率マップを用い制御装置３により前記ハイブリッド型コンプレッサ１７を効率よく運転することができるため、パワードライブユニット４の冷却性能を向上することができる。
【００６１】
そして、前記パワードライブユニット４のケーシング４７に前記ヒートシンク４６を当接させ、このヒートシンク４６に前記冷媒を通流させて間接的に前記パワードライブユニット４の温度を下げることができるため、前記パワードライブユニット４を冷却する冷却性能が向上し、その分だけパワードライブユニット４の耐熱ランクを下げて、コスト低減を図ることができる。
【００６２】
また、前記流量調整弁２７や三方弁４３により前記発熱機器用冷媒配管２８と空調用配管２３とに送給される冷媒流量を図９のグラフに基づいて設定することができるため、前記ハイブリッド型コンプレッサ１７の出力が必要最低限の出力で済み、したがって、燃費の向上を図ることができる。
とりわけ、この第三の実施の形態では、前記ヒートシンク４６を用いて間接的にパワードライブユニット４を冷却しているため、従来に比較して冷却性能を向上できると共にヒートシンク４６を別体に設けているため配管が容易であり、メンテナンス性を向上できる。
【００６３】
尚、上述の第三の実施の形態に限るものではなく、前記蛇行流路５１を流過させる冷媒は液状のものを用いてもよい。
【００６４】
次に、この発明の第四の実施の形態を図１５に基づいて説明する。尚、この第四の実施の形態は、前述の第一の実施の形態におけるエキスパンションバルブ３８をケーシング３６の一側壁３５に設けると共に、パワードライブユニット４を構成する半導体以外の構成部品の配置を工夫したものである。
同図に示すように、前記エキスパンションバルブ３８は冷媒を射出する射出口５２をケーシング３６の後壁５３に指向させている。
【００６５】
前記後壁５３には、底壁３７に設けた半導体素子５４の上方に制御基板５５、さらにその上に二つの平滑コンデンサ５６が上下三段に渡って配置されている。そして、前記エキスパンションバルブ３８から噴出される冷媒が、上記半導体素子５４、制御基板５５、平滑コンデンサ５６に対して上下方向でムラなく噴霧されるように上下拡散するようになっている。そして、噴霧された冷媒を排出するため、発熱機器用冷媒配管２８が接続されている。尚、図１５においてバスバー４２は図示を省略する。
【００６６】
したがって、上述した第四の実施の形態によれば、とりわけ多くの冷媒に晒される下側程、高温となる部品を配置して効率よく冷却ができると共に、さほど高温とならない部品程上方に配置して高温の部品から離しているため、部品間の熱の授受により本来ならば高温になることのない部品をより高温となる部品自体の放熱から保護しつつ効率的に冷却できる。
【００６７】
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、ハイブリッド型コンプレッサ１７以外に、エンジン駆動圧縮機１０又はモータ駆動圧縮機１８を単体で用いてもよい。さらに、パワードライブユニット４以外に降圧型コンバータ７、コンプレッサ用インバータ２２に用いてもよい。
また、図９ではパワードライブユニット４の温度についてのみ示したが、コンプレッサ用インバータ２２や降圧型コンバータ７等の発熱量の多い機器を冷却する場合に、前記パワードライブユニット４をコンプレッサ用インバータ２２や降圧型コンバータ７等に読み換えて制御してもよい。
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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】この発明の第一の実施の形態の全体構成図である。
【図２】この発明の第一の実施の形態の部分構成図である。
【図３】この発明の第一の実施の形態の蒸発器の断面図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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温度に対する流量調整弁の開度のグラフである。
【図１０】この発明の第二の実施の形態の部分構成図である。
【図１１】この発明の第二の実施の形態の部分構成図である。
【図１２】この発明の第三の実施の形態の部分構成図である。
【図１３】この発明の第三の実施の形態の図３に相当する断面図である。
【図１４】この発明の第三の実施の形態のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１５】この発明の第四の実施の形態の図３に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｅ  エンジン
３  制御装置
４  パワードライブユニット（発熱機器、インバータ）
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（コンプレッサ）
１８  モータ駆動圧縮機（第二のコンプレッサ）
１９  ＤＣモータ（電動モータ）
２３  空調用配管
２７  流量調整弁
２８  発熱機器用冷媒配管
３３  発熱機器用蒸発器（冷却手段）
４６  ヒートシンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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