(57)【要約】【課題】  液冷式の車両用電装機器温度制御装置の構成を簡単にし、小型にする。【解決手段】  ハイブリッド車両に搭載されたインバータ５の下方に配置されるヒートパイプ２１，２２を備え、このヒートパイプ２１，２２に収容されている流体を振動させることにより熱拡散を制御する車両用電装機器温度制御装置２０であって、流体に所定の振動条件で振動を加えるアクチュエータ２３，２４と、ハイブリッド車両の運転状態に応じてアクチュエータ２３，２４の振動条件を変更するＥＣＵ７と、を備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載の電装機器近傍に配置されるヒートパイプを備え、このヒートパイプに収容されている流体を振動させることにより熱拡散を制御する車両用電装機器温度制御装置であって、
前記流体に所定の振動条件で振動を加える振動手段と、
車両の運転状態に応じて前記振動手段の振動条件を変更する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用電装機器温度制御装置。
【請求項２】
前記振動条件は振幅と周波数をパラメータとする前記振動手段の効率マップに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【請求項３】
前記ヒートパイプは複数の領域に区画されており、前記振動手段は前記各領域毎にそれぞれ設けられ、各振動手段を独立して制御可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【請求項４】
前記振動手段は単一であり、前記ヒートパイプは複数の領域に区画されていて、該領域間の前記流体の振動伝達を許可または禁止する切換手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【請求項５】
前記ヒートパイプは蛇行して設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【請求項６】
前記車両は内燃機関とモータを動力源として備えるハイブリッド車両であり、前記運転状態は車両の運転モードに基づいて判別されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【請求項７】
前記運転状態は前記電装機器の出力電流に基づいて判別されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用電装機器温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載された電装機器（インバータ等）の温度を制御するためのヒートパイプ式の温度制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを動力として走行する電気自動車や、内燃機関とモータを動力として走行するハイブリッド車両では、直流電源のバッテリーからモータに給電するときにインバータによって直流から交流に変換しており、さらに、前記ハイブリッド自動車では、内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部をモータを介してバッテリーに蓄電するときにインバータによって交流を直流に変換する。
【０００３】
ところで、インバータは作動時に発熱を伴うが、インバータには耐熱温度があってこれを越えると損傷する虞があるため冷却をする必要がある。従来は一般に、空気を冷媒とする冷却装置で空冷していた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１００１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空冷には冷却能力に限界があり、インバータ等の電装機器の冷却にも、空冷よりも冷却能力に優れる液冷を採用することが考えられている。
しかしながら、液冷の場合、装置が大がかりになったり、制御が複雑になるなど、車載上の不利点があり、小型で構成の簡単な液冷式冷却装置は未だ実現していない。
そこで、この発明は、構成が簡単で、小型で、流体を振動させて熱拡散を制御する車両用電装機器温度制御装置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に係る発明は、車載の電装機器（例えば、後述する実施例におけるインバータ５）近傍に配置されるヒートパイプ（例えば、後述する実施例におけるヒートパイプ２１，２２）を備え、このヒートパイプに収容されている流体を振動させることにより熱拡散を制御する車両用電装機器温度制御装置（例えば、後述する実施例における温度制御装置２０）であって、前記流体に所定の振動条件で振動を加える振動手段（例えば、後述する実施例におけるアクチュエータ２３，２４，３０）と、車両の運転状態に応じて前記振動手段の振動条件を変更する制御手段（例えば、後述する実施例におけるＥＣＵ７）と、を備えたことを特徴とする車両用電装機器温度制御装置である。
このように構成することにより、車両用電装機器温度制御装置の構成が極めて簡単になり、小型にできる。また、車両の運転状態に応じて振動手段の振動条件を変更することにより、温度制御装置の熱拡散能力を最適な値に変更することができる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記振動条件は振幅と周波数をパラメータとする前記振動手段の効率マップに基づいて決定されることを特徴とする。
このように構成することにより、振動手段を効率よく動作させることができる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記ヒートパイプは複数の領域（例えば、後述する実施例における第１ヒートパイプ２１、第２ヒートパイプ２２）に区画されており、前記振動手段（例えば、後述する実施例における第１アクチュエータ２３、第２アクチュエータ２４）は前記各領域毎にそれぞれ設けられ、各振動手段を独立して制御可能であることを特徴とする。
このように構成することにより、振動手段を独立して制御することでヒートパイプの領域毎に流体の振動を制御することが可能になり、電装機器の発熱状態に応じて温度制御装置を最適な運転状態に変更することが可能になる。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記振動手段（例えば、後述する実施例におけるアクチュエータ３０）は単一であり、前記ヒートパイプは複数の領域（例えば、後述する実施例における第１ヒートパイプ２１、第２ヒートパイプ２２）に区画されていて、該領域間の前記流体の振動伝達を許可または禁止する切換手段（例えば、後述する実施例における開閉バルブ２８ａ，２８ｂ、三方弁２９）を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、振動手段を制御するとともに切換手段を切り換えて流体の振動伝達を許可または禁止することにより、流体が振動する領域を変えることができ、電装機器の発熱状態に応じて温度制御装置を最適な運転状態に変更することが可能になる。また、振動手段がただ１つで済むので、さらに構成が簡単で小型にすることができ、コスト低減を図ることもできる。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記ヒートパイプは蛇行して設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、温度制御装置の占有スペースに対する流体量を多くして熱拡散を向上することができる。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記車両は内燃機関（例えば、後述する実施例におけるエンジン２）とモータ（例えば、後述する実施例におけるモータ・ジェネレータ３）を動力源として備えるハイブリッド車両（例えば、後述する実施例におけるハイブリッド車両１）であり、前記運転状態は車両の運転モードに基づいて判別されることを特徴とする。
このように構成することにより、車両の運転モードに応じて温度制御装置の熱拡散能力を変更することができる。
【００１１】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記運転状態は前記電装機器の出力電流に基づいて判別されることを特徴とする。
このように構成することにより、電装機器の出力電流に応じて温度制御装置の熱拡散能力を変更することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、車両用電装機器温度制御装置を極めて構成が簡単で小型にでき、車両搭載に極めて有利になる。また、車両の運転状態に応じて振動手段の振動条件を変更することにより、温度制御装置の熱拡散能力を最適な値に変更することができるので、電装機器を最適に温度制御することができる。
請求項２に係る発明によれば、振動手段を効率よく動作させることができるので、振動手段を動作するためのエネルギー消費を低減することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、電装機器の発熱状態に応じて温度制御装置を最適な運転状態に変更することができるので、電装機器を必要以上に冷却あるいは加熱するのを防止することができ、振動手段を動作するためのエネルギー消費を低く抑えることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、電装機器の発熱状態に応じて車両用電装機器温度制御装置を最適な運転状態に変更することが可能になるので、電装機器を必要以上に冷却あるいは加熱するのを防止することができ、振動手段を動作するためのエネルギー消費を低く抑えることができる。また、振動手段がただ１つで済むので、さらに構成が簡単で小型にすることができ、コスト低減を図ることもできる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、温度制御装置の占有スペースに対する流体量を多くすることができるので、小型ながら熱拡散能力の大きい温度制御装置を得ることができる。
請求項６に係る発明によれば、ハイブリッド車両の運転モードに応じて温度制御装置の熱拡散能力を変更することができる。
請求項７に係る発明によれば、電装機器の出力電流に応じて温度制御装置の熱拡散能力を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明に係る車両用電装機器温度制御装置の実施例を図１から図１４の図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施例における車両用電装機器温度制御装置は、内燃機関とモータを動力源として備えたハイブリッド車両に適用した態様である。
【実施例１】
【００１７】
初めに、この発明に係る車両用電装機器温度制御装置の実施例１を図１から図９の図面を参照して説明する。
図１は、車両用電装機器温度制御装置を備えたパラレル型ハイブリッド車両１の概略構成図である。このハイブリッド車両１では、動力源としての内燃機関（以下、エンジン）２とモータ・ジェネレータ３、およびオートマチックトランスミッション４が直列に直結されている。モータ・ジェネレータ３は発電可能なモータであり、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の駆動力はオートマチックトランスミッション４を介して駆動輪Ｗに伝達される。
【００１８】
このハイブリッド車両１において、モータ・ジェネレータ３は車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生手段を兼ねており、車両のクルーズ走行時および減速時にモータ・ジェネレータ３の回生制動が行われ、回収された電気エネルギーはインバータ（電装機器）５を介してバッテリー（蓄電手段）６に充電される。
モータ・ジェネレータ３はバッテリー６に充電された電気エネルギーを消費して車両の駆動力を発生させる。このとき、モータ・ジェネレータ３は電子制御装置（ＥＣＵ）７によりインバータ５を介して制御される。
【００１９】
インバータ５は車両用電装機器温度制御装置（以下、冷却装置と略す）２０の上に設置されており、この温度制御装置２０によってインバータ５は冷却され所定温度以下に保持される。すなわち、この実施例１における温度制御装置２０は冷却装置として機能する。温度制御装置２０については後で詳述する。
ＥＣＵ７には、イグニッションスイッチ１１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１２、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキスイッチ１３、オートマチックランスミッション４の駆動軸の回転数に基づいて車速を検出する車速センサ１４、オートマチックトランスミッション４のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１５、バッテリー６の残容量を検出する残容量センサ１６等からの出力信号が入力され、これらに基づいてＥＣＵ７はインバータ５の運転モードを判別する。
【００２０】
図３は、インバータ５の運転モード表であり、この実施例１ではインバータ５の負荷が小さい方から順にモード０〜８に区分さている。なお、ハイブリッド車両や電気自動車の場合、駆動・回生モータ用インバータの負荷は車両の運転状態に対応しているので、インバータ５の運転モードはハイブリッド車両１の運転モードと言うこともできる。以下、各モードを簡単に説明する。
モード０は、モータ・ジェネレータ３を使用していない状態、すなわち無負荷状態のモードである。
モード１は、クリープ状態のモードであり、例えば上り坂での車両１の停止時に後退を防止するためにモータ・ジェネレータ３を運転する場合等が対応する。
モード２は、低トルクアシスト状態のモードであり、モータ・ジェネレータ３を低トルクで運転してエンジン２をアシストする場合である。
モード３は、低トルク回生状態のモードであり、車両１の減速時にモータ・ジェネレータ３が低トルクで回生制動する場合である。
モード４は、高トルクアシスト状態のモードであり、モータ・ジェネレータ３を高トルクで運転してエンジン２をアシストする場合である。
モード５は、高トルク回生状態のモードであり、車両１の減速時にモータ・ジェネレータ３が高トルクで回生制動する場合である。
モード６は、高回転クルーズ状態のモードであり、車両１をエンジン２の駆動力でクルーズ運転しながらモータ・ジェネレータ３を回生制動させてバッテリー６に充電したり、あるいは、モータ・ジェネレータ３を力行させてエンジン２をアシストする場合である。
モード７は、エンジン始動状態のモードであり、モータ・ジェネレータ３によってエンジン２を始動する場合である。
モード８は、アイドリングストップ直前にエンジン２を強制的に停止させるためにモータ・ジェネレータ３で逆回転方向に大きいトルクを発生させる状態のモードである。
【００２１】
温度制御装置２０は、図２に示すように、互いに独立した上下２段のヒートパイプ２１，２２を備えている。つまり、この温度制御装置２０ではヒートパイプが上下２つの領域に区画されている。インバータ５は上側のヒートパイプ２１（以下、第１ヒートパイプ２１ということもある）の上に設置されており、第１ヒートパイプ２１の下側にヒートパイプ２２（以下、第２ヒートパイプ２２ということもある）が配置されている。各ヒートパイプ２１，２２はＵ字管を複数連結したように蛇行して形成されており、その内部には液状の流体が満充填されている。両ヒートパイプ２１，２２はほぼ同面積の矩形領域で重なっており、この重複領域においてヒートパイプ２１，２２は段違いで交差するように配置されている。なお、この重複領域はインバータ５よりも十分に大きな面積を有している。
【００２２】
また、温度制御装置２０は、各ヒートパイプ２１，２２内の流体に振動を加えるためのアクチュエータ（振動手段）２３，２４を備えている。ＥＣＵ７は、アクチュエータ動作指令回路２５を介して、アクチュエータ２３，２４の振動の振幅および周波数をそれぞれ独立に制御することができる。以下の説明において、第１ヒートパイプ２１用のアクチュエータを第１アクチュエータ２３、第２ヒートパイプ２２用のアクチュエータを第２アクチュエータ２４として区別する場合もある。なお、図１ではアクチュエータ動作指令回路２５を省略している。
ヒートパイプ２１、２２は所謂往復流動ヒートパイプであり、内部の流体の振動条件を変えることにより流体の実効熱伝導率を変えることができ、これにより熱拡散能力を変えることができる温度制御装置である。
【００２３】
ところで、インバータ５の発熱量はインバータ５に対する負荷が大きくなるにしたがって大きくなる。図４にインバータ５の負荷と許容損失との関係を示す。ここで、インバータ５の損失はインバータ５の発熱によって生じるもので、インバータ５の負荷が大きくなるにしたがって発熱量が大きくなるので、インバータ５の損失も大きくなる。
そこで、この温度制御装置２０では、インバータ５に対する負荷が大きくなるにしたがって、温度制御装置２０の実効熱伝導率が大きくなるようにアクチュエータ２３，２４の運転を制御することにした。
【００２４】
図５は、アクチュエータにより流体に加えられる振動の振幅をパラメータとして、振動の周波数と温度制御装置２０全体としての熱伝導率との関係を示すものであり、（１）第１アクチュエータ２３だけを最大振幅（例えば、１００ｍｍ）で振動させたときと、（２）第１アクチュエータ２３と第２アクチュエータ２４の両方をそれぞれ最大振幅（例えば、各１００ｍｍ）で振動させたときを比較して示したものである。
この図から分かるように、第１アクチュエータ２３のみを振動させた場合も、両アクチュエータ２３，２４を振動させた場合も、周波数が大きくなるにしたがって熱伝導率が大きくなる。また、同一周波数であれば、第１アクチュエータ２３のみ振動させたときよりも両アクチュエータ２３，２４を振動させたときの方が、温度制御装置２０の熱伝導率は大きくなる。
なお、図５では最大振幅の場合について説明したが、振幅を最大振幅よりも小さくした場合も同様な傾向にあり、振幅が小さいときの線図は最大振幅の線図よりも周波数増加に対する熱伝導率増加の割合が小さくなる（すなわち、線図の勾配が緩やかになる）。
【００２５】
図６および図７は、熱伝導率をパラメータとして振幅と周波数の関係を示す等熱伝導率線図であり、図６は第１アクチュエータ２３だけを振動させた場合であり、図７は第１アクチュエータ２３と第２アクチュエータ２４を両方振動させた場合である。
図６および図７において、破線はアクチュエータの効率を示す線（等効率線）であり、原点に近づくほど効率が高くなり、原点から遠ざかるほど効率が低くなる。
この例では、第１アクチュエータ２３だけを振動させて熱伝導率Ａを得る場合には、図６においてＰ点の振動条件（振幅、周波数）でアクチュエータ２３は最大効率となり、第１アクチュエータ２３と第２アクチュエータ２４の両方を振動させて熱伝導率Ａを得る場合には、図７においてＱ点の振動条件（振幅、周波数）でアクチュエータ２３，２４は最大効率となる。ただし、この場合、第１アクチュエータ２３だけを振動させたときの最大効率の方が、第１アクチュエータ２３と第２アクチュエータ２４の両方を振動させたときの最大効率よりも大きい。
したがって、図６および図７に示す等熱伝導率線図は熱伝導率Ａを得るためのアクチュエータ効率マップと言える。このアクチュエータ効率マップは熱伝導率を所定に設定して該熱伝導率毎に作成することができる。
【００２６】
そして、この実施例１においては、インバータ５の負荷状態が低負荷のときには、両ヒートパイプ２１，２２内の流体を振動させなくてもインバータ５を所定の規定温度以下に保持できるので、このような低負荷運転領域のときは第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４をいずれも動作させないことにする。なお、この実施例１においてインバータ５の低負荷運転領域は、インバータ５の運転モードにおいてモード０とモード１に対応する。
【００２７】
また、インバータ５の負荷状態が中負荷のときには、第１ヒートパイプ２１内の流体だけを振動させることによりインバータ５を所定の規定温度以下に保持するために必要な熱伝導率を確保することができるので、このような中負荷運転領域のときは第１アクチュエータ２３だけを動作させ、第２アクチュエータ２４は動作させないことにする。なお、この実施例１においてインバータ５の中負荷運転領域は、インバータ５の運転モードにおいてモード２とモード３に対応する。
【００２８】
また、インバータ５の負荷状態が高負荷のときには、第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２内の両方の流体を振動させなくてはインバータ５を所定の規定温度以下に保持するために必要な熱伝導率を確保することができないので、このような高負荷運転領域のときは第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の両方を動作させることにする。なお、この実施例１においてインバータ５の高負荷運転領域は、インバータ５の運転モードにおいてモード４からモード８に対応する。
なお、前述したように、ハイブリッド車両や電気自動車の場合、駆動・回生モータ用インバータの負荷は車両の運転状態に対応しているので、インバータ５の運転領域はハイブリッド車両１の運転領域と言うこともできる。
【００２９】
さらに、この実施例１では、アクチュエータ２３，２４の運転制御を簡略化するために、インバータ５の中負荷運転領域では該領域内のモード２，３のいずれのモードかにかかわらず温度制御装置２０の目標熱伝導率を一定の値α１（例えば、図４に示すように５０００Ｗ／ｍ・ｋ）に設定し、インバータ５の高負荷運転領域では該領域内のモード４〜８のいずれのモードかにかかわらず温度制御装置２０の目標熱伝導率を別の一定の値α２（例えば、図４に示すように１００００Ｗ／ｍ・ｋ）に設定する（α１＜α２）。ちなみに、この実施例１において、両アクチュエータ２３，２４を動作させないときの温度制御装置２０の熱伝導率は約１００Ｗ／ｍ・ｋである。
【００３０】
そして、第１アクチュエータ２３だけを動作させたときの目標熱伝導率α１の等熱伝導率線図に対応する第１アクチュエータ２３の効率マップをＥＣＵ７のＲＯＭ（図示せず）に予め格納しておき、両アクチュエータ２３，２４を動作させたときの目標熱伝導率α２の等熱伝導率線図に対応する第１、第２アクチュエータ２３，２４の効率マップを前記ＲＯＭに予め格納しておき、これらアクチュエータ２３，２４を動作するときに、ＥＣＵ７がこれら効率マップを参照して最大効率となる振動条件（振幅および周波数）を求め、その振動条件で第１アクチュエータ２３あるいは第２アクチュエータ２４を動作させて、熱伝導率α１，α２となるようにする。
【００３１】
次に、この実施例１におけるインバータ温度制御を図８のフローチャートに従って説明する。なお、図８のフローチャートに示すインバータ温度制御ルーチンは、ＥＣＵ７によって一定時間毎に実行される。
まず、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０１において、イグニッションスイッチ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキスイッチ１３、車速センサ１４、シフトポジションセンサ１５、残容量センサ１６等からの入力信号に基づいて、インバータ５の運転モードを判別する。
【００３２】
次に、ステップＳ１０２に進み、ステップＳ１０１で判別した運転モードが低負荷運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ１０１で判別した運転モードがモード０あるいはモード１の場合には低負荷運転領域であるので、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進み、第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４を停止し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００３３】
一方、ステップＳ１０１で判別した運転モードがモード２〜８の場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０４に進み、運転モードが中負荷運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ１０１で判別した運転モードがモード２あるいはモード３の場合には中負荷運転領域であるので、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進み、目標熱伝導率をα１とし、第１アクチュエータ２３の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件で第１アクチュエータ２３だけを動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００３４】
一方、ステップＳ１０１で判別した運転モードがモード４〜８の場合には高負荷運転領域であるので、ステップＳ１０４からステップＳ１０６に進み、目標熱伝導率をα２とし、両アクチュエータ動作時の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件で第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４を動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
この実施例１においては、ＥＣＵ７がステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の一連の処理を実行することにより、『車両の運転状態に応じて振動手段の振動条件を変更する制御手段』が実現される。
【００３５】
この実施例１の温度制御装置１によれば、極めて構成が簡単で小型にできるので、車載用電装機器温度制御装置として最適である。特に、ヒートパイプ２１，２２を蛇行させているので、温度制御装置２０の占有スペースに対して流体量を多くすることができ、小型ながら熱拡散能力の大きい温度制御装置２０とすることができる。
また、ヒートパイプが第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２に区画されるとともに、各ヒートパイプ２１，２２毎に流体に振動を加えるアクチュエータ２３，２４が設けられており、インバータ５の運転状態（ハイブリッド車両１の運転状態）に応じて、アクチュエータ２３，２４の動作、非動作を制御しているので、インバータ５の発熱の大きさに応じて温度制御装置２０を最適な運転状態に変更することができる。その結果、インバータ５を最適に温度制御することができ、インバータ５を必要以上に冷却するのを防止することができ、アクチュエータ２３，２４を動作するためのエネルギー消費（消費電力）を低く抑えることができる。特に、選択された熱伝導率を得る際に、アクチュエータ２３，２４の効率マップに基づいて効率が最大となるように振動条件を決定しているので、アクチュエータ２３，２４を効率よく動作させることができ、アクチュエータ２３，２４を動作するためのエネルギー消費（消費電力）を最小限にすることができる。
【００３６】
なお、上述した実施例１では、両ヒートパイプ２１，２２を同一形状、同一寸法に形成し、ほぼ同面積の矩形領域で重ねたが、図９に示すように、インバータ５に近い側に配置される第１ヒートパイプ２１を遠い側に配置される第２ヒートパイプ２２よりも管径を細くし、且つ、インバータ５に対し密に配置して、第１ヒートパイプ２１による熱拡散効果を大にしてもよい。
また、前述した実施例１では、インバータ５の運転領域を低・中・高の３つの運転領域に分け、各運転領域毎に第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の動作・非動作や熱伝導率を設定し、各熱伝導率に応じた第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の振動条件を決定したが、運転領域の区分けをせずに、インバータ５の運転モード毎に第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の動作・非動作や熱伝導率を予め設定しておき、各熱伝導率に応じて第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の振動条件を決定するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３７】
次に、この発明に係る車両用電装機器温度制御装置の実施例２を図１０から図１２の図面を参照して説明する。
実施例２の温度制御装置２０が実施例１のものと相違する主な点は、第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２がバルブを介して接続されていることと、ヒートパイプ２１，２２内の流体に振動を加えるアクチュエータが一つしかないことである。
【００３８】
詳述すると、図１０に示すように、第１ヒートパイプ２１の両端はアクチュエータ３０に接続されており、第１ヒートパイプ２１の一端側のアクチュエータ３０との接続部近傍に第２ヒートパイプ２２の一端側の延長管２６が接続され、第１ヒートパイプ２１の他端側のアクチュエータ３０との接続部近傍に第２ヒートパイプ２２の他端側の延長管２７が接続され、さらに、延長管２６，２７に開閉バルブ２８ａ，２８ｂが設けられている。
【００３９】
開閉バルブ２８ａ，２８ｂは流体の振動伝達を許可または禁止する切換手段であり、開閉バルブ２８ａ，２８ｂを閉じた状態でアクチュエータ３０を動作すると、第１ヒートパイプ２１内の流体だけに振動が伝達され、開閉バルブ２８ａ，２８ｂを開いた状態でアクチュエータ３０を動作すると、第１ヒートパイプ２１内の流体と第２ヒートパイプ２２内の流体の両方に振動が伝達される。
【００４０】
この実施例２においては、ＥＣＵ７は、アクチュエータ動作指令回路３１を介してアクチュエータ３０の振動の振幅および周波数を制御することができ、また、バルブ動作指令回路３２を介して開閉バルブ２８ａ，２８ｂの開閉を制御することができる。
なお、ハイブリッド車両１の構成については実施例１の場合と同じであるので、図１を援用してその説明は省略する。また、インバータ５の運転モードおよび運転領域についても実施例１の場合と同じであるので、その説明は省略する。
【００４１】
そして、この実施例２においては、インバータ５がモード０またはモード１の低負荷運転領域にあるときには、両ヒートパイプ２１，２２内の流体を振動させなくてもインバータ５を所定の規定温度以下に保持できるので、低負荷運転領域のときはアクチュエータ３０を動作させないことにする。
【００４２】
また、インバータ５がモード２またはモード３の中負荷運転領域にあるときには、第１ヒートパイプ２１内の流体だけを振動させることによりインバータ５を所定の規定温度以下に保持することができるので、中負荷運転領域のときは開閉バルブ２８ａ，２８ｂを閉じてアクチュエータ３０を動作させ、第１ヒートパイプ２１内の流体だけを振動させる。なお、このときの目標熱伝導率はβ１とする。
【００４３】
また、インバータ５がモード４〜８の高負荷運転領域にあるときには、第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２内の両方の流体を振動させなくてはインバータ５を所定の規定温度以下に保持することができないので、高負荷運転領域のときは開閉バルブ２８ａ，２８ｂを開いてアクチュエータ３０を動作させ、両ヒートパイプ２１，２２内の流体を振動させる。なお、このときの目標熱伝導率はβ２とする。
【００４４】
そして、目標熱伝導率β１の等熱伝導率線図に対応するアクチュエータ３０の効率マップと、目標熱伝導率β２の等熱伝導率線図に対応するアクチュエータ３０の効率マップをＥＣＵ７のＲＯＭ（図示せず）に予め格納しておき、アクチュエータ３０を動作するときには、ＥＣＵ７がこれら効率マップを参照して最大効率となる振動条件（振幅および周波数）を求め、その振動条件でアクチュエータ３０を動作させて、熱伝導率β１，β２となるようにする。なお、目標熱伝導率β１とβ２は同じ値でよい場合もあり得る。
【００４５】
次に、実施例２におけるインバータ温度制御について、図１１のフローチャートに従って説明する。なお、図１１のフローチャートに示すインバータ温度制御ルーチンは、ＥＣＵ７によって一定時間毎に実行される。
まず、ＥＣＵ７は、ステップＳ２０１において、イグニッションスイッチ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキスイッチ１３、車速センサ１４、シフトポジションセンサ１５、残容量センサ１６等からの入力信号に基づいて、インバータ５の運転モードを判別する。
【００４６】
次に、ステップＳ２０２に進み、ステップＳ２０１で判別した運転モードが低負荷運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ２０１で判別した運転モードがモード０あるいはモード１の場合には低負荷運転領域であるので、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に進み、アクチュエータ３０を停止し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ２０１で判別した運転モードがモード２〜８の場合には、ステップＳ２０２からステップＳ２０４に進み、運転モードが中負荷運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ２０１で判別した運転モードがモード２あるいはモード３の場合には中負荷運転領域であるので、ステップＳ２０４からステップＳ２０５に進み、開閉バルブ２８ａ，２８ｂを閉じ、目標熱伝導率をβ１とし、アクチュエータ３０の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件でアクチュエータ３０を動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ２０１で判別した運転モードがモード４〜８の場合には高負荷運転領域であるので、ステップＳ２０４からステップＳ２０６に進み、開閉バルブ２８ａ，２８ｂを開き、目標熱伝導率をβ２とし、アクチュエータ３０の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件でアクチュエータ３０を動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
この実施例２においては、ＥＣＵ７がステップＳ２０１〜ステップＳ２０６の一連の処理を実行することにより、『車両の運転状態に応じて振動手段の振動条件を変更する制御手段』が実現される。
【００４９】
この実施例２の温度制御装置２０においては、アクチュエータ３０の動作・非動作を制御するとともに、開閉バルブ２８ａ，２８ｂの開閉を制御することにより、流体が振動する領域を変えることができるので、実施例１の場合と同様に、インバータ５の発熱の大きさに応じて温度制御装置２０を最適な運転状態に変更することができ、インバータ５を最適に温度制御することができる。そのほか実施例１の場合と同様の作用・効果を得ることができる。しかも、実施例２の温度制御装置２０の場合にはアクチュエータがただ１つで済むので、さらに構成が簡単で小型にすることができ、コスト低減を図ることもできる。
【００５０】
なお、延長管２６，２７に開閉バルブ２８ａ，２８ｂを設ける代わりに、第１ヒートパイプ２１と延長管２６の接続部、および、第１ヒートパイプ２１と延長管２７の接続部にそれぞれ三方弁を設け、２つの三方弁の切り換えによって、第１ヒートパイプ２１の流体への振動伝達だけを許可して第２ヒートパイプ２２の流体への振動伝達を禁止するか、第１ヒートパイプ２１および第２ヒートパイプ２２の両方の流体への振動伝達を許可するかを切り換えるようにしてもよい。この場合、三方弁は、ヒートパイプの各領域間の流体の振動伝達を許可または禁止する切換手段を構成する。図１２に、第１ヒートパイプ２１と延長管２６の接続部に設けた三方弁２９を示す。
【実施例３】
【００５１】
次に、この発明に係る車両用電装機器温度制御装置の実施例３を図１３および図１４の図面を参照して説明する。なお、実施例３におけるハイブリッド車両１および温度制御装置２０の構成については実施例１のものと全く同じであるので、図１および図２を援用してその説明を省略する。
前述した実施例１では、インバータ５の運転モード（ハイブリッド車両１の運転モード）に基づいてインバータ５の運転領域（ハイブリッド車両１の運転領域）が低、中、高のいずれの負荷運転領域か判定し、この運転領域の判定結果に基づいてアクチュエータ２３，２４の動作、非動作、および振動条件を決定した。
【００５２】
これに対して、実施例３では、ＥＣＵが、イグニッションスイッチ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキスイッチ１３、車速センサ１４、シフトポジションセンサ１５、残容量センサ１６等からの入力信号に基づいてインバータ５の出力電流値を決定する出力電流マップを備えていて、この出力電流マップに基づいて決定された出力電流値から出力電流レベルを判別し、さらに、この出力電流レベルに基づいてインバータ５の運転状態（ハイブリッド車両１の運転状態）が低電流運転領域か、中電流運転領域か、高電流運転領域かを判定して、この運転領域の判定結果に基づいてアクチュエータ２３，２４の動作、非動作、および振動条件を決定する。
【００５３】
なお、ハイブリッド車両や電気自動車の場合、駆動・回生モータ用インバータの出力電流は車両の運転状態に対応するので、この実施例３の場合には、インバータ５の出力電流に基づいて車両の運転状態を判別し、その運転状態に応じてアクチュエータ２３，２４の振動条件を変更すると言うことができる。
【００５４】
図１３は、インバータ５の出力電流レベル表の一例を示し、レベル１は出力電流Ｉ０の絶対値が０〜２０Ａ、レベル２は出力電流Ｉ０の絶対値が２０〜４０Ａ、レベル３は出力電流Ｉ０の絶対値が４０〜６０Ａ、レベル４は出力電流Ｉ０の絶対値が６０〜８０Ａ、レベル５は出力電流Ｉ０の絶対値が８０〜１００Ａ、レベル６は出力電流Ｉ０の絶対値が１００〜１２０Ａ、・・・に設定されている。さらに、レベル１〜２は低電流運転領域、レベル３〜５は中電流運転領域、レベル６以上は高電流運転領域に区分されている。
【００５５】
そして、この実施例３においては、インバータ５の運転状態が低電流運転領域のときには、両ヒートパイプ２１，２２内の流体を振動させなくてもインバータ５を所定の規定温度以下に保持できるので、このような低電流運転領域のときは第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４をいずれも動作させないことにする。
【００５６】
また、インバータ５の運転状態が中電流運転領域のときには、第１ヒートパイプ２１内の流体だけを振動させることによりインバータ５を所定の規定温度以下に保持するために必要な熱伝導率を確保することができるので、このような中電流運転領域のときは第１アクチュエータ２３だけを動作させ、第２アクチュエータ２４は動作させないことにする。
【００５７】
また、インバータ５の運転状態が高電流運転領域のときには、第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２内の両方の流体を振動させなくてはインバータ５を所定の規定温度以下に保持するために必要な熱伝導率を確保することができないので、このような高電流運転領域のときは第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の両方を動作させることにする。
【００５８】
なお、この実施例３においても、実施例１の場合と同様、インバータ５が中電流運転領域にあるときには該領域内のレベル（３〜５）のいずれのレベルかにかかわらず温度制御装置２０の目標熱伝導率を一定の値α１に設定し、インバータ５が高電流運転領域にあるときには該領域内のレベル（６〜）のいずれのレベルかにかかわらず温度制御装置２０の目標熱伝導率を別の一定の値α２に設定する（α１＜α２）。
【００５９】
そして、この実施例３においても、実施例１の場合と同様、第１アクチュエータ２３だけを動作させたときの目標熱伝導率α１の等熱伝導率線図に対応する第１アクチュエータ２３の効率マップをＥＣＵ７のＲＯＭ（図示せず）に予め格納しておき、両アクチュエータ２３，２４を動作させたときの目標熱伝導率α２の等熱伝導率線図に対応する第１、第２アクチュエータ２３，２４の効率マップを前記ＲＯＭに予め格納しておき、これらアクチュエータ２３，２４を動作するときに、ＥＣＵ７がこれら効率マップを参照して最大効率となる振動条件（振幅および周波数）を求め、その振動条件で第１アクチュエータ２３あるいは第２アクチュエータ２４を動作させて、熱伝導率α１，α２となるようにする。
【００６０】
次に、この実施例３におけるインバータ温度制御を図１４のフローチャートに従って説明する。なお、図１４フローチャートに示すインバータ温度制御ルーチンは、ＥＣＵ７によって一定時間毎に実行される。
まず、ＥＣＵ７は、ステップＳ３０１において、イグニッションスイッチ１１、アクセルペダルセンサ１２、ブレーキスイッチ１３、車速センサ１４、シフトポジションセンサ１５、残容量センサ１６等からの入力信号に基づき出力電流マップを参照して決定した出力電流値がいずれの出力電流レベルに属するかを判別する。
【００６１】
次に、ステップＳ３０２に進み、ステップＳ３０１で判別した出力電流レベルが低電流運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ３０１で判別した出力電流レベルがレベル１あるいはレベル２の場合には低電流運転領域であるので、ステップＳ３０２からステップＳ３０３に進み、第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４を停止し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ３０１で判別した出力電流レベルがレベル３以上の場合には、ステップＳ３０２からステップＳ３０４に進み、出力電流レベルが中電流運転領域に属するか否かを判定する。
ステップＳ３０１で判別した出力電流レベルがレベル３〜５の場合には中電流運転領域であるので、ステップＳ３０４からステップＳ３０５に進み、目標熱伝導率をα１とし、第１アクチュエータ２３の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件で第１アクチュエータ２３だけを動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６３】
一方、ステップＳ３０１で判別した出力電流レベルがレベル６以上の場合には高電流運転領域であるので、ステップＳ３０４からステップＳ３０６に進み、目標熱伝導率をα２とし、両アクチュエータ動作時の効率マップを参照して最大効率となる振動条件を決定し、該振動条件で第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４を動作して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
この実施例３においては、ＥＣＵ７がステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の一連の処理を実行することにより、『車両の運転状態に応じて振動手段の振動条件を変更する制御手段』が実現される。
この実施例３の温度制御装置２０においても、実施例１の場合と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、この実施例３では出力電流マップに基づいて決定された出力電流値から出力電流レベルを判別し、運転状態を判別しているが、インバータ５を流れる電流値を電流検出手段で検出し、その検出値に基づいて出力電流レベルを判別し、運転状態を判別して、アクチュエータ２３，２４の動作、非動作、振動条件を決定してもよい。
【００６４】
また、この実施例３の場合にも、運転領域の区分けをせずに、インバータ５の出力電流レベル毎に第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の動作・非動作や熱伝導率を予め設定しておき、各熱伝導率に応じて第１アクチュエータ２３および第２アクチュエータ２４の振動条件を決定するようにしてもよい。
また、この実施例３の場合にも、図９に示すように第１ヒートパイプ２１と第２ヒートパイプ２２の管径やインバータ５に対する配置の粗密を異にしたり、図１０および図１２に示すようにアクチュエータを単一にし、開閉バルブ２８ａ，２８ｂや三方弁２９によって振動伝達の許可または禁止を切り換えるように構成してもよい。
【００６５】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、温度制御装置のヒートパイプを電装機器の下側において上下２つの領域に区画したが、上下３つ以上の領域に区画してもよいし、ヒートパイプを電装機器の上側と下側の２つの領域に区画してもよく、また、ヒートパイプの領域分けは上下に限られるものでもない。
また、電装機器はインバータに限るものではなく、車載されて温度制御が必要なあらゆる電装部品がこの発明における電装機器になり得る。したがって、電装機器を冷却する場合だけでなく加熱する場合もあり得る。
また、この発明は、ハイブリッド車両に限らず、モータを動力として走行する電気自動車にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明に係る実施例１の車両用電装機器温度制御装置を備えたハイブリッド車両の構成図である。
【図２】前記実施例１における車両用電装機器温度制御装置の概略構成図である。
【図３】前記実施例１におけるインバータの運転モード表である。
【図４】前記実施例１におけるインバータの負荷と許容損失との関係を示す図である。
【図５】前記実施例１の車両用電装機器温度制御装置において、流体に加えられる振動の振幅をパラメータとして周波数と熱伝導率との関係を示す図である。
【図６】前記実施例１の車両用電装機器温度制御装置において、第１アクチュエータだけを振動させた場合の等熱伝導率線図である。
【図７】前記実施例１の車両用電装機器温度制御装置において、第１アクチュエータと第２アクチュエータを両方振動させた場合の等熱伝導率線図である。
【図８】前記実施例１の車両用電装機器温度制御装置におけるインバータ温度制御を示すフローチャートである。
【図９】前記実施例１の車両用電装機器温度制御装置の変形例における概略構成図である。
【図１０】この発明に係る実施例２の車両用電装機器温度制御装置の概略構成図である。
【図１１】前記実施例２の車両用電装機器温度制御装置におけるインバータ温度制御を示すフローチャートである。
【図１２】前記実施例２における車両用電装機器温度制御装置の変形例の要部を示す構成図である。
【図１３】この発明に係る車両用電装機器温度制御装置の実施例３におけるインバータの出力電流レベル表である。
【図１４】前記実施例３の車両用電装機器温度制御装置におけるインバータ温度制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン（内燃機関）
３  モータ・ジェネレータ（モータ）
５  インバータ（電装機器）
２０  車両用電装機器温度制御装置
２１  第１ヒートパイプ
２２  第２ヒートパイプ
２３  第１アクチュエータ（振動手段）
２４  第２アクチュエータ（振動手段）
２８ａ，２８ｂ  開閉バルブ（切換手段）
２９  三方弁（切換手段）
３０  アクチュエータ（振動手段）
７  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
2005219522.tif 000003
【図２】
2005219522.tif 000004
【図３】
2005219522.tif 000005
【図４】
2005219522.tif 000006
【図５】
2005219522.tif 000007
【図６】
2005219522.tif 000008
【図７】
2005219522.tif 000009
【図８】
2005219522.tif 000010
【図９】
2005219522.tif 000011
【図１０】
2005219522.tif 000012
【図１１】
2005219522.tif 000013
【図１２】
2005219522.tif 000014
【図１３】
2005219522.tif 000015
【図１４】
2005219522.tif 000016