(57)【要約】【課題】従来捨てられるだけのバッテリ空冷後の排気を有効利用する。【解決手段】排気装置１０は、バッテリ１２の冷却後の排気を排出する排気ダクト２６を備える。排気ダクト２６の下流側は、ラゲージスペース３４に排気口が向けられた第１の排気路３２（ラゲージ側排気路）と、リアガラス３８に排気口が向けられた第２の排気路３６（ガラス側排気路）に分岐される。排気ダクト２６の分岐点には、リアガラス３８に結露が生じたと判定された際に第２の排気路３６を開放させる切り替えバルブ２８が設けられている。【選択図】図２
2017091983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両後部座席下に設けられたバッテリの冷却後の排気を排出する、車載バッテリ空冷用の排気装置であって、
前記バッテリの冷却後の排気を排出する排気ダクトを備え、
前記排気ダクトの下流側は、ラゲージスペースに排気口が向けられた第１の排気路と、リアガラスに排気口が向けられた第２の排気路に分岐され、
前記排気ダクトの分岐点には、前記リアガラスに結露が生じたと判定された際に前記第２の排気路を開放させるバルブが設けられていることを特徴とする、車載バッテリ空冷用の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両後部座席下に設けられたバッテリの空冷後の排気を排出する、排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両や電気自動車等では、車両後部座席下にバッテリ及びその冷却機構が設けられる。冷却機構は、車室内の冷却空気を取り込むブロアと、取り込んだ冷却空気をバッテリまで送り込む給気ダクトと、冷却後の排気を排出する排気ダクトを備える。例えば特許文献１では、排気ダクトの排気口はラゲージスペースに向けられており、排気はこのスペースに捨てられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８５８７４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、エネルギー効率向上のため、従来捨てられるだけのバッテリ冷却後の排気の有効利用が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両後部座席下に設けられたバッテリの冷却後の排気を排出する、車載バッテリ空冷用の排気装置に関する。当該装置は、前記バッテリの冷却後の排気を排出する排気ダクトを備える。前記排気ダクトの下流側は、ラゲージスペースに排気口が向けられた第１の排気路と、リアガラスに排気口が向けられた第２の排気路に分岐される。前記排気ダクトの分岐点には、前記リアガラスに結露が生じたと判定された際に前記第２の排気路を開放させるバルブが設けられている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来捨てられるだけのバッテリ冷却後の排気を、リアガラスの結露の解消手段として有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る車載バッテリ空冷用の排気装置が搭載される、車両の主要構成を例示する図である。
【図２】車両の後部座席周辺を例示する側面図である。
【図３】リアガラス結露判定フローを例示するフローチャートである。
【図４】ラゲージスペースに排気を捨てる際の図である。
【図５】リアガラスに排気を送り込む際の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本実施形態に係る車載バッテリ空冷用の排気装置１０（排気ダクト２６、切り替えバルブ２８及び制御部４２）を含む、車両の主要構成が示されている。なお、図１の一点鎖線は信号線を表している。また、図２には車両後方の側面図が例示されている。図２に示された車両はバッテリ１２を電源として搭載する、電気自動車やハイブリッド車両である。
【０００９】
バッテリ１２はニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池から構成される。図２に示すように、バッテリ１２は車両の後部座席１４の下部に設けられている。
【００１０】
図１に示すように、バッテリ１２の直流電力は昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１６によって昇圧され、さらにインバータ１８によって直交変換される。変換後の交流電力は回転電機２０に供給される。また回転電機２０の回生時には回生電力がインバータ１８によって交直変換され、さらに昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１６によって降圧される。降圧後の直流電力はバッテリ１２に供給される。
【００１１】
図１及び図２にはバッテリ１２の冷却機構（空冷機構）が例示されている。この冷却機構は、バッテリ冷却ブロア２２、給気ダクト２４、排気ダクト２６、及び切り替えバルブ２８を備える。バッテリ冷却ブロア２２及び給気ダクト２４は、バッテリ１２と同様に後部座席１４の下部に設けられる。冷却機構のうち、排気ダクト２６及び切り替えバルブ２８と、切り替えバルブ２８の駆動を制御する制御部４２は、本実施形態に係る排気装置１０に含まれる。
【００１２】
図１に示すように、バッテリ１２に接続された降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によってバッテリ１２の直流電力が所定の補機電圧まで降圧される。降圧された電力によってバッテリ冷却ブロア２２のモータが駆動され、これによりバッテリ冷却ブロア２２が車室内の空気（冷却空気）を取り込む。なお、イグニッションオフ中など、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が作動していないときには、バッテリ冷却ブロア２２は、補機バッテリ２７から電力供給を受けて駆動可能となっている。
【００１３】
バッテリ冷却ブロア２２によって取り込まれた冷却空気は、給気ダクト２４を通ってバッテリ１２に送られる。バッテリ１２はケース２９内に収容されており、ケース２９の給気側接続口３１に給気ダクト２４の下流口が接続される。ケース２９の排気側接続口３３には排気ダクト２６の上流口が接続される。排気ダクト２６にはケース２９からバッテリ１２冷却後の排気が流入する。排気の温度は例えば約４０℃である。
【００１４】
図２に示されているように、排気ダクト２６の下流側は二手に分岐されている。分岐された一方の排気路３２（ラゲージ側排気路、第１の排気路）はラゲージスペース３４に排気口が向けられており、他方の排気路３６（ガラス側排気路、第２の排気路）は後部座席１４の側部にあるリアガラス３８（リアドアガラス）に排気口が向けられている。ガラス側排気路３６の排気口はリアガラス３８に近接していることが好適であり、例えば後部座席１４のシートバック（背もたれ）の最上部背後に設けられる。
【００１５】
排気ダクト２６の分岐点には切り替えバルブ２８が設けられる。切り替えバルブ２８はラゲージ側排気路３２とガラス側排気路３６の一方を開放状態とし、他方を閉止状態とする。切り替えバルブ２８は例えばボールバルブから構成される。後述するように、切り替えバルブ２８を制御することで、ガラス側排気路３６を開放状態にしてリアガラス３８に排気を送り込むことができる。これにより、排気の熱を利用して、リアガラス３８の結露を解消することができる。なお、排気の熱利用という観点から、ガラス側排気路３６は断熱構造を備えていてもよい。
【００１６】
図１に戻り、制御部４２は、コンピュータから構成されてよく、演算部４４、記憶部４６、及び図示しない機器・センサインターフェースが内部バスを介して互いに接続されている。
【００１７】
制御部４２は、機器・センサインターフェースを介して、種々のセンサやスイッチからの信号を受信する。具体的には、バッテリ温度センサ４８からバッテリ１２の温度Ｔｂを受信する。また、図示しない電圧センサ及び電流センサからバッテリ１２の両端電圧やバッテリ１２に流れる電流を受信する。
【００１８】
加えて制御部４２は、車室温度センサ５０から車室温度Ｔｉ、車外温度センサ５２から車外温度Ｔｏを受信する。さらに、車室の図示しないインストルメントパネルに設けられたエアコンスイッチ５４、外気導入スイッチ５６、空調スイッチ５８からオン／オフ信号を受信する。
【００１９】
これらの受信信号を受けて、制御部４２は車両の各種機器を制御する。例えば回転電機２０に対する駆動要求に基づいて昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ１６及びインバータ１８の図示しないスイッチング素子のオン／オフ制御を行う。また、バッテリ１２の電圧を補機電圧まで降圧させるために、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の図示しないスイッチング素子のオン／オフ制御を行う。また、エアコンスイッチ５４や空調スイッチ５８のオン信号を受信した際には、空調用ブロアモータ６０を駆動させる。
【００２０】
また、バッテリ温度センサ４８から受信したバッテリ１２の温度Ｔｂが所定の高温域に到達したときには、バッテリ冷却ブロア２２を駆動させてバッテリ１２を冷却させる。
【００２１】
加えて、制御部４２は後述するリアガラス結露判定フローに基づいて切り替えバルブ２８を制御して、ラゲージ側排気路３２及びガラス側排気路３６の開放／閉止状態を切り替える。リアガラス結露判定フローは制御部４２の記憶部４６に記憶される。
【００２２】
＜リアガラス結露判定フロー＞
図３に、本実施形態に係る、リアガラス結露判定フローを例示する。このフローでは、リアガラス３８の結露の可否を判定し、結露が生じたと判定された際に、ラゲージ側排気路３２を閉止するとともにガラス側排気路３６を開放して、排気をリアガラス３８に送り込む。排気の熱によりリアガラス３８が暖められ、結露が解消される。
【００２３】
このように、本実施形態では、バッテリ１２冷却後の排気を用いてリアガラス３８の結露を解消している。当然のことながら、排気はバッテリ１２の冷却中、つまり冷却ブロア２２が作動していないと発生しない。このことから、リアガラス結露判定フローは、バッテリ冷却ブロア２２の駆動指令をトリガーとして開始される。
【００２４】
制御部４２は、バッテリ温度センサ４８からバッテリ１２の温度Ｔｂをモニタリングし、所定の高温域に到達したときにバッテリ冷却ブロア２２を駆動させる。この駆動指令の出力とともにリアガラス結露判定フローがスタートする。制御部４２は、車外温度センサ５２から車外温度Ｔｏを取得する（Ｓ１０）。次に制御部４２は、取得した車外温度Ｔｏが所定の閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ１２）。結露は冬季等の寒冷期に発生することから、ステップＳ１２では車外が寒冷であるか否かが判定される。
【００２５】
ステップＳ１２で車外温度Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ以上である場合（車外がそれほど寒冷でない場合）、制御部４２は切り替えバルブ２８を駆動させて、図４に示すように、ラゲージ側排気路３２（第１の排気路）を開放させてガラス側排気路３６（第２の排気路）を閉止させる（Ｓ１４）。一方、ステップＳ１２で車外温度Ｔｏが閾値温度Ｔｏ＿ｔｈ未満である場合、制御部４２は車室温度センサ５０から車室温度Ｔｉを取得する（Ｓ１６）。さらに制御部４２は、車室温度Ｔｉと車外温度Ｔｏの差（Ｔｉ−Ｔｏ）が所定の閾値ΔＴ＿ｔｈを超過しているか否かを判定する（Ｓ１８）。車室内が暖かく、また車外が寒冷であるときに、ウインドウガラス周辺の暖かな車室内空気が外気に冷やされて結露が生じる。このことから、ステップＳ１８では車内外の温度差が判定される。
【００２６】
ステップＳ１８で車室温度Ｔｉと車外温度Ｔｏの差（Ｔｉ−Ｔｏ）が所定の閾値ΔＴ＿ｔｈ以下である場合、つまり車内外の温度差が小さいとき、制御部４２は切り替えバルブ２８を駆動させて、ラゲージ側排気路３２（第１の排気路）を開放させてガラス側排気路３６（第２の排気路）を閉止させる（Ｓ１４）。一方、車室温度Ｔｉと車外温度Ｔｏの差（Ｔｉ−Ｔｏ）が所定の閾値ΔＴ＿ｔｈを超過する場合、制御部４２は外気導入スイッチ５６のオン／オフ状況を参照して、車室内空調が内気循環モードであるか否かを判定する（Ｓ２０）。
【００２７】
ステップＳ２０でＮｏの場合、つまり空調が外気循環モードである場合、湿度の低い（乾いた）外気が導入されることから、結露の発生は免れる。そこで、制御部４２は切り替えバルブ２８を駆動させて、ラゲージ側排気路３２（第１の排気路）を開放させてガラス側排気路３６（第２の排気路）を閉止させる（Ｓ１４）。
【００２８】
車室内空調が内規循環モードである場合、制御部４２はエアコンスイッチ５４のオン／オフ状況を参照して、エアコンシステムが稼動中であるか否かを判定する（Ｓ２２）。エアコンシステムが稼働中の場合、その除湿機能によって結露が免れることから、制御部４２は切り替えバルブ２８を駆動させて、ラゲージ側排気路３２（第１の排気路）を開放させてガラス側排気路３６（第２の排気路）を閉止させる（Ｓ１４）。
【００２９】
エアコンシステムがオフ状態の場合、これまでのステップＳ１２〜Ｓ２０までの判定結果を踏まえて、制御部４２はリアガラス３８に結露が生じていると判定する。このとき制御部４２は、切り替えバルブ２８を駆動させて、図５に示すように、ラゲージ側排気路３２（第１の排気路）を閉止させてガラス側排気路３６（第２の排気路）を開放させる（Ｓ２４）。これにより、ガラス側排気路３６から排気がリアガラス３８に送り込まれてリアガラス３８が暖められ、結露が解消される。
【００３０】
このように本実施形態に係る車載バッテリ空冷用の排気装置１０では、バッテリ１２の冷却後の排気を利用して、言い換えるとバッテリ１２の冷却の際に生じる排熱を利用して、リアガラス３８の結露を解消している。また、リアガラス３８に結露が生じていないときには従来通り排気をラゲージスペース３４に捨てている。これにより、結露が生じていないにも拘らず後部座席１４の乗員の頭部周辺に熱気が溜まり不快感が生じるいわゆる「もやつき」の発生を回避できる。
【００３１】
なお、上述した実施形態では、制御部４２の判定により切り替えバルブ２８の開閉制御を行っていたが、この形態に限らない。例えば運転者や乗員のボタン操作等により切り替えバルブ２８の開閉制御を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、上述した実施形態では、排気ダクト２６を分岐させてリアドアガラスまで排気口を延ばしていたが、この形態に限らない。例えば排気ダクト２６を分岐させてバックドアガラスまで排気口を延ばして当該ガラスの結露を解消するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  排気装置、１２  バッテリ、１４  後部座席、２２  バッテリ冷却ブロア、２４  給気ダクト、２６  排気ダクト、２８  切り替えバルブ、３２  ラゲージ側排気路（第１の排気路）、３４  ラゲージスペース、３６  ガラス側排気路（第２の排気路）、３８  リアガラス、４２  制御部、４８  バッテリ温度センサ、５０  車室温度センサ、５２  車外温度センサ、５４  エアコンスイッチ、５６  外気導入スイッチ、５８  空調スイッチ。
【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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