(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を高温高圧にするコンプレッサと、高温高圧冷媒を液化せしめるコンデンサと、液化冷媒を膨張せしめて冷媒温度を下げる膨張弁と、膨張弁から送出される低温冷媒とバッテリとの熱交換によりバッテリを冷却するバッテリ冷却器とを有し冷却器の蒸発冷媒を再びコンプレッサに還流せしめる冷凍サイクルを有し、かつ、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、低温冷媒の上記バッテリ冷却器への供給とその停止とを切り替える切替手段と、該切替手段を制御し検出されたバッテリ温度が予め設定した下限値を下回るとバッテリ冷却器の低温冷媒の流通を停止し、検出されたバッテリ温度が予め設定した上限値を上回るとバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめる制御手段とを具備し、
上記冷凍サイクルには上記バッテリ冷却器と並列に室内空調用のエバポレータを接続せしめ、上記切替手段には、低温冷媒の流通経路をバッテリ冷却器とエバポレータとのいずれかに切り替える弁手段を具備せしめるとともに、
上記エバポレータと熱交換した後の空気の温度を検出する空気温度検出手段を具備せしめ、上記制御手段を、室内空調時には、検出された空気温度が予め設定した上限温度以上になるまでは上記低温冷媒をバッテリ冷却器に流通せしめるように設定したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ冷却装置において、上記コンプレッサをエンジンの動力で駆動する構成とするとともに、該エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転数を検出する運転状態検出手段を具備せしめ、かつ、上記制御手段を、エンジンの運転状態が予め設定した所定のエンジン回転数領域にあり、バッテリ冷却の燃費のよい低燃費領域である高効率運転域にあるか否かを判断し、高効率運転域にあるときは検出バッテリ温度が上記上限温度を上回っていなくともバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめるように設定したバッテリ冷却装置。
【請求項３】
請求項２記載のバッテリ冷却装置において、上記制御手段を、上記高効率運転域におけるバッテリ冷却器への低温冷媒の流通制御時には、上記下限温度を低温側の別の設定値に切り替えるように設定したバッテリ冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載のバッテリ冷却装置において、上記バッテリ冷却器を流れる冷媒の温度もしくは圧力を検出する冷媒状態検出手段を具備せしめ、上記制御手段を、上記冷媒の温度もしくは圧力がその予め設定した下限温度もしくは下限圧力以下のとき、バッテリ冷却器への低温冷媒の流通を禁止するように設定したバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車やハイブリッド車が省エネ、環境への配慮などから注目されている。電気自動車やハイブリッド車はバッテリを多数搭載し動力源としているので、バッテリの性能は重要である。バッテリがその性能を十分に発揮し維持するにはバッテリを適正な温度に温調することが必要である。特に、バッテリが充電時や放電時に多くの熱を発生し高温になることがあるため、冷却を行うことが必要になる。
【０００３】
バッテリの冷却は、従来は自然空冷によるものが多いが、十分でない場合があるため、特開平７−６７９６号公報に記載されているように、バッテリを格納するケースの底壁およびバッテリ間の仕切り壁を中空構造にしてここに冷媒配管を挿通し冷凍サイクルによりバッテリを冷却するようにしたものがあり、寿命を短縮させない温度条件でバッテリを使用すべくバッテリ温度を監視して冷媒流体の流通を制御することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バッテリ温度を監視して冷媒流体の流通を制御する場合、バッテリ温度により冷媒流体の流通と停止とが繰り返されることになるが、その頻度が多いと動力に無駄が生じ効率がよくない。例えば冷凍サイクルを構成するコンプレッサの動力源となる内燃機関等が始動と停止とを繰り返すことになり燃費が損なわれる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、冷却効率のよいバッテリ冷却装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、冷媒を高温高圧にするコンプレッサと、高温高圧冷媒を液化せしめるコンデンサと、液化冷媒を膨張せしめて冷媒温度を下げる膨張弁と、膨張弁から送出される低温冷媒とバッテリとの熱交換によりバッテリを冷却するバッテリ冷却器とを有し冷却器の蒸発冷媒を再びコンプレッサに還流せしめる冷凍サイクルを有する構成とする。かつ、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、低温冷媒の上記バッテリ冷却器への供給とその停止とを切り替える切替手段と、該切替手段を制御し検出されたバッテリ温度が予め設定した下限値を下回るとバッテリ冷却器の低温冷媒の流通を停止し、検出されたバッテリ温度が予め設定した上限値を上回るとバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめる制御手段とを具備せしめる。
【０００７】
バッテリ冷却は、バッテリ温度が上限温度に達すると開始されバッテリ温度が下限温度に下がるまで行われる。これにより、バッテリには上限温度と下限温度との温度差で規定される蓄冷量が与えられる。この蓄冷量に応じてバッテリ温度が上限温度に達するまでの間、バッテリ冷却器による冷却が不要になり、コンプレッサを始動する頻度が少なくて済み冷却効率が向上する。しかしてバッテリ冷却を低燃費でできる。
【０００８】
請求項１記載の発明では、さらに、上記冷凍サイクルには上記バッテリ冷却器と並列に室内空調用のエバポレータを接続せしめ、上記切替手段には、低温冷媒の流通経路をバッテリ冷却器とエバポレータとのいずれかに切り替える弁手段を具備せしめる。
【０００９】
冷凍サイクルをバッテリ冷却用と空調用とで兼用できる。
【００１０】
請求項１記載の発明では、加えて、上記エバポレータと熱交換した後の空気の温度を検出する空気温度検出手段を具備せしめ、上記制御手段を、室内空調時には、検出された空気温度が予め設定した上限温度以上になるまでは上記低温冷媒をバッテリ冷却器に流通せしめるように設定する。
【００１１】
空気温度が上限温度に達しておらずエバポレータが少なくとも最低限の冷房能力を保持していると認められる期間を利用してバッテリ冷却器によりバッテリ冷却を行うので、コンプレッサを始動する頻度がさらに少なくて済みより冷却効率が向上する。しかしてさらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、上記コンプレッサをエンジンの動力で駆動する構成とするとともに、該エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転数を検出する運転状態検出手段を具備せしめ、かつ、上記制御手段を、エンジンの運転状態が予め設定した所定のエンジン回転数領域にあり、バッテリ冷却の燃費のよい低燃費領域である高効率運転域にあるか否かを判断し、高効率運転域にあるときは検出バッテリ温度が上記上限温度を上回っていなくともバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめるように設定する。
【００１３】
バッテリ温度が上限温度を上回っていなくとも高効率領域においてバッテリ冷却器を作動してバッテリの蓄冷量を補充しておくので、さらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、上記制御手段を、上記高効率運転域におけるバッテリ冷却器への低温冷媒の流通制御時には、上記下限温度を低温側の別の設定値に切り替えるように設定する。
【００１５】
上記下限温度を下げることでバッテリの蓄冷量が増大する。蓄冷量の補充は低燃費で行われるから、さらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、上記バッテリ冷却器を流れる冷媒の温度もしくは圧力を検出する冷媒状態検出手段を具備せしめる。上記制御手段を、上記冷媒の温度もしくは圧力がその予め設定した下限温度もしくは下限圧力以下のとき、バッテリ冷却器への低温冷媒の流通を禁止するように設定する。
【００１７】
冷却能力の過剰による冷却効率の低下や、バッテリ温度の検出部位と冷却部位との間の温度差に伴うバッテリの一部の冷えすぎを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態になるバッテリ冷却装置を示す。本実施形態は動力として燃料で作動する内燃機関（エンジン）２１と電気で作動するモータ２２とを備えたハイブリッド車用に適用したものである。バッテリ冷却装置はバッテリ６を冷却するための冷凍サイクル１を備えており、冷凍サイクル１は、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、レシーバ１３、膨張弁１４ａ、バッテリ冷却器１５ａ等から構成され、これらはこの順に冷媒配管１００により接続されている。
【００１９】
コンプレッサ１１は気化冷媒を圧縮し高温高圧にする。コンプレッサ１１はエンジン２１駆動により作動し、電磁クラッチ（以下、クラッチ）１１１によりエンジン２１と断接可能である。コンデンサ１２は高温高圧冷媒の熱を車両前方から供給される外気に放熱し高温高圧冷媒を液化する。レシーバ１３は冷媒の気液分離を行うとともに余剰の液化冷媒を貯留する。膨張弁１４ａは液化冷媒を減圧し低温低圧にする。膨張弁１４ａからの低温低圧冷媒がバッテリ冷却器１５ａにおいてバッテリ６の冷却に供される。なお、冷媒には一般的なフロンの他、二酸化炭素、プロパン、メタン、アンモニア等が用いられる得る。
【００２０】
また、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、レシーバ１３は、車室８内を冷房するエアコンと兼用である。すなわち、冷媒配管１００はレシーバ１３の下流で分岐し、膨張弁１４ａおよびバッテリ冷却器１５ａと並列に別の膨張弁１４ｂおよびエバポレータ１５ｂが設けてある。
【００２１】
また、冷媒配管１００には２つの電磁弁３ａ，３ｂが設けられ、電磁弁３ａはレシーバ１３からバッテリ冷却器１５ａへの冷媒の流れを許容または禁止し、電磁弁３ｂはレシーバ１３からエバポレータ１５ｂへの冷媒の流れを許容または禁止する。電磁弁３ａ，３ｂはバッテリ冷却ＥＣＵ４ａにより制御され、電磁弁３ａ，３ｂの開閉切り換えにより、バッテリ冷却器１５ａ、エバポレータ１５ｂのいずれか一方に低温低圧の液化冷媒が流通するようになっている。なお、液化冷媒の流通とその停止とは、上記電磁弁３ａ，３ｂとともに切り替え手段を構成する上記ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃ、クラッチ１１１によっても、エンジン２１の始動と停止、エンジン２１とコンプレッサ１１との断接をすることで切り替え可能である。
【００２２】
エバポレータ１５ｂは車室８内に開口するダクト９１内に設けられる。ダクト９１には上流側に送風用のブロワファン９２が設けられ、エバポレータ１５ｂと熱交換して冷却された空気を車室８内に供給するようになっている。ブロワファン９２が取り込む空気はダンパ９３の切り換えにより内気か外気かに選択される。
【００２３】
バッテリ冷却器１５ａは断熱ケース７にバッテリ６とともに格納されている。断熱ケース７とバッテリ冷却器１５ａおよびバッテリ６との間には空気層Ｓが形成され断熱性をさらに高めている。また、バッテリ冷却器１５ａへの冷媒の往復は、断熱ケース７の外壁面に付設した冷媒配管１００のジョイント部１０１を介して行われる。
【００２４】
バッテリ冷却器１５ａはベース１５１と、ベース１５１から衝立状に立設する複数の伝熱フィン１５２とから構成され、ベース１５１内部にフィンチューブ１５３が挿通している。フィンチューブ１５３は上記冷媒配管１００の途中部分をなすもので、一端が膨張弁１４ａに通じ他端がコンプレッサ１１に通じており、膨張弁１４ａからの低温冷媒が流通する。
【００２５】
相隣れる２枚の伝熱フィン１５２間にバッテリ６が１つずつ配置され、バッテリ６は側面が伝熱フィン１５２の主面と密着し伝熱性を高めている。上記フィンチューブ１５３内を流通する低温冷媒は、その管壁、ベース１５１および伝熱フィン１５２を介してバッテリ６と熱交換しバッテリ６を冷却する。
【００２６】
上記各部の制御用としてバッテリ冷却ＥＣＵ４ａの他、エアコンＥＣＵ４ｂ、ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃを備えており、これら３つのＥＣＵ４ａ〜４ｃ間は相互に通信し制御上必要な情報および指令信号を送受信するようになっている。各ＥＣＵ４ａ〜４ｃは例えばＣＰＵやメモリ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成される。
【００２７】
上記制御情報を得るべく装置各部には種々のセンサ５１，５２，５３，５４，５５が設けてある。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａに信号を出力するセンサとして、バッテリ６表面には温度センサ５１が設けてあり、バッテリ温度Ｔb を検出するようになっている。また、エバポレータ１５ｂの近傍下流位置には温度センサ５２が設けてあり、エバポレータ１５ｂと熱交換した後の空気温度（以下、吹き出し口温度）Ｔc を検出するようになっている。エアコンＥＣＵ４ｂに信号を出力するセンサとして、乗員の室内環境を知るための日照センサ５３等が設けてある。また、車室８内にはエアコン操作パネル４０１が取付けられて、ここでのスイッチ操作により乗員がエアコンＥＣＵ４ｂに所定の室内空調指令を送信するようになっている。ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃに信号を出力するセンサとして、スロットルセンサ５４が設けてあり、スロットル開度を検出するようになっている。またエンジン回転数センサ５５が設けてあり、エンジン回転数を検出するようになっている。これらスロットル開度、エンジン回転数は車両の走行制御に用いられる。
【００２８】
図２、図３、図４により、制御手段である上記バッテリ冷却ＥＣＵ４ａの設定とともに本バッテリ冷却装置の作動を説明する。図２において、制御をスタートする（ステップＳ１００）と、ステップＳ１１０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ１２０でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上か否かを判断する。ここで上限温度ＴbH1 はバッテリ６の寿命等を考慮して設定される（例えば４０°Ｃ）。ステップＳ１２０が否定されれば、すなわちバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下であれば本制御を終了する（ステップＳ１３０）。
【００２９】
ステップＳ１２０が肯定されれば、すなわちバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上であればバッテリ６の冷却が必要と判断しステップＳ１４０以降のステップを実行する。ステップＳ１４０では空調作動中か否かをコンプレッサ１１の作動状態に基づいて判断する。この情報はＥＣＵ間通信によりエアコンＥＣＵ４ｂから得られる。空調作動中でなければ図３に示すステップＳ１５０以降の手順を実行し、空調作動中であれば図４に示すステップＳ２６０以降の手順を実行する。
【００３０】
（空調作動なしの場合）
図３において、ステップＳ１５０ではエンジン２１が作動中か否かを判断する。この情報はＥＣＵ４ａ〜４ｃ間通信によりハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃから得る。エンジン２１が作動中でなければステップＳ１６０でハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃに指令信号を送信してエンジン２１を始動（オン）し、ステップＳ１７０に進む。エンジン２１が作動中であればそのままステップＳ１７０に進む。
【００３１】
ステップＳ１７０では、クラッチ１１１が接合中か否かを判断する。クラッチ１１１が接合中でなければステップＳ１８０でクラッチをオンしてステップＳ１９０に進み、クラッチ１１１が接合中であればそのままステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では電磁弁３ａ（以下電磁弁Ｖb という）をオンして開弁するとともに、電磁弁３ｂ（以下電磁弁Ｖc という）をオフし閉弁する。これにより、バッテリ冷却器１５ａに低温（例えば０°Ｃ）冷媒が供給され、バッテリ６が冷却される。
【００３２】
続くステップＳ２００ではバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ２１０でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下か否かを判断する。ここで下限温度ＴbLは冷却不要と判断する温度で、バッテリ６の蓄冷量の大きさを規定し低いほど蓄冷量は多くなるが過冷却にならないことを考慮して設定される（例えば３０°Ｃ）。
【００３３】
バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であればステップＳ２２０に進み空調が必要か否かを判断する。この情報はＥＣＵ間通信によりエアコンＥＣＵ４ｂから得る。空調が必要でなければステップＳ２００に戻る。すなわち、空調の要請がなくバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上である限りステップＳ２００〜Ｓ２２０が繰り返されバッテリ６の冷却が続けられてバッテリ温度Ｔb は低下していく。
【００３４】
そして、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になると（ステップＳ２１０）、バッテリ６は規定の蓄冷量に達したと判断しステップＳ２３０〜Ｓ２５０にてバッテリ冷却作動終了制御を行う。
【００３５】
ステップＳ２３０ではまずエンジン２１作動を続ける必要があるか否か、または空調が必要か否かを判断し、エンジン作動も空調も必要なければ、ステップＳ２４０でエンジン２１を停止（オフ）するとともにクラッチ１１１をオフし、バッテリ冷却器１５ａにおける低温冷媒の流通を停止してバッテリ６の冷却を終了する。次いでステップＳ２５０で電磁弁Ｖb をオフするとともに電磁弁Ｖc をオンして、上記ステップＳ１１０に戻る。バッテリ６は冷却停止後、その発熱等により温度Ｔb が上昇していくが、上記上限温度ＴbH1 を越えない限りステップＳ１１０〜Ｓ１３０が繰り返され、その間、バッテリ６の冷却のためにエンジン２１がオンしクラッチ１１１がオンすることはない。
【００３６】
（空調作動ありの場合）
上記ステップＳ１４０で空調作動中であると判断された場合、ステップＳ２２０で空調必要と判断された場合の手順について図４により説明する。これはバッテリ６の冷却とともに空調を行うことを目的とする制御モードである。
【００３７】
ステップＳ２６０ではバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ２７０でバッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上か否かを判断する。最大上限温度ＴbH3 はバッテリ温度Ｔb の過昇を回避するための上限温度で、これ以上温度上昇するとバッテリ６にダメージを与えるおそれがある温度を考慮して設定される（例えば５５°Ｃ）。
【００３８】
したがってステップＳ２７０でバッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上であればステップＳ２８０〜Ｓ３００を実行して差し当たり空調を停止もしくは保留するとともにバッテリ６を冷却しバッテリ温度Ｔb の過昇を防止する。すなわち、先ずステップＳ２８０で電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒を流通せしめる。次いでステップＳ２９０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ３００でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上であればステップＳ２９０に戻りステップＳ２９０，Ｓ３００が繰り返される。このように、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下になるまではバッテリ６の冷却のみが最優先して行われる。
【００３９】
ステップＳ３００でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下になると、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０〜Ｓ４１０はバッテリ６の冷却とともに空調を行う手順である。
【００４０】
先ずステップＳ３１０で吹き出し口温度Ｔc を検出し、ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc がその上限温度ＴcH以上か否かを判断する。ここで吹き出し口上限温度ＴcHは、エバポレータ１５ｂが最低限の冷房能力を保持しているとみなせる温度で例えば１０°Ｃに設定する。
【００４１】
ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以下であれば、冷房能力は十分と判断してステップＳ３３０で電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒を流通せしめる。次いで、ステップＳ３４０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ３５０でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であれば所定の蓄冷量ＴbH1 −ＴbLに達していないと判断しステップＳ３１０に戻る。すなわち吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以下（ステップＳ３２０）で少なくとも最低限の冷房能力を保持している限り、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上（ステップＳ３５０）であればステップＳ３１０〜Ｓ３５０が繰り返されバッテリ６の冷却が優先されることになる。
【００４２】
次に空調が優先される場合について説明する。上記ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上であれば冷房能力が十分ではないと判断し空調を優先する。すなわちステップＳ３８０で電磁弁Ｖb をオフするとともに電磁弁Ｖc をオンして、バッテリ冷却器１５ａにおける低温冷媒の流通を停止するとともに低温冷媒をエバポレータ１５ｂに流す。続くステップＳ３９０では吹き出し口温度Ｔc を検出し、ステップＳ４００で吹き出し口温度Ｔc がその下限温度ＴcL以上か否かを判断する。ここで吹き出し口下限温度ＴcLは、エバポレータ１５ｂが十分な冷房能力を保持しているとみなせる温度で、例えば５°Ｃに設定する。
【００４３】
ステップＳ４００で吹き出し口温度Ｔc がその下限温度ＴcL以上であれば所定の冷房能力に達していないと判断し、ステップＳ４１０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ４２０でバッテリ温度Ｔb が上記上限温度ＴbH1 以上か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下であればバッテリ６はまだ蓄冷量を残していると判断しステップＳ３９０に戻る。すなわち、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下（ステップＳ４２０）で少なくとも蓄冷量を残している間、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以上（ステップＳ４００）であればステップＳ３９０〜Ｓ４２０が繰り返され空調が優先される。
【００４４】
そして、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になると（ステップＳ４００）、エバポレータ１５ｂの冷房能力は十分と判断して上記ステップＳ３３０に進み電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフし、低温冷媒をバッテリ冷却器１５ａに流す。
【００４５】
このように、吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上になっていなければ、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になるまでバッテリ６に蓄冷され（ステップＳ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３５０）、一方、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなければ、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になるまでエバポレータ１５ｂの能力が高められる（ステップＳ３８０，Ｓ４００，Ｓ４２０）。これは、従来の吹き出し口温度Ｔc 制御においてコンプレッサ１１をオフしていた期間にバッテリ６に蓄冷していることになるのでエンジン２１やクラッチ１１１のオンの頻度はわずかで済み、エンジン２１の動力が効率よくバッテリ６の冷却および空調に用いられる。
【００４６】
なお、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になると（ステップＳ３５０）、ステップＳ３６０でエンジン作動または空調の必要があるか否かを判断し、いずれも必要がなければステップＳ３７０でエンジン２１をオフするとともにクラッチ１１１をオフし、上記ステップＳ１１０に戻る。
【００４７】
また、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると（ステップＳ４２０）、上記ステップＳ２６０に戻り、ステップＳ２６０以降の手順が繰り返される。
【００４８】
図５、図６は本バッテリ冷却装置の各部の作動を示すタイムチャートで、図５はバッテリ６の冷却のみの場合で図３の制御が行われた場合で、図６はバッテリ６の冷却と空調との両方の場合で図４の制御が行われた場合である。
【００４９】
図５において、初期においてはバッテリ温度Ｔb はバッテリ６の発熱等により漸次上昇しているが上限温度ＴbH1 以上となっていないのでコンプレッサ１１は作動しておらず電磁弁Ｖb 、電磁弁Ｖc はオフである。
【００５０】
そしてバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると、エンジン２１がオフであればエンジン２１オンおよびクラッチ１１１オンにより、エンジン２１がオンであればクラッチ１１１オンによりコンプレッサ１１が起動するとともに、電磁弁Ｖb がオンしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒が流れ始め、バッテリ６は冷却される。これによりバッテリ温度Ｔb は漸次低下し終に下限温度ＴbL以下になる。すると再びエンジン２１、クラッチ１１１および電磁弁Ｖb は元の状態（オフ）に復する。バッテリ温度Ｔb はその発熱等により再び上限温度ＴbH1 に向けて上昇するが、バッテリ６はＴbH1 −ＴbLの分、蓄冷しているので、即座に冷却する必要がなく、バッテリ６の蓄冷量に応じてエンジン２１、クラッチ１１１のオンオフの切り替え頻度を少なくすることができる。
【００５１】
図６において、初期においてはコンプレッサ１１が作動し、かつ電磁弁Ｖb がオフするとともに電磁弁Ｖc がオンし空調が作動している。クラッチ１１１のオンオフにより吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcLと上限温度ＴcHとの間で推移する。バッテリ温度Ｔb は図５の場合と同様に上昇しているが、上限温度ＴbH1 以上になっていないので、バッテリ６の冷却はなされていない。
【００５２】
そしてバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると図３の制御に移行し、吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上となっていないときには電磁弁Ｖc がオフするとともに電磁弁Ｖb がオンして、バッテリ冷却器１５ａに低温冷媒が流れ始めバッテリ６は冷却される。これによりバッテリ温度Ｔb は漸次低下するが、吹き出し口温度Ｔc はダクト９１内を流れる空気と熱交換して漸次上昇する。
【００５３】
吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上となると、一旦、エバポレータ１５ｂの冷房能力を高めるべく電磁弁Ｖb がオフするとともに電磁弁Ｖc がオンして、エバポレータ１５ｂに低温冷媒を流し吹き出し口温度Ｔc を低下させる。この間、バッテリ温度Ｔb は再び上昇するが、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になると電磁弁Ｖc がオフするとともに電磁弁Ｖb がオンしてバッテリ６の冷却が再開されバッテリ温度Ｔb はその下限温度ＴbLに向けて低下する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になればバッテリ冷却開始前と同様に空調のみが行われる。
【００５４】
空調のみが行われている時期におけるコンプレッサ１１の作動状態と空調およびバッテリ冷却が行われている期間の作動状態とから知られるように、空調のみであればコンプレッサ１１がオフする期間を利用して、冷凍サイクル１による低温冷媒をバッテリ冷却器１５ａに流しバッテリ６に蓄冷しているので、バッテリ６の蓄冷量に応じてエンジン２１、クラッチ１１１のオンオフの切り替え頻度を少なくすることができ、燃費のよいバッテリ６冷却が可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態の構成においてバッテリ冷却ＥＣＵ４ａにおける制御の一部を変えたもので、制御上の相違点を中心に説明する。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａはそのメモリに記憶されたエンジン運転状態マップを備えており、運転状態検出手段であるスロットルセンサ５４、エンジン回転数センサ５５から知られるスロットル開度、エンジン回転数に基づいてエンジン運転状態を検出する。エンジン運転状態マップはエンジン回転数が所定の回転数領域にあるときを高効率運転域とするもので、バッテリ冷却の燃費のよい低燃費領域である高効率運転域とそうではない運転域との二値に分類される。エンジン運転状態マップはエンジン２１やコンプレッサ１１等の特性を考慮して予め設定され、スロットル開度に応じて異なるものが与えられる。スロットル開度が大きいときは、エンジンのポンピングロスが少なく高効率運転域と判断されるからである。なお、スロットル開度、エンジン回転数はハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃから上記ＥＣＵ間通信により得る。
【００５６】
バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは図７に示す制御、第１実施形態の図３、図４の制御と同様の制御、が実行される。図７において、第１実施形態ではバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になったときにのみバッテリ６の冷却が行われる構成となっているが（図２参照）、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていない場合（ステップＳ１２０）、ステップＳ１２１でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であればステップＳ１２２で上記エンジン運転状態を検出し、ステップＳ１２３でエンジン運転状態が高効率運転域か否かを判断する。
【００５７】
高効率運転域のときはバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなくとも、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上となった場合と同様にステップＳ１４０に進み上記図３、図４の制御と同様の制御を行い、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbLまで下がるようにバッテリ６の冷却が行われる（図３ステップＳ１９０、図４ステップＳ３３０参照）。このように、エンジン運転状態が高効率運転域のときはバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなくともバッテリ６が冷却され、蓄冷量を補充しておくのでエンジン効率がよい。したがってバッテリ冷却がより低燃費で行い得る。
【００５８】
なお、ステップＳ１２１でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下であれば本制御を終了する。バッテリ６の蓄冷量が十分だからである。
【００５９】
また、ステップＳ１２３でエンジン運転状態が高効率運転域ではないときも本制御を終了する。燃費上の利益が十分ではないからである。
【００６０】
また、本実施形態ではエンジン運転状態が高効率運転状態か否かの判断はスロットル開度およびエンジン回転数により行っているが、他の項目を追加することにより判断してもよい。あるいは簡単にエンジン回転数のみで判断してもよい。
【００６１】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態の構成においてバッテリ冷却ＥＣＵの設定の一部を代えたもので、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６２】
バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは図８に示す制御、第１実施形態の図３、図４の制御と同様の制御、が実行される。図８において、第２実施形態ではバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっておらずバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上のとき（図７ステップＳ１２０，Ｓ１２１）、エンジン運転状態が高効率運転域であればバッテリ６の冷却を行うようになっているが、本実施形態では、上記ステップＳ１２１に代えたステップＳ１２１Ａでバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL2 以上か否かを判断し、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっておらず（ステップＳ１２０）バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL2 以上のとき、エンジン運転状態が高効率運転域であれば（ステップＳ１２３）バッテリ冷却を行うようになっている。下限温度ＴbL2 は下限温度ＴbLよりも低い温度（例えば２０°Ｃ）に設定する。
【００６３】
なお、高効率運転域においては、すなわちステップＳ１２３が肯定された場合には、バッテリ６冷却作動を停止する基準となるバッテリ温度（図３のステップＳ２１０、図４のＳ３５０）は下限温度ＴbL2 とする。
【００６４】
これにより、バッテリ６における蓄冷量はＴbH1 −ＴbL2 となって増大し、さらに低燃費にてバッテリ６の冷却を行うことができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図９に本実施形態になるバッテリ冷却装置の構成を示す。第１実施形態において、内燃機関に代えてコンプレッサ駆動用のモータ２３により冷凍サイクルを作動せしめるようにしたものである。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２の制御と同様の制御、図１０、図１１に示す制御が実行される。図１０、図１１の制御は第１実施形態の図３、図４の制御と基本的に同じものであり、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６６】
図１０において、第１実施形態のステップＳ１５０〜Ｓ１８０に代えて本実施形態ではステップ１５０Ａでコンプレッサモータ２３をオンし冷凍サイクル１を作動せしめる。
【００６７】
第１実施形態のステップＳ２３０，Ｓ２４０に代えて本実施形態ではステップ２３０Ａで空調が必要か否かを判断し、空調が必要でなければステップ２４０Ａでコンプレッサモータ２３をオフする。空調が必要であればステップＳ１１０（図２）に戻る。
【００６８】
図１１において、第１実施形態のステップＳ３６０，Ｓ３７０に代えて本実施形態ではステップＳ３６０Ａで空調が必要か否かを判断し、空調が必要でなければステップＳ３７０Ａでコンプレッサモータ２３をオフする。空調が必要であればステップＳ１１０（図２）に戻る。
【００６９】
（第５実施形態）
本実施形態は、第１実施形態においてコンプレッサ１１として可変容量コンプレッサを用いたもので、バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２の制御と同様の制御、図１２、図１３に示す制御が実行される。図１２、図１３の制御は第１実施形態の図３、図４の制御と基本的に同じものであり、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７０】
図１２において、第１実施形態のステップＳ１７０，Ｓ１８０に代えて本実施形態ではステップＳ１７０Ｂでコンプレッサ容量Ｃv をＣv1として冷凍サイクルを作動せしめる。この容量Ｃv1はバッテリ冷却能力を優先してコンプレッサ１１の最大能力としてもよいし、バッテリ６の温度むらを考慮して最大能力よりも低い値に制限してもよい。
【００７１】
第１実施形態のステップＳ２４０に代えて本実施形態ではステップＳ２４０Ｂでエンジン２１をオフする。
【００７２】
図１３において、バッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上になった時（ステップＳ２７０）、電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフする（ステップＳ２８０）前にステップＳ２７１でコンプレッサ容量Ｃv を最大に設定する。これにより、バッテリ温度ＴbH3 の過昇を速やかに回避しバッテリ６を保護する。
【００７３】
第１実施形態のステップＳ３７０に代えて本実施形態ではステップＳ３７０Ｂでエンジン２１をオフする。
【００７４】
このように、可変コンプレッサを用いた構成にも適用でき、高い冷却効率が得られる。
【００７５】
（第６実施形態）
図１４に本実施形態になるバッテリ冷却装置の構成を示す。本実施形態は、第１実施形態においてバッテリ冷却器１５ａに流入する低温低圧冷媒の温度を検出する冷媒状態検出手段である温度センサ５６を具備せしめたもので、バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２、図４の制御が実行されるとともに、図３の制御に代えて図１５に示す制御が実行される。
【００７６】
図１５において、空調の必要なしと判定されると（ステップＳ２２０）、ステップＳ５００で冷媒温度を検出し、ステップＳ５０１で、検出された冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下か否かを判断する。下限温度ＴrLは、バッテリ６の冷却能力が過剰となるおそれありと認められる温度、例えば−１０°Ｃに設定する。冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下であれば冷却能力過剰と判断する。そしてクラッチ１１１をオフしてバッテリ６の冷却を禁止し、ステップＳ２００に戻る。
【００７７】
ステップＳ５０１で冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であればステップＳ５０３に進み冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以上か否かを判断する。所定温度Ｔr0は下限温度ＴrLよりもやや高めの温度、例えば０°Ｃに設定する。冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以下であればステップＳ２００に戻る。すなわち、クラッチ１１１がオフされバッテリ冷却禁止状態となっていれば（ステップＳ５０２）、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であっても、その状態を保持する。そしてバッテリ６からの吸熱等により冷媒温度が上昇し、ステップＳ５０３で冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以上になると、冷却能力過剰となる状態を十分に脱したと判断してステップＳ５０４でクラッチ１１１がオンされているか否かを判断し、クラッチ１１１がオフであればステップＳ５０５に進みクラッチ１１１をオンしてステップＳ２００に戻る。
【００７８】
これにより次の効果を奏する。エンジン回転数が高く冷媒流量が増大し冷却能力が過剰になると冷媒の高低圧の差圧の拡大に伴う冷却効率の低下を伴うおそれがある。また、冷媒とバッテリ６との温度差が大き過ぎてバッテリ６温度を検出する温度センサ５１の検出温度に対して冷却部位の実際の温度が下がりすぎバッテリ６に温度むらを生じるというおそれが生じる。本実施形態では、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下になるとバッテリ６の冷却を禁止するので、かかる事態が発生するのを防止することができる。しかも、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であっても所定温度Ｔr0以下であればバッテリ６冷却は再開されないのでクラッチ１１１の始動頻度が少なくて済む。
【００７９】
なお、本実施形態では冷媒温度を検出しているが、バッテリ冷却器に流入する冷媒圧力を検出する圧力センサを具備せしめ、バッテリ冷却ＥＣＵにおいて図１５のごとき制御を実行することもできる。この場合、冷媒圧力を検出し、冷媒圧力が所定の下限圧力（例えば０．２ＭＰａ）以下になるとバッテリ冷却を禁止し、また、冷媒圧力が所定下限圧力以上であっても所定下限圧力をやや上回る圧力値（例えば０．２９ＭＰａ）以下であればクラッチ１１１のオフを保持し、上記圧力値以上となってから再びクラッチ１１１をオンにしてバッテリ冷却を再開する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図２】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図３】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図４】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第３のフローチャートである。
【図５】上記バッテリ冷却装置の作動を示す第１のタイムチャートである。
【図６】上記バッテリ冷却装置の作動を示す第２のタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図１０】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図１１】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図１２】本発明の第５実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図１３】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図１５】本発明の第６実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  冷凍サイクル
１１  コンプレッサ
１１１  電磁クラッチ（切り替え手段）
１２  コンデンサ
１３  レシーバ
１４ａ，１４ｂ  膨張弁
１５ａ  バッテリ冷却器
１５ｂ  エバポレータ
１００  冷媒配管
２１  エンジン
２２  モータ
２３  コンプレッサモータ
３ａ，３ｂ  電磁弁（切り替え手段）
４ａ  バッテリ冷却ＥＣＵ（制御手段）
４ｂ  エアコンＥＣＵ
４ｃ  ハイブリッド機構ＥＣＵ（切り替え手段）
５１  温度センサ（バッテリ温度検出手段）
５２  温度センサ（空気温度検出手段）
５４  スロットルセンサ（運転状態検出手段）
５５  エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）
５６  温度センサ（冷媒状態検出手段）
６  バッテリ
７  断熱ケース
【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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