JP2005090862A

JP2005090862A - 冷却システム

Info

Publication number: JP2005090862A
Application number: JP2003324725A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Matsui; 啓仁松井; Sadahisa Onimaru; 貞久鬼丸; Naoki Hirasawa; 直樹平澤; Jun Hoshi; 潤星; Kazuhiro Anpo; 和太安保
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用してＨＶ機器を効率的に冷却する。
【解決手段】ＨＶ機器ＥＣＵは、インバータの電流値を検知するステップ（Ｓ２０００）と、インバータの発熱量を計算するステップ（Ｓ２０１０）と、モータの電流値を測定するステップ（Ｓ２０２０）と、モータの回転数を測定するステップ（Ｓ２０３０）と、モータのコイル発熱量を計算するステップ（Ｓ２０４０）と、モータの鉄心発熱量を計算するステップ（Ｓ２０５０）と、モータ発熱量を計算するステップ（Ｓ２０６０）と、ＨＶ機器発熱量を計算するステップ（Ｓ２０７０）と、ＨＶ機器発熱量に対応する冷媒流量を計算するステップ（Ｓ２０８０）と、冷却器に送り込む冷媒流量が少なくとも計算された冷媒流量になるポンプ回転数とするようにポンプ回転制御回路に制御信号を出力するステップ（Ｓ２０９０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータ（以下、モータと略す。）やインバータ等の発熱体を冷却する発熱体の冷却システムに関し、特に、モータにより走行する電気自動車、ならびに走行用のモータおよびエンジン（内燃機関）を有するハイブリッド自動車等（以下、これらを総称して単に電気自動車と記載）に適用して有効である、冷却システムに関する。

電気自動車では、モータ、インバータ、ジェネレータおよびバッテリ等の発熱体を冷却する必要がある。このため、エンジンのみを使用する通常の車両のごとく、冷却水を発熱体とラジエータとの間を循環させるといったシステムが考えられるが、このようなシステムでは、発熱体を冷却するためのラジエータを新たに設ける必要があるので、車両搭載性が低いという問題を有している。

そこで、たとえば、このような発熱体を空調装置（蒸気圧縮式冷凍サイクル）にて冷却することにより、新たにラジエータを設けることを防止している。蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器、すなわち減圧器で減圧した後の冷媒により発熱体を冷却するため、圧縮機において減圧器での減圧分に対応する圧縮仕事（機械仕事）が増大する。このため、圧縮機を駆動するための消費電力が増大し、電気自動車の走行可能距離が短くなってしまうという問題が新たに発生する。

このような問題点に鑑み、特開平１１−３３７１９３号公報（特許文献１）は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体の冷却を図るとともに、発熱体を冷却するに必要な機械仕事の増大を抑制する熱体冷却装置を開示する。この熱体冷却装置は、ジュール熱を発する発熱体と、圧縮機、放熱器（凝縮器）、減圧器および蒸発器を有する蒸気圧縮式冷凍サイクルと、放熱器から流出した冷媒を、減圧器、蒸発器および圧縮機を迂回させて放熱器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、パイパス通路に冷媒を流通させるポンプと、バイパス通路に設けられ、バイパス通路を流通する冷媒と発熱体との間で熱交換させ、発熱体を冷却する発熱体冷却部とを備える。

この熱体冷却装置によると、発熱体を冷却するために必要な機械仕事量は、冷媒が発熱体冷却部を流通する際の圧力損失分に対応する仕事量であるので、発熱体を冷却するために増加する機械仕事量の増大を抑制することができる。すなわち、ポンプがするポンプ仕事量（機械仕事量）は、冷媒が発熱体冷却部を流通する際の圧力損失分に対応する仕事量であるので、発熱体を冷却するために増加する機械仕事量が増大することを抑制できることになる。
特開平１１−３３７１９３号公報

特許文献１に開示された熱体冷却装置は、空調用の冷凍サイクルの高圧側にバイパス通路を設け、ポンプより冷媒が発熱体冷却部に送り込まれ、発熱体冷却部の内部で発熱体のジュール熱を吸熱し、放熱器（凝縮器）で放熱する。この熱体冷却装置においては、発熱体冷却部の内部で冷媒が沸騰して、冷媒の潜熱により熱を奪うため（強制対流沸騰冷却）、熱伝達率が高く、冷却性能が高いこと、発熱体冷却部の放熱器が空調用の凝縮器を兼ねているので、放熱器の数を減らすことができること、発熱体冷却部に送り込まれる冷媒は圧縮機を経由しないので圧縮機の動力増加を招かないこと、ポンプは、液体を１気圧程度昇圧するだけであるので動力が小さくてすむこと等の長所を有する。

しかしながら、使用条件によっては、以下のような問題点を生じる場合がある。

発熱体冷却部に冷媒を供給するポンプにおける液冷媒の状態（温度と圧力）によっては、キャビテーションが発生して、ポンプの効率が低下して、発熱体冷却部に供給される冷媒の流量が低下する場合がある。これは、冷却能力の低下を招く。

また、発熱体冷却部の内部における冷媒蒸気の過熱を防止するために蒸発量に対して、通常は１．２〜１．５倍程度の流量になるように、発熱体冷却部に冷媒を供給するポンプが制御される。この場合、十分な冷却能力を確保できるが、発熱体冷却部において蒸発しなかった冷媒が放熱器（凝縮器）に戻るので、その増大分だけ放熱器とその前後の管路における圧力損失が増えて、ポンプの動力増加を招く。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することである。

第１の発明に係る冷却システムは、熱を発生する発熱体と、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、凝縮器から流出した冷媒を、減圧器、蒸発器および圧縮機を迂回させて凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、バイパス通路に設けられ、バイパス通路を流通する冷媒と発熱体との間で熱交換させ、発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、凝縮器と冷媒流通手段との間に設けられ、冷媒を冷却するための過冷却手段とを含む。

第１の発明によると、たとえば、冷媒流通手段として、凝縮器から発熱体冷却手段に冷媒を供給する液冷媒ポンプを想定すると、凝縮器と液冷媒ポンプとの間に過冷却手段が設けられる。第１の発明のような過冷却手段が存在しない場合には、液冷媒ポンプに凝縮器からレシーバを介して導入された冷媒は飽和状態（飽和液線上にあり、冷媒の圧力が少しでも低下すると沸騰を開始する状態）である。このため、レシーバから液冷媒ポンプまでの管路抵抗により圧損が生じて圧力が低下すると沸騰が生じて気泡が発生して、この気泡が液冷媒ポンプ内に入ると流量が低下する。また、液冷媒ポンプの翼車近傍おいては局所的に負圧を生じやすいため圧力が低下しやすく、圧力が低下すると沸騰が生じて気泡が発生して、これにより液冷媒ポンプの流量が低下する。第１の発明においては、この液冷媒ポンプに冷媒が導入される前に、過冷却手段により冷媒を過冷却の状態（たとえば５℃程度以上の状態）にする。このため、たとえ圧損が生じて冷媒の圧力が低下しても、冷媒が過冷却状態で温度が低いので沸騰しないで気泡の発生を防止できる。また、液冷媒ポンプ内における気泡の発生も防止できる。これにより、液冷媒ポンプは所定の能力を発生させることができる。その結果、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することができる。

第２の発明に係る冷却システムは、熱を発生する発熱体と、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、凝縮器から流出した冷媒を、減圧器、蒸発器および圧縮機を迂回させて凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、バイパス通路に設けられ、バイパス通路を流通する冷媒と発熱体との間で熱交換させ、発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、発熱体の発熱量を検出するための検出手段と、検出された発熱量に基づいて、冷媒流通手段を制御するための制御手段とを含む。

第２の発明によると、以下のような効果が発現される。たとえば、冷媒流通手段として、凝縮器から発熱体冷却手段に冷媒を供給する液冷媒ポンプを想定する。従来は、十分な冷却能力を確保できるように、通常は、発熱体冷却手段の内部における冷媒蒸気の過熱を防止するために液冷媒の蒸発量に対して１．２〜１．５倍程度の流量の液冷媒が、液冷媒ポンプを用いて発熱体冷却手段に供給される。そのため、発熱体冷却手段において蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻り、その増大分だけ凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えて、液冷媒ポンプの動力増加を招いていた。第２の発明においては、発熱体であるモータ、インバータ、ジェネレータおよびバッテリ等の発熱量を検出して、この発熱量に基づいて液冷媒ポンプの能力を制御する。したがって、１．２〜１，５倍も余裕を持たせた流量の液冷媒を発熱体冷却手段に供給する必要がなくなり、発熱体を冷却するために必要かつ十分な流量の液冷媒を供給できる。これにより、発熱体冷却手段において蒸発しなかった冷媒が多く存在することがなくなる。このため、蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻ることもなく、凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えないので、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの動力増加を招くこともない。その結果、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することができる。

第３の発明に係る冷却システムは、熱を発生する発熱体と、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、凝縮器から流出した冷媒を、減圧器、蒸発器および圧縮機を迂回させて凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、バイパス通路に設けられ、バイパス通路を流通する冷媒と発熱体との間で熱交換させ、発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、凝縮器へ向かう管路にバイパス通路から合流する、液相の冷媒の流量を調節するための調節手段とを含む。

第３の発明によると、以下のような効果が発現される。たとえば、冷媒流通手段として、凝縮器から発熱体冷却手段に冷媒を供給する液冷媒ポンプを想定する。従来は、十分な冷却能力を確保できるように、通常は、発熱体冷却手段の内部における冷媒蒸気の過熱を防止するために液冷媒の蒸発量に対して１．２〜１．５倍程度の流量の液冷媒が、液冷媒ポンプを用いて発熱体冷却手段に供給される。そのため、発熱体冷却手段において蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻り、その増大分だけ凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えて、液冷媒ポンプの動力増加を招いていた。第３の発明においては、発熱体冷却手段から排出されて凝縮器へ向かう管路に合流する液相の冷媒の流量が調節される。すなわち、この合流する部分で、液相の冷媒が存在しないようにあるいは液相の冷媒が少ししか存在しないように調節される。これにより、発熱体冷却手段から凝縮器に向かう管路に、発熱体冷却手段で蒸発しなかった冷媒が多く存在することがなくなる。このため、蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻ることもなく、凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えないので、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの動力増加を招くこともない。その結果、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することができる。

第４の発明に係る冷却システムにおいては、第３の発明の構成に加えて、調節手段は、発熱体の発熱量を検出するための検出手段と、検出された発熱量に基づいて、冷媒流通手段を制御するための制御手段とを含む。

第４の発明によると、被冷却対象である発熱体の発熱量を検出して、その発熱量を冷却するのに必要かつ十分な流量の液冷媒が発熱体冷却手段に供給されるように、冷媒流通手段である液冷媒ポンプが制御される。このため、蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻ることもなく、凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えないので、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの動力増加を招くこともない。その結果、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することができる。

第５の発明に係る冷却システムにおいては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、検出された発熱量に対応する冷媒の流量よりも大きな流量の冷媒を流通させるように、冷媒流通手段を制御するための手段を含む。

第５の発明によると、蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻ることがなく、凝縮器とその前後の管路における圧力損失が増えないで、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの動力増加を招くことがない範囲において、検出された発熱量に対応する冷媒の流量よりも大きな流量の冷媒が流通される。このため、発熱体冷却手段において、冷媒と発熱体との間で十分に熱交換されて、発熱体を十分に冷却することができる。

第６の発明に係る冷却システムにおいては、第３の発明の構成に加えて、調節手段は、
発熱体冷却手段と合流する位置との間に設けられ、気相の冷媒と液相の冷媒とを分離するための気液分離手段と、分離された液相の冷媒を、発熱体冷却手段の入口側に還流させるための環流手段とを含む。

第６の発明によると、たとえ、発熱体冷却手段の内部における冷媒蒸気の過熱を防止するために液冷媒の蒸発量に対して１．２〜１．５倍程度の流量の液冷媒が供給されたとしても、そのとき、発熱体冷却手段において蒸発しなかった冷媒は気液分離手段により気相の冷媒と液相の冷媒とに分離される。気相の冷媒は凝縮器に戻り、液相の冷媒は、発熱体冷却手段の入口側に還流されて、凝縮器に導入されない。これにより、発熱体冷却手段において蒸発しなかった冷媒が多く存在することがなくなる。このため、蒸発しなかった冷媒が凝縮器に戻ることがないので、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの動力増加を招くことはない。

第７の発明に係る冷却システムは、第６の発明の構成に加えて、気液分離手段における冷媒量を検出するための検出手段と、検出された冷媒量に基づいて、冷媒流通手段を制御するための制御手段とをさらに含む。

第７の発明によると、気液分離手段における冷媒量を検出して、その冷媒量に基づいて、冷媒流通手段である液冷媒ポンプの吐出流量を制御する。このため、気液分離手段において液相の冷媒が多く検出される時には、発熱体冷却手段に供給されている液冷媒の流量は発熱体を冷却するには多過ぎるので、液冷媒ポンプの吐出流量が少なくなるように制御される。また、気液分離手段において液相の冷媒が少なく検出される時または液相の冷媒が検出されないときには、発熱体冷却手段に供給されている液冷媒の流量は発熱体を冷却するには少な過ぎるので、液冷媒ポンプの吐出流量が多くなるように制御される。これにより、発熱体の発熱量が時間の経過とともに変化したとしても、最適な液冷媒の流量を液冷媒ポンプから発熱体冷却手段に供給できる。

第８の発明に係る冷却システムは、熱を発生する発熱体と、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、凝縮器から流出した冷媒を、減圧器、蒸発器および圧縮機を迂回させて凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、バイパス通路に設けられ、バイパス通路を流通する冷媒と発熱体との間で熱交換させ、発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、凝縮器の内部の圧力を検出するための検出手段と、凝縮器に冷却空気を供給するための供給手段と、検出された内部の圧力に基づいて、供給手段を制御するための制御手段とを含む。

第８の発明によると、空調用の冷凍サイクルを利用した冷却システムでは、空調用の蒸発器および発熱体冷却手段の凝縮器が共通である。このため、たとえば車両に搭載された発熱体であるモータ、インバータ、ジェネレータおよびバッテリ等の発熱量が、高負荷運転が継続した場合や、車速が極低速である場合などの悪条件が重なった場合には、凝縮器の内部の圧力が上昇してしまい、圧縮機の仕事量が増加して、最終的には車両のエネルギ効率が下がるので燃費が悪化する。凝縮器には冷却空気が供給手段（回転数調整可能な冷却ファン）により供給され、この冷却空気により冷媒が冷却されるとともに、圧力が低下する。凝縮器の内部の圧力が高くなると、この冷却空気を多く供給して、凝縮器内部の圧力上昇を抑制する。これにより、冷媒の温度が低下して、凝縮器内部の圧力上昇を抑制できる。その結果、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して発熱体を効率的に冷却することができる、冷却システムを提供することができる。

第９の発明に係る冷却システムにおいては、第８の発明の構成に加えて、制御手段は、内部の圧力が高いほど、冷却空気量が多くなるように、供給手段を制御するための制御手段とを含む。

第９の発明によると、凝縮器の内部の圧力が高いほど、冷却空気量が多くなるように、供給手段である冷却ファンの回転数を上げて、冷却空気でより強力に冷却して圧力の上昇の抑制度合いを高めることができる。

第１０の発明に係る冷却システムは、第８または９の発明の構成に加えて、内部の圧力が予め定められた値よりも高いと、発熱体である電気機器の出力を制限するように指示するための指示手段をさらに含む。

第１０の発明によると、凝縮器の内部の圧力が予め定められた値（たとえば、耐圧設計値を考慮して設定された値）を越えるほどに、内部の圧力が高くなると、機器損傷のおそれがあるので、発熱体である電気機器（モータ、インバータ、ジェネレータおよびバッテリ等）の出力を制限する。これにより、凝縮器の破損等を回避できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

なお、以下においては、本実施の形態に係る冷却システムをハイブリット自動車に適用した例について説明するが、本発明に係る冷却システムはハイブリット自動車に適用されることに限定されない。他の蒸気圧縮冷凍サイクルを利用した発熱体冷却システムについても、本発明に係る冷却システムの適用が可能である。

＜第１の実施の形態＞
図を参照して、本実施の形態に係る冷却システムについて説明する。以下においては、この冷却システムをハイブリット自動車に適用したものとして説明する。

図１は、本実施の形態に係る冷却システム１００の模式図である。なお、本実施の形態でいうハイブリット自動車は、モータ２１０を駆動源として走行する場合と、エンジン（図示せず）を駆動源として走行する場合とを切替えて走行するタイプである。

冷却システム１００は、冷媒を吸入圧縮する圧縮機１１０と、圧縮機１１０から吐出する冷媒を凝縮させる凝縮器（放熱器）１２０と、凝縮器１２０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して、液相冷媒を流出させるレシーバ１３０とを含む。圧縮機１１０は、駆動源の状態に応じてモータ２１０またはエンジンにより駆動される。

さらに、冷却システム１００は、レシーバ１３０から流出した液相冷媒を減圧する膨張弁（減圧器）１４０と、膨張弁１４０にて減圧された液相冷媒を蒸発させて車室内の冷房を図る蒸発器１５０とを含む。膨張弁１４０は、圧縮機１１０に吸入される冷媒の加熱度が所定値となるように、その弁開度が制御される温度式膨張弁である。本実施の形態に係る冷却システムにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１２０、レシーバ１３０、膨張弁１４０および蒸発器１５０により、蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、冷凍サイクルと略す。）ＲＣによる空調装置が構成されている。

さらに、冷却システム１００は、凝縮器１２０から流出した冷媒を、膨張弁１４０、蒸発器１５０および圧縮機１１０を迂回させて凝縮器１２０の冷媒流入側に導くパイパス通路１６０をさらに含む。このバイパス通路１６０には、モータ２１０およびインバータ（図示せず）２２０のパワートランジスタ（以下、これらを総称して発熱体２３０と記載する。）とバイパス通路１６０を流通する冷媒とを熱交換させて、発熱体２３０から発生するジュール熱（ジュール損）を吸熱して発熱体２３０を冷却する、モータ冷却器１７０Ａおよびインバータ冷却器１７０Ｂ（モータ冷却器１７０Ａとインバータ冷却器１７０Ｂとを合わせて冷却器１７０と記載することがある。）が配設されている。

さらに、冷却システム１００は、バイパス通路１６０に冷媒を流通させる電動ポンプ（以下、ポンプと略す。）１８０と、レシーバ１３０と膨張弁１４０との間に配設されて冷媒通路を開閉する電磁弁１９０と、圧縮機１１０から吐出した冷媒がバイパス通路１６０に流入することを防止する逆止弁２００とを含む。

さらに、冷却システム１００は、レシーバ１３０とポンプ１８０との間に設置された過冷却器１０００を有する。この過冷却器１０００は、この過冷却器１０００がない場合に比較して、冷媒温度を約５℃以上低下させる熱交換器である。この過冷却器１０００により、ポンプ１８０に導入される液冷媒は過冷却の状態となる。

本実施の形態に係る冷却システム１００の動作を説明する。

（１）車室内の空調（冷房または除湿）のみ
ポンプ１８０を停止させるとともに、電磁弁１９０を開いて圧縮機１１０を稼動させる。これにより、バイパス通路１６０には冷媒が流通せず、冷凍サイクルＲＣのみに冷媒が流通するので、冷凍サイクルＲＣのみ稼動して車室内に吹き出す空気が蒸発器１５０により冷却され、車室内の空調が行なわれる。

（２）発熱体２３０の冷却のみ
ポンプ１８０を稼動させるとともに、電磁弁１９０を閉じて圧縮機１１０を停止させる。これにより、冷凍サイクルＲＣは停止した状態で、冷媒は凝縮器１２０と冷却器１７０との間を循環するので、発熱体２３０が冷却される。なお、このとき、凝縮器１２０は、冷却器１７０にて発熱体２３０から奪ったジュール熱により加熱又は沸騰（蒸発）した冷媒を冷却又は凝縮させている。つまり、本実施の形態では、発熱体２３０の冷却は、凝縮器１２０および冷却器１７０からなる沸騰冷却サイクルにて行なっている。

（３）車室内の空調および発熱体２３０の冷却
ポンプ１８０を稼動させるとともに、電磁弁１９０を開いて圧縮機１１０を稼動させる。これにより、冷媒は冷凍サイクルＲＣおよびバイパス通路１６０を循環するので、車室内の空調および発熱体２３０の冷却が行なわれる。

（４）過冷却器
上記した（２）または（３）の場合（すなわち発熱体２３０の冷却が行なわれる場合）には、過冷却器１０００により過冷却された液冷媒がポンプ１８０に導入される。レシーバ１３０から過冷却器１０００を経由しないでポンプ１８０に導入された冷媒は、飽和状態（飽和液線上にあり、冷媒の圧力が少しでも低下すると沸騰を開始する状態）である。このため、レシーバ１３０からポンプ１８０までの管路抵抗により圧損が生じて圧力が低下すると沸騰が生じて気泡が発生して、この気泡がポンプ１８０内に入ると流量が低下する。また、ポンプ１８０の翼車近傍おいては局所的に負圧を生じやすいため圧力が低下しやすく、圧力が低下すると沸騰が生じて気泡が発生して、これによりポンプ１８０の流量が低下する。過冷却器１０００は、このポンプ１８０に液冷媒が導入される前に、液冷媒を過冷却の状態にする。このため、たとえ圧損が生じて冷媒の圧力が低下しても、冷媒が過冷却状態で温度が低いので沸騰しないので気泡の発生がない。ポンプ１８０に気泡が入って来ないし、ポンプ１８０内において気泡が発生しないので所定のポンプ能力を発生させることができる。

本実施の形態に係る冷却システム１００によれば、冷凍サイクルＲＣ内を循環する冷媒のうち、凝縮器１２０から流出して膨張弁１４０に流入する前の冷媒により発熱体２３０を冷却しているので、バイパス通路１６０（沸騰冷却サイクル）を流通する冷媒の圧力は、冷媒が流通する際の圧力損失分を除き、ほぼ同圧の状態（吐出圧）で流通（循環）する。

したがって、ポンプ１８０は、バイパス通路１６０、凝縮器１２０およびレシーバ１３０での圧力損失分に対応するポンプ仕事のみ行なえばよいので、従来に比較して、発熱体２３０を冷却するために増加する機械仕事が小さくなる。延いては、圧縮機１１０を駆動するための消費電力を小さくすることができるので、モータ２１０による走行距離を延ばすことができる。

なお、発熱体２３０を冷却するときと、発熱体２３０を冷却しないときとでは、冷却システム１００内を循環する冷媒量が変化するが、この変化量は、通常の冷凍サイクルと同様に、レシーバ１３０に蓄えられた冷媒により調節される。

ところで、車室内の空調を行なわないとき（冷凍サイクルＲＣを稼動させないとき）に、冷媒が蒸発器１５０内に流入すると、冷媒が蒸発器１５０内で凝縮してしまい、液冷媒が蒸発器１５０内に滞留してしまうおそれがある。そして、この液相の冷媒の滞留は、冷媒不足による冷却器１７０の冷却能力低下、および圧縮機１１０の稼動直後における液圧縮（液バック）による圧縮機１１０の損傷を誘発する。

これに対して、本実施の形態に係る冷却システムにおいては、冷凍サイクルＲＣを稼動させないときには、電磁弁１９０が閉じられるので、蒸発器１５０に液冷媒が滞留することを防止できる。したがって、冷却器１７０の冷却能力低下および圧縮機１１０の損傷を未然に防止できる。

ところで、仮に、圧縮機１１０で圧縮されて高温となった冷媒がバイパス通路１６０に流入してしまうと、発熱体２３０は冷却器１７０にて加熱されてしまうので、発熱体２３０が損傷してしまう可能性がある。

これに対して、本実施の形態に係る冷却システム１００では、逆止弁２００が設けられているので、圧縮機１１０から吐出した冷媒が、冷却器１７０に流入することを確実に防止できる。したがって、発熱体２３０が損傷することを防止できる。また、圧縮機１１０から吐出した冷媒が冷却器１７０に流入しないので、圧縮機１１０から吐出した冷媒を確実に凝縮器１２０に流入させることができる。したがって、冷凍サイクルＲＣを循環する冷媒量が減少することを防止できるので、冷凍サイクルＲＣの冷凍能力が低下することを防止できる。

さらには、本実施の形態に係る冷却システム１００では、過冷却器１０００でポンプ１８０に導入される液冷媒を凝縮器１２０で冷却されるよりも５℃程度さらに冷却し、圧力上昇が発生しても沸騰することがないようにして、気泡の発生によるポンプ１８０における流量低下を防止している。

以上のようにして、本実施の形態に係る冷却システムによると、凝縮器からレシーバを介してモータ冷却器およびインバータ冷却器に液冷媒を供給するポンプの手前で過冷却する。このため、たとえ、圧力が低下しても、液冷媒が過冷却の状態であるので、沸騰が生じない。その結果、気泡によるポンプの能力低下が発生しないので、ポンプの能力が低下しないようにできる。

＜第１の実施の形態変形例＞
上述した第１の実施の形態の特徴部である過冷却器１０００は、以下のようなものであってもよい。

たとえば、凝縮器１２０、レシーバ１３０および過冷却器１０００が一体化された凝縮ユニットであるサブクールコンデンサとよばれるものがある。このサブクールコンデンサの過冷却度は通常７〜８℃であるので、これを適用することもできる。

また、ポンプ１８０の設置位置を、レシーバ１３０の高さ位置よりも低くすることにより、ポンプ１８０の能力低下の原因である気泡の発生を防止することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る冷却システムについて説明する。

図２を参照して、本実施の形態に係る冷却システムについて説明する。本実施の形態に係る冷却システムは、前述の第１の実施の形態に係る冷却システムの構成に加えて、ＨＶ（Hybrid Vehicle）機器ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０００と、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００に接続されインバータ２２０のパワートランジスタ（パワー素子）に流れる電流を検知するインバータ電流センサ２１００と、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００に接続されモータ２１０のコイルに流れる電流を検知するモータ電流センサ２２００と、モータ２１０の回転数を検知するモータ回転数センサ２３００と、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００に接続されポンプ１８０の回転数を制御するポンプ回転制御回路２４００とをさらに含む。

これら以外の構成は、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについては同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図３を参照して、本実施の形態に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵ２０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）２０００にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、インバータ２２０のパワートランジスタ（パワー素子）の電流値を検知する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、インバータ電流センサ２１００から入力されたインバータ２２０のパワートランジスタの電流信号に基づいてインバータ２２０のパワートランジスタの電流値を検知する。

Ｓ２０１０にて、インバータ２２０のパワートランジスタの発熱量を計算する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、Ｓ２０００にて検知したインバータ２２０のパワートランジスタの電流値に基づいて、発熱量を計算する。

Ｓ２０２０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ２１０のコイルの電流値を検知する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ電流センサ２０００から入力された電流信号に基づいて、モータ２１０の電流値を検知する。Ｓ２０３０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ２１０の回転数を検知する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ回転数センサ２３００から入力された回転数信号に基づいて、モータ２１０の回転数を検知する。

Ｓ２０４０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ２１０のコイル発熱量を計算する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、Ｓ２０２０にて検知したモータ２１０の電流値に基づいて、モータ２１０のコイル発熱量を計算する。Ｓ２０５０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ２１０の鉄心の発熱量を計算する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、モータ２１０のコイルの電流値およびモータ２１０の回転数に基づいて、モータ２１０の鉄心発熱量を計算する。

Ｓ２０６０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、Ｓ２０４０にて計算したモータ２１０のコイル発熱量と、Ｓ２０５０にて計算したモータ２１０の鉄心発熱量とに基づいて、モータ発熱量を計算する。

Ｓ２０７０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、Ｓ２０１０にて計算したインバータ発熱量と、Ｓ２０６０にて計算したモータ発熱量とを合算して、ＨＶ機器発熱量を計算する。

Ｓ２０８０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、ＨＶ機器発熱量に対応する冷媒流量を計算する。このとき、必要な冷媒流量は、Ｓ２０７０にて計算されたＨＶ機器発熱量を、冷媒が蒸発する蒸発潜熱で賄える流量である。この冷媒流量は、ＨＶ機器発熱量に基づいて計算される流量であってもよいが、計算の結果算出された流量の１．２〜１．５倍程度の流量とするとさらに好ましい。すなわち、何かの原因により冷媒流量が不足すると、ＨＶ機器の冷却器１７０の出口側で冷媒が全部蒸発ガス状態になり、ガス状態は熱伝達率が悪いため、冷却性能が低下するおそれがあるため、冷媒の流量を少し余分にすることが好ましい。

Ｓ２０９０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、ポンプ１８０の回転数を制御する。このとき、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、ポンプ回転数制御回路２４００に制御信号を出力する。なお、ポンプ１８０の形式は、遠心式、容積式のいずれであってもよい。ただし、冷却システムの圧力損失が大きいか、あるいは圧力変動がある場合には、圧力変化に対して流量変化の少ない容積式のポンプが望ましい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る冷却システムの動作について説明する。

ハイブリッド車両が走行を開始して、インバータ２２０のパワートランジスタに電流が流れ、モータ２１０が回転すると、インバータ電流センサ２１００によりその電流値が検知されＨＶ機器ＥＣＵ２０００に入力される。また、モータ２１０のコイルに流れる電流値がモータ電流センサ２２００により検知されＨＶ機器ＥＣＵ２０００に入力される。さらに、そのモータ２１０の回転数がモータ回転数センサ２３００により検知されＨＶ機器ＥＣＵ２０００に入力される。

ＨＶ機器ＥＣＵ２０００においては、インバータ２２０のパワートランジスタの電流値を検知し（Ｓ２０００）、インバータ２２０のパワートランジスタの発熱量を計算する（Ｓ２１００）。さらに、モータ２１０の電流値からモータ２１０のコイル発熱量が、モータ２１０の電流値とモータ２１０の回転数とからモータ２１０の鉄心発熱量がそれぞれ計算される（Ｓ２０４０、Ｓ２０５０）。モータ２１０のコイル発熱量とモータ２１０の鉄心発熱量とに基づいて、モータ２１０の発熱量が計算される（Ｓ２０６０）。

インバータ２２０のパワートランジスタの発熱量とモータ発熱量とに基づいて、ＨＶ機器発熱量が計算され（Ｓ２０７０）、このＨＶ機器発熱量に対応する冷媒流量が計算される（Ｓ２０８０）。この冷媒流量を流せるようにポンプ１８０の回転数がポンプ回転制御回路２４００を用いて制御される（Ｓ２０９０）。

以上のようにして、本実施の形態に係る冷却システムによると、冷却ポンプから冷却器に供給する冷媒の流量を発熱量に応じて制御することとした。その結果、ＨＶ機器の温度を所定値以下に制御することができるとともに、ポンプの消費電力を低く抑えることができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る冷却システムについて説明する。

図４を参照して、本実施の形態に係る冷却システムについて説明する。本実施の形態に係る冷却システムは、前述の第１の実施の形態に係る冷却システムの構成に加えて、インバータ冷却器１７０Ｂの下流側に設けられた気液分離器３０００と、気液分離器３０００とポンプ１３０の導入側とを接続する液リターンライン３１００とをさらに含む。

図４に示すように、モータ冷却器１７０Ａおよびインバータ冷却器１７０Ｂの下流側に、気液分離器３０００を設置し、その気液分離器３０００からポンプ１８０の上流側へ接続されるバイパスラインである液リターンライン３１００を設置した。ポンプ１８０により冷却器１７０の内部で蒸発する冷却流量より多くの流量（１．２〜１．５倍）を送込む場合、蒸発しなかった液冷媒を気液分離器３０００により分離し、液相の冷媒だけを、バイパスラインである液リターンライン３１００を通してポンプ１８０に戻すことができる。

このようにすると、冷却器１７０において蒸発しなかった液相の冷媒、つまり冷却に関与していない液冷媒が、凝縮器１２０に戻ることがなく液相の冷媒分の凝縮器１２０における圧力損失増加を防止することができる。その結果、ポンプ１８０の労力を低減することができる。また当然圧縮機１１０の動力を低減させるという効果も発現し得る。

以上のようにして、本実施の形態に係る冷却システムによると、冷却器の下流側に、気液分離器を設け、液相の冷媒を凝縮器に送込まずにポンプにリターンさせるようにした。その結果、凝縮器に液相の冷媒が送込まれることがなく、液相の冷媒分の凝縮器における圧力損失の増加を防止することができ、ポンプや圧縮機の動力の低減を実現することができる。

＜第３の実施の形態変形例＞
以下、本発明の第３の実施の形態の変形例に係る冷却システムについて説明する。

図５を参照して、本変形例に係る冷却システムについて説明する。本変形例に係る冷却システムは、前述の第３の実施の形態に係る冷却システムの構成に加えて、気液分離器３０００における冷媒量を検知する冷媒量センサ３２００と、ポンプ１８０の回転数を制御するポンプ回転制御回路２４００と、冷媒量センサ３２００およびポンプ回転制御回路２４００に接続されたＨＶ機器ＥＣＵ２０００とをさらに含む。

これら以外の構成は、前述の第３の実施の形態と同じである。それらについては同じ参照符号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

本変形例に係る冷却システムは、気液分離器３０００における冷媒量を冷媒量センサ３２００により検知して、その冷媒量センサ３２００により検知された冷媒量に基づいて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００がポンプ回転制御回路２４００に制御信号を送信することによりポンプ１８０の回転数を制御する点が特徴である。

図６を参照して、本変形例に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵ２０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ３０００にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、気液分離器３０００における冷媒量を検知する。このとき、冷媒量センサ３２００からＨＶ機器ＥＣＵ２０００に入力された冷媒量検知信号に基づいて冷媒量が検知される。

Ｓ３０１０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、検知した冷媒量が予め定められたしきい値よりも小さいか否かを判断する。検知された冷媒量が予め定められたしきい値よりも小さいと（Ｓ３０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３０１０にてＮＯ）、処理はＳ３０００へ戻される。

Ｓ３０２０にて、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００は、ポンプ１８０の回転数を増加させるように、ポンプ回転制御回路２４００に制御信号を出力する。その結果、ポンプ回転制御回路２４００は、ポンプ１８０の回転数を増加させ、ポンプ１８０から冷却器１７０へ送込まれる液冷媒の流量を増加させる。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本変形例に係る冷却システムの動作について説明する。

気液分離器３０００における冷媒量を検知し（Ｓ３０００）、その冷媒量が予め定められたしきい値よりも小さい場合には（Ｓ３０１０にてＹＥＳ）、冷媒流量が少ないときであって、冷却器１７０の内部で液冷媒がすべて蒸発してしまい、冷媒が過熱することを示す。このような場合には、冷却器１７０における冷却性能が低下するので、それを回避する必要がある。そのため、ポンプ１８０の回転数を増加させるように（Ｓ３０２０）、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００はポンプ回転制御回路２４００に制御信号を送信する。すなわち、気液分離器３０００に冷媒量センサを設置し、冷媒量がある一定値（しきい値）よりも小さくなると、ポンプ１８０の回転数を増加させて、液冷媒流量を増加させて、所望の冷却性能を発現させる。

以上のようにして、本変形例によると、モータ冷却器およびインバータ冷却器の下流側に気液分離器を設け、気液分離器からポンプの上流側にバイパスラインである液リターンラインを設けた上で、気液分離器の冷媒量を検知して、その冷媒量が少なくなるとポンプの回転数を上昇させて液冷媒の流量を増加させるようにした。その結果、冷却器内ですべての液冷媒が蒸発してしまい冷媒が過熱することを避けることができ、所望の冷却性能を発現させることができる。

＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係る冷却システムについて説明する。

図７を参照して、本実施の形態に係る冷却システムについて説明する。本実施の形態に係る冷却システムは、前述の第１の実施の形態に係る冷却システムの構成に加えて、凝縮器１２０に冷却空気を送風するファン４３００と、そのファン４３００の回転数を制御するファン回転制御回路４１００と、圧縮機１１０および凝縮器１２０内部の圧力を検知する圧力センサ４２００とに接続され、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００から信号に基づいてファン回転制御回路４１００を制御するエアコンＥＣＵ４０００と、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００からの制御信号に基づいてポンプ１８０の回転数を制御するポンプ回転制御回路２４００とをさらに含む。

本実施の形態に係る冷却システムは、凝縮器１２０の内部の圧力を検知する圧力センサ４２００を設けたこと、凝縮器１２０を空冷するためのファン４３００を設けたこと、圧力センサ４２００により検知された圧力信号に基づいて、ファン４３００の回転数を制御するようにしたことが特徴である。

図８を参照して、本実施の形態に係る冷却システムのエアコンＥＣＵ４０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、本発明がエアコンＥＣＵ４０００により実行されるものに限定されるものではない。

Ｓ４０００にて、エアコンＥＣＵ４０００は、凝縮器１２０内部の圧力を、圧力センサ４２００からの検知信号に基づいて検知する。Ｓ４０１０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、検知された凝縮器１２０の内部の圧力が予め定められたしきい値Ａ以下であるか否かを判断する。内部圧力がしきい値Ａ以下であると（Ｓ４０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ４０００へ戻される。もしそうでないと（Ｓ４０１０にてＮＯ）、処理はＳ４０２０へ移される。

Ｓ４０２０にて、エアコンＥＣＵ４００は、内部圧力が、予め定められたしきい値Ｂよりも大きく予め定められたしきい値Ｃ以下であるか否かを判断する。内部圧力が予め定められたしきい値Ｂよりも大きく予め定められたしきい値Ｃ以下であると（Ｓ４０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ４０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４０２０にてＮＯ）、処理はＳ４０４０へ移される。

Ｓ４０３０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、ファン４３００の回転数を「小」に制御するようにファン回転制御回路４１００に制御信号を出力する。

Ｓ４０４０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、内部圧力が、予め定められたしきい値Ｄよりも大きく、予め定められたしきい値Ｅ以下であるか否かを判断する。内部圧力が予め定められたしきい値Ｄよりも大きく予めしきい値Ｅ以下であると（Ｓ４０４０にてＹＥＳ）、処理はＳ４０５０へ移される。

もしそうでないと（Ｓ４０４０にてＮＯ）、処理はＳ４０６０へ移される。

Ｓ４０５０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、ファン４３００の回転数を「中」になるようにファン回転制御回路４１００に制御信号を出力する。

Ｓ４０６０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、ファン４３００の回転数を「大」になるようにファン回転制御回路４１００に制御信号を出力する。

空調用の冷凍サイクルを利用したこの冷却システムにおいては、凝縮器１２０が共通であるため、ＨＶ機器（モータ２１０、インバータ２２０等）の放熱量に応じて、凝縮器１２０の内部の圧力が上昇する。通常、車両が市街地走行などではＨＶ機器の放熱量は小さく問題が発生しないが、高負荷条件（外気温が高い、急登坂路走行（ＨＶ機器発熱量が大きい）場合、車速が小さく凝縮器に入る冷却風速が小さい場合、高負荷走行していて車両が停止し冷却風速が０になる場合）などの条件が重なると、凝縮器１２０の内部の圧力が上昇し、圧縮機１１０の仕事量が増加し、究極的には車両の燃費が悪化する可能性がある。このような問題点に対して、凝縮器１２０を空冷するためのファン４３００を設け、凝縮器１２０の内部の圧力を検知する圧力センサ４２００を設けた。

凝縮器１２０の内部の圧力を圧力センサ４２００で検知し、その圧力が予め定められたしきい値Ａ以下であると（Ｓ４０１０にてＹＥＳ）、ファン４３００を作動させない。凝縮器１２０の内部圧力が予め定められたしきい値Ｂよりも大きく予め定められたしきい値Ｃ以下であると（Ｓ４０２０にてＹＥＳ）、ファン４３００の回転数が「小」になるようにファン回転制御回路４１００がファン４３００の回転数を制御する。

凝縮器１２０の内部圧力が予め定められたしきい値Ｄよりも大きく予め定められたしきい値Ｅ以下であると（Ｓ４０４０にてＹＥＳ）、ファン４３００の回転数が「中」になるようにファン回転制御回路４１００がファン４３００を制御する（Ｓ４０５０）。凝縮器１２０の内部圧力が予め定められたしきい値Ｅよりも大きい場合には（Ｓ４０４０にてＮＯ）、ファン４３００の回転数が「大」になるようにファン回転制御回路４１００がファン４３００を制御する。

以上のようにして、本実施の形態に係る冷却システムによると、凝縮器１２０を空冷するためのファンを設けるとともに、凝縮器の内部の圧力を検知するようにした。凝縮器の内部の圧力が上昇して、その内部圧力が高ければ高いほどファンの回転数が大きくなるようにファンを制御するようにした。その結果、凝縮器の内部の圧力がファンの動作によりその上昇が抑制され、圧縮機の仕事量の増加を抑制することができる。

＜第４の実施の形態変形例＞
以下、本発明の第４の実施の形態の変形例に係る冷却システムについて説明する。

なお、本変形例に係る冷却システムの構成は、前述の第４の実施の形態に係る冷却システムの構成と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図９を参照して、エアコンＥＣＵ４０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図９に示したフローチャートの中で、前述の図８に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ４１００にて、エアコンＥＣＵ４０００は、凝縮器１２０の内部圧力が予め定められたしきい値Ｅよりも大きく、予め定められたしきい値Ｆ以下であるか否かを判断する。内部圧力が予めしきい値Ｅよりも大きく予め定められたしきい値Ｆ以下であると（Ｓ４１００にてＹＥＳ）、処理はＳ４０６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４１００にてＮＯ）、処理はＳ４１１０へ移される。

Ｓ４１１０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、ファン４３００の回転数が「大」になるようにファン回転制御回路４１００に制御信号を出力する。Ｓ４１２０にて、エアコンＥＣＵ４０００は、ＨＶ機器ＥＣＵ２０００に対して、ＨＶ機器（モータ２１０、インバータ２２０等）の出力を制限するように指示を出力する。この指示信号を受信したＨＶ機器ＥＣＵ２０００はモータ２１０やインバータ２２０の稼動に制限をかけて、エンジンを駆動源とした走行に切換えるようにしたりする。

これにより、モータの発熱量やインバータの発熱量が低下し、凝縮器１２０の圧力の上昇を抑制することができる。なお、この出力制限については、ＨＶ機器側（モータ、インバータ等）の出力を制限する代わりに、空調側（圧縮機１１０）の出力を制限するようにしてもよいし、また両方同時に出力を制限するようにしてもよい。

以上のようにして、本変形例に係る冷却システムによると、凝縮器内部の圧力が、たとえば耐圧設計値に基づいて設定された圧力値以上になると、凝縮器の損傷を防止するためにＨＶ機器や、空調機器の出力を制限する。これにより、凝縮器を含む冷却システムの損傷を防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る冷却システムの模式図である。本発明の第２の実施の形態に係る冷却システムの模式図である。本発明の第２の実施の形態に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造である。本発明の第３の実施の形態に係る冷却システムの模式図である。本発明の第３の実施の形態の変形例に係る冷却システムの模式図である。本発明の第３の実施の形態の変形例に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造である。本発明の第４の実施の形態に係る冷却システムの模式図である。本発明の第４の実施の形態に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造である。本発明の第４の実施の形態の変形例に係る冷却システムのＨＶ機器ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造である。

符号の説明

１１０圧縮機、１２０凝縮器（放熱器）、１３０レシーバ、１４０膨張弁、１５０蒸発器、１６０バイパス通路、１７０Ａモータ冷却器、１７０Ｂインバータ冷却器、１８０ポンプ、１９０電磁弁、２００逆止弁、２１０モータ、２２０インバータ、２３０発熱体、１０００過冷却器、２０００ＨＶ機器ＥＣＵ、２１００インバータ電流センサ、２２００モータ電流センサ、２３００モータ回転センサ、２４００ポンプ回転制御回路、３０００気液分離器、３１００液リターンライン、３２００冷媒量センサ、４０００エアコンＥＣＵ、４１００ファン回転制御回路、４２００圧力センサ、４３００ファン。

Claims

熱を発生する発熱体と、
圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、
前記凝縮器から流出した冷媒を、前記減圧器、前記蒸発器および前記圧縮機を迂回させて前記凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、
前記パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を流通する冷媒と前記発熱体との間で熱交換させ、前記発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、
前記凝縮器と前記冷媒流通手段との間に設けられ、冷媒を冷却するための過冷却手段とを含む、冷却システム。
熱を発生する発熱体と、
圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、
前記凝縮器から流出した冷媒を、前記減圧器、前記蒸発器および前記圧縮機を迂回させて前記凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、
前記パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を流通する冷媒と前記発熱体との間で熱交換させ、前記発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、
前記発熱体の発熱量を検出するための検出手段と、
検出された発熱量に基づいて、前記冷媒流通手段を制御するための制御手段とを含む、冷却システム。
熱を発生する発熱体と、
圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、
前記凝縮器から流出した冷媒を、前記減圧器、前記蒸発器および前記圧縮機を迂回させて前記凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、
前記パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を流通する冷媒と前記発熱体との間で熱交換させ、前記発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、
凝縮器へ向かう管路に前記バイパス通路から合流する、液相の冷媒の流量を調節するための調節手段とを含む、冷却システム。
前記調節手段は、
前記発熱体の発熱量を検出するための検出手段と、
検出された発熱量に基づいて、前記冷媒流通手段を制御するための制御手段とを含む、請求項３に記載の冷却システム。
前記制御手段は、検出された発熱量に対応する冷媒の流量よりも大きな流量の冷媒を流通させるように、前記冷媒流通手段を制御するための手段を含む、請求項４に記載の冷却システム。
前記調節手段は、
前記発熱体冷却手段と前記合流する位置との間に設けられ、気相の冷媒と液相の冷媒とを分離するための気液分離手段と、
前記分離された液相の冷媒を、前記発熱体冷却手段の入口側に還流させるための環流手段とを含む、請求項３に記載の冷却システム。
前記冷却システムは、
前記気液分離手段における冷媒量を検出するための検出手段と、
検出された冷媒量に基づいて、前記冷媒流通手段を制御するための制御手段とをさらに含む、請求項６に記載の冷却システム。
熱を発生する発熱体と、
圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器を有して構成された蒸気圧縮式冷凍サイクルと、
前記凝縮器から流出した冷媒を、前記減圧器、前記蒸発器および前記圧縮機を迂回させて前記凝縮器の冷媒流入側に導くパイパス通路と、
前記パイパス通路に冷媒を流通させるための冷媒流通手段と、
前記バイパス通路に設けられ、前記バイパス通路を流通する冷媒と前記発熱体との間で熱交換させ、前記発熱体を冷却するための発熱体冷却手段と、
前記凝縮器の内部の圧力を検出するための検出手段と、
前記凝縮器に冷却空気を供給するための供給手段と、
前記検出された内部の圧力に基づいて、前記供給手段を制御するための制御手段とを含む、冷却システム。
前記制御手段は、前記内部の圧力が高いほど、前記冷却空気量が多くなるように、前記供給手段を制御するための制御手段とを含む、請求項８に記載の冷却システム。
前記冷却システムは、前記内部の圧力が予め定められた値よりも高いと、発熱体である電気機器の出力を制限するように指示するための指示手段をさらに含む、請求項８または９に記載の冷却システム。