JP2005205987A - Refrigerant system for air conditioner - Google Patents

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敦史 天野
Ritsuo Masui
律男 桝井
Keisuke Urushibara
圭輔 漆原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerant system for an air conditioner which can reduce the number of parts or an installation space and improve the cooling performance of a heating device without damaging cooling performance in a room. <P>SOLUTION: The refrigerant system for the air conditioner feeds a refrigerant to piping 23 for air conditioning through a hybrid type compressor 17 driven by at least an engine E. Refrigerant piping 28 for the heat device to cool a mounted power drive unit 4 is connected to the piping 23 for air conditioning. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。  The present invention relates to a refrigerant system for an air conditioner used in a vehicle such as an automobile.

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。
特開２００２−１１９０７０号公報 特開２００２−３１００１８号公報 Some vehicles equipped with an electric motor such as a hybrid vehicle and the electric vehicle perform driving / regenerative operation of the electric motor, that is, transfer of electric power between the motor and a battery via a power drive unit (inverter). . This inverter is mainly composed of components such as semiconductors, and is known to generate heat when the electric motor is operated, that is, in an energized state.
In recent years, there has been a demand for further increase in output in the electric motor, and the amount of heat generated by the inverter tends to increase with the space occupied by the drive source. Therefore, as a method for cooling the inverter, the cooling performance is improved. An excellent one is desired.
Therefore, as a means for forcibly cooling the inverter, a water-cooling type cooling device using a radiator (for example, see Patent Document 1) or an air-cooling type cooling device using a heat sink and a fan (for example, Patent Document 2). See also).
JP 2002-1119070 A JP 2002-310018 A

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。 However, in the former water cooling method, since the cooling water management temperature is different from that of the engine cooling device, it is necessary to provide an inverter-dedicated piping, a radiator and an electric water pump, and it is necessary to secure a sufficient installation space for the device. There is a problem that it is difficult to reduce the number of parts and the cost.
In the latter air cooling system, the heat capacity of the air is low, and in order to improve the cooling performance, it is indispensable to increase the air volume with a dedicated blower fan and increase the size of the heat sink. There is a problem that the noise of the blower fan becomes large. Furthermore, since a part of indoor cool air is blown to an inverter or the like as air using the air cooling method, there is a problem that the indoor cooling performance may be deteriorated.

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。  Accordingly, the present invention provides a refrigerant system for an air conditioner that reduces the number of parts and installation space and improves the cooling performance of the heat-generating equipment without impairing the indoor cooling performance.

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。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 performs air conditioning via at least a compressor (for example, engine-driven compressor 10 in the embodiment) driven by an engine (for example, engine E in the embodiment). In a refrigerant system for an air conditioner that supplies a refrigerant to a pipe for use in an air conditioner (for example, the air conditioning pipe 23 in the embodiment), a refrigerant pipe for a heat generating device that cools a mounted heat generating device (for example, the power drive unit 4 in the embodiment). (For example, the refrigerant pipe 28 for heat-generating equipment in the embodiment) is connected to the air-conditioning pipe.
With such a configuration, it is possible to effectively utilize the refrigeration cycle that has been used for conventional air conditioning and to send and cool the refrigerant to the heat generating device using the refrigerant pipe for the heat generating device.

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。 The invention described in claim 2 is a second compressor driven by an engine (for example, the engine driven compressor 10 in the embodiment) and an electric motor (for example, the DC motor 19 in the embodiment). A compressor unit (for example, the hybrid compressor 17 in the embodiment) integrally provided with a compressor (for example, the motor-driven compressor 18 in the embodiment), and the refrigerant is supplied to the air conditioning pipe via the compressor unit. In the air-conditioning refrigerant system, the heat-generating equipment refrigerant pipe for cooling the mounted heat-generating equipment is connected to the air-conditioning pipe.
By comprising in this way, the said refrigerant | coolant can be supplied using at least one of said 1st compressor and 2nd compressor.

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。 According to a third aspect of the present invention, the compressor unit is controlled using the drive efficiency map of the electric motor of the compressor unit and the drive efficiency map of the engine based on the actual temperature and the target temperature of the heat generating device. And
With this configuration, the control unit can efficiently operate the compressor unit using the drive efficiency map of the electric motor and the drive efficiency map of the engine based on the actual temperature and the target temperature of the heat generating device.

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。 In the invention described in claim 4, the cooling means for cooling the heat generating device (for example, the evaporator 33 for heat generating device in the embodiment) is based on spray of mist refrigerant or a heat sink (for example, the heat sink 46 in the embodiment). It is characterized by cooling.
With such a configuration, the temperature of the heat generating device can be lowered by spraying a mist refrigerant on the heat generating device and directly cooling the heat generating device, or by passing the refrigerant through a heat sink and indirectly cooling the heat generating device. Can do.

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。 The invention described in claim 5 is characterized in that the heat generating device is an inverter (for example, the power drive unit 4 in the embodiment).
By comprising in this way, the inverter with especially large calorific value can be cooled with the said refrigerant | coolant.

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。 The invention described in claim 6 is characterized in that a flow rate adjusting valve (for example, the flow rate adjusting valve 27 in the embodiment) for adjusting the refrigerant flow rate to the heat generating device is provided.
By comprising in this way, the refrigerant | coolant flow volume sent to the said heat generating apparatus and the refrigerant | coolant piping for an air conditioning with the said flow regulating valve can be set arbitrarily.

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。  According to the first aspect of the present invention, it is possible to effectively cool the refrigeration cycle that has been used for conventional air conditioning by sending the refrigerant to the heat generating device using the refrigerant pipe for the heat generating device. Therefore, there is no need to separately provide a device for cooling the heat generating device, and there is an effect that the number of parts can be reduced and space can be saved. Furthermore, since heat is dissipated by latent heat of vaporization having a large heat capacity, the size can be reduced.

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。  According to the invention described in claim 2, since the refrigerant can be supplied using at least one of the first compressor and the second compressor, the compressor necessary for cooling the inverter is provided. There is an effect that a sufficient output can be obtained.

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。  According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of claim 2, the control device uses the drive efficiency map of the electric motor and the drive efficiency map of the engine based on the actual temperature and the target temperature of the heat generating device to control the Since the compressor unit can be operated efficiently, the cooling performance of the inverter can be improved.

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。  According to the invention described in claim 4, in addition to the effects of any one of claims 1 to 3, the mist refrigerant is sprayed directly on the heat generating device to be cooled directly, or the refrigerant is passed through a heat sink. Since the temperature of the heat generating device can be lowered by flowing and indirectly cooling, the cooling performance for cooling the heat generating device is greatly improved, and the heat resistance performance of the heat generating device is lowered accordingly, and the heat generating device is reduced. The cost can be reduced.

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。 According to the invention described in claim 5, in addition to the effect of any one of claims 1 to 4, it is advantageous because an inverter having a particularly large calorific value can be cooled by the refrigerant.
According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of any one of claims 1 to 5, the flow rate of the refrigerant supplied to the heat generating device and the refrigerant pipe for air conditioning by the flow rate adjusting valve is arbitrarily set. Since it can be set, the output of the compressor unit can be the minimum necessary output, and therefore there is an effect that the fuel consumption can be improved.

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。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a hybrid vehicle. The hybrid vehicle 1 is provided with an engine E and a motor M that assists the driving force of the engine E. The engine E is of a so-called in-line 4-cylinder type, and at one end thereof, the motor M is provided between a transmission T, which is a transmission, and the engine E.
Here, the driving force of the engine E and the motor M is transmitted to the wheels W via the transmission T and the drive shaft 2. The motor M not only assists the driving force of the engine E but also performs a regenerative operation.

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。 The drive and regenerative operation of the motor M are performed by a power drive unit (PDU) 4 which is an inverter in response to a control command from a control unit (ECU) 3. The power drive unit 4 is connected to a high-voltage battery (BAT) 5 that exchanges electric energy with the motor M.
Furthermore, the hybrid vehicle 1 is equipped with a 12-volt auxiliary battery (12BAT) 6 for driving various auxiliary machines. The auxiliary battery 6 is connected to the battery 5 via a step-down converter (DV) 7 that is a DC / DC converter. Further, the auxiliary battery 6 is connected to the control device 3 via an air conditioning (A / C) switch 8.
Here, the step-down converter 7 steps down the voltage of the high-voltage battery 5 and charges the auxiliary battery 6.

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。 A transmission device 9 is provided at the other end of the engine E. The transmission device 9 is for linking an engine-driven compressor 10 (first compressor), which will be described later, with the engine E, and includes a pulley 12 provided on the engine E side via a rotary shaft 11, an engine The pulley 15 is provided on the side of the drive compressor 10 via a rotary shaft 13 and an electromagnetic clutch 14, and a belt 16 that interlocks the pulleys 12 and 15.
Here, the electromagnetic clutch 14 is provided with an actuator (not shown), and connection and disconnection are controlled by a control signal from the control device 3.

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。 The engine-driven compressor 10 constitutes a compressor unit (hereinafter referred to as a hybrid compressor 17) 17.
The hybrid compressor 17 pumps refrigerant evaporated in the refrigeration cycle, and includes a motor-driven compressor (MC) 18 (second compressor) in addition to the engine-driven compressor (EC) 10. ing. Specifically, the hybrid compressor 17 includes an engine-driven compressor 10 that is driven by the engine E and an electric motor DC in order to ensure the drive of an air conditioner or the like when the hybrid vehicle 1 is idling stopped (engine stopped). The compressor combines the motor-driven compressor 18 driven by the motor 19 and shares an input / output port. Therefore, the term “hybrid” is used in that either the engine E or the DC motor 19 can be driven.
The motor-driven compressor 18 is connected to a DC motor (DCM) 19 as a drive source through a rotating shaft 20 and an electromagnetic clutch 21.
Here, similarly to the electromagnetic clutch 14 described above, the electromagnetic clutch 21 is controlled to be connected and disconnected by the control device 3 described later.

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。 The DC motor 19 is connected to the battery 5 via a compressor inverter (CINV) 22. The compressor inverter 22 is for driving the DC motor 19 and is connected to the control device 3. The controller 3 receives temperature information from a temperature sensor S1 provided in the compressor inverter 22, the power drive unit 4 and the like.
Here, the motor-driven compressor 18 can be driven and controlled by controlling the electric power supplied from the auxiliary battery 6 to the DC motor 19 by the compressor inverter 22.

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。 The hybrid compressor 17 is for pressure-feeding the refrigerant to the air conditioning pipe 23, and a condenser 25 is connected to the OUT side port 24. The condenser 25 is for returning the vaporized refrigerant to a liquid, and constitutes a main part of the refrigeration cycle.
A liquid receiver 26 is connected to the downstream side of the condenser 25, and a flow rate adjusting valve 27 is connected to the downstream side of the liquid receiver 26. A heat generating equipment refrigerant pipe 28 is branched and connected to the air conditioning pipe 23 between the flow rate adjusting valve 27 and the liquid receiver 26. The second expansion valve 29 and the air conditioning evaporator 30 are sequentially connected to the downstream side of the flow rate adjusting valve 27, and the downstream side of the air conditioning evaporator 30 is connected to the IN-side port 31 of the hybrid compressor 17. ing.
Here, a first expansion valve 32 and a heat generating device evaporator 33 (cooling means) are sequentially connected to the heat generating device refrigerant pipe 28.

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。 The heat generating device evaporator 33 is for cooling the power drive unit 4 and is provided independently of the air conditioning evaporator 30 used in the air conditioner (air conditioner) in the passenger compartment. As described above, since the refrigerant pipe 28 for the heat generating device is branched from the air conditioning pipe 23, the heat generating device is cooled by reducing the number of parts by effectively using the refrigerant system for the air conditioner.
Here, the flow rate adjusting valve 27 adjusts the inflow amount of the refrigerant flowing into the first expansion valve 32 and the second expansion valve 29, and is controlled by the control device 3. Specifically, when the flow rate adjustment valve 27 is closed, the amount of the refrigerant flowing into the second expansion valve 29 is suppressed, and a larger amount of the refrigerant flows into the first expansion valve 32 by this suppressed amount. It will be.
The first expansion valve 32 and the second expansion valve 29 adjust flow rates as appropriate according to the degree of refrigerant evaporation in the air conditioning evaporator 30 and the heat generating device evaporator 33.
In FIGS. 1 and 2, for convenience of illustration, the heat generating device evaporator 33 is shown separately from the power drive unit 4.

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。 Here, the heat-generating equipment evaporator 33 and the air-conditioning evaporator 30 are heat exchangers that take the heat of the air in the vehicle compartment or the heat-generating equipment and cool it by vaporizing the refrigerant.
The air-conditioning evaporator 30 is blown with air by a fan (not shown), and the blown air is sent into the passenger compartment.

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。  Therefore, the refrigerant system for an air conditioner described above shares the hybrid compressor 17, the condenser 25, and the liquid receiver 26, performs air conditioning and pumps the refrigerant to the refrigerant pipe 28 for the heat generating device to liquefy and vaporize the refrigerant. The power drive unit 4 is used for heat exchange by repeating the process.

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。  As shown in FIG. 3, the exothermic device evaporator 33 has a casing 36 connected to the upper wall 34 and one side wall 35 of the exothermic device refrigerant pipe 28. An expansion valve 38 is provided on the upper wall 34 of the casing 36 to diffuse the refrigerant in the form of a mist toward the entire surface of the bottom wall 37 at the connection portion of the refrigerant pipe 28 for the heat generating device.

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。 A power drive unit 4 is provided on the bottom wall 37 of the casing 36. The power drive unit 4 is configured by arranging parts 40 including a plurality of semiconductor elements which are parts of the power drive unit 4 on a substrate 39 resin-molded in a casing 36. Further, the bus bars 42 and 42 that pass through one side wall 35 and the other side wall 41 of the casing 36 are connected to an external device.
A refrigerant pipe 28 for a heat generating device is connected to one side wall 35 of the casing 36 thus configured.
Note that a heat sink may be provided on the component 40 and the coolant may be injected to the heat sink.

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。）。  FIG. 7 is a map (engine drive efficiency map) showing the efficiency of the engine-driven compressor 10 with respect to the magnitude of the load (vertical axis) and the rotational speed of the engine E (horizontal axis). Here, in the efficiency map, the efficiency is improved in the upper left region, and the efficiency is deteriorated in the lower right region. That is, the efficiency is improved as the rotational speed is small and the load is large, and the efficiency is degraded as the rotational speed is large and the load is small. For the convenience of illustration, the illustration of the region where the load is larger than 1 is omitted (hereinafter the same applies to FIG. 8).

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。 FIG. 8 is a map (drive efficiency map of the electric motor) showing the efficiency of the motor driven compressor 18 with respect to the magnitude of the load (vertical axis) and the rotational speed of the DC motor 19 (horizontal axis). Here, contrary to FIG. 7 described above, the efficiency is deteriorated in the upper left region, and the efficiency is improved in the lower right region. That is, the efficiency increases as the rotational speed increases and the load decreases, and the efficiency decreases as the rotational speed decreases and the load increases.
Here, the control device 3 appropriately selects a driving method of the hybrid compressor 17 based on the efficiency maps of FIGS. 7 and 8 so that the efficiency is improved, and the electromagnetic clutches 14, 21, A control signal is output to the compressor inverter 22 and the like.

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。 FIG. 9 shows the relationship of the temperature of the power drive unit 4 with respect to the opening degree of the flow rate adjusting valve 27. Here, T3 indicates the upper limit temperature of the power drive unit 4, and T5 indicates the temperature (current temperature) of the power drive unit 4.
Specifically, when the temperature T5 of the power drive unit 4 is the upper limit temperature T3 of the power drive unit 4, the flow rate adjustment valve 27 is fully closed, that is, all the refrigerant flows into the heat generating device evaporator 33. When the temperature T5 of the power drive unit 4 decreases and becomes 10 ° C. lower than the upper limit temperature T3 of the power drive unit 4, the flow rate adjustment valve 27 is set to the opening degree 1. Further, when the temperature T5 of the power drive unit 4 becomes 15 ° C. lower than the upper limit temperature T3 of the power drive unit 4, the flow rate adjusting valve 27 is set to the opening degree 2, and the temperature is further lowered to decrease the power drive unit 4 This opening degree 2 is maintained until the target temperature T4 is reached.

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。  Next, when the temperature T5 of the power drive unit 4 rises and reaches a temperature 10 ° C. lower than the upper limit temperature T3 of the power drive unit 4, the opening degree of the flow rate adjusting valve 27 is reduced and set to the opening degree 1. Further, when the temperature T5 of the power drive unit 4 reaches a temperature 5 ° C. lower than the upper limit temperature T3 of the power drive unit 4, the flow rate adjusting valve 27 is set to 0, that is, fully closed.

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。 Next, the power drive unit cooling control process of the first embodiment will be described based on the flowcharts shown in FIGS. In the following description, the control device 3 will be described as an ECU and the power drive unit 4 will be described as a PDU for convenience.
In this process, since the air-conditioning refrigerant system is used to cool the power drive unit 4, the air-conditioner is also considered in addition to the target temperature and actual temperature of the power drive unit 4, and the air conditioner ON / OFF and the room temperature are taken into account. Cooling control of the power drive unit 4 is performed so as not to adversely affect the performance of the apparatus.

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。 First, in step S401, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 is higher than the target temperature T4 of the power drive unit 4. When the determination result is “YES” (high), the process proceeds to step S402, and when the determination result is “NO” (T4 or less), the process ends and the process returns.
Next, in step S402, it is determined whether or not the air conditioning (A / C) switch 8 is on. If the determination result is “YES” (on), the process proceeds to step S403. If the determination result is “NO” (off), the process proceeds to step S501 in FIG.
In this way, when the air conditioner is in operation by determining whether the air conditioner switch 8 is on or off, the power drive unit 4 is controlled to be cooled so as not to adversely affect the air conditioner.

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。 If the air conditioning switch 8 is on, it is determined in step S403 whether the room temperature T2 is equal to or lower than the room set temperature T1. If the determination result is “YES” (T1 or less), the process proceeds to step S404. If the determination result is “NO” (higher than T1), the process proceeds to step S601 in FIG.
Here, the indoor set temperature T1 is a temperature set by the air conditioner when the air conditioning switch 8 is on, and flows to the air conditioning evaporator 30 when the indoor temperature T2 is higher than the indoor set temperature T1. The amount of refrigerant to be passed is ensured, and control is performed to reduce the room temperature T2 and the temperature T5 of the power drive unit 4, and when the room temperature T2 is equal to or lower than the room set temperature T1, the refrigerant is passed through the air conditioning evaporator 30. The amount is reduced by the flow rate adjusting valve 27 to perform the process of cooling the power drive unit 4.

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。  Next, in step S404, it is determined whether or not the flow rate adjustment valve (regulation valve) 27 is controlled to the opening degree 1 in the graph of FIG. If the determination result is “YES” (opening degree 1), the process proceeds to step S405. If the determination result is “NO” (other than opening degree 1), the opening degree is set to 1 in step S408 and step S404 is performed again. Repeat the process.

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。 In step S405, the controller 3 determines an efficient driving method from the efficiency map of the engine-driven compressor 10 in FIG. 7, the efficiency map of the motor-driven compressor 18 in FIG. Or it is made to drive continuously and it progresses to step S406.
In step S406, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 has decreased. If the determination result is “YES” (decrease), the process proceeds to step S407. If the determination result is “NO” (not decrease), the efficiency map of each engine-driven compressor 10 is determined in step S409. The ECU determines an efficient method from the efficiency map of the motor-driven compressor 18 and the vehicle state, increases the rotational speed of the hybrid compressor 17, and repeats the process of step S406.

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。）。 Next, in step S407, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 is lower than a temperature 5 ° C. lower than the target temperature T4 of the power drive unit 4. If the determination result is “YES” (low), the process ends and the process returns. If the determination result is “NO” (T4-5 ° C. or higher), the process returns to step S405 and the above-described process is repeated.
The process in step S407 prevents hunting by determining whether the temperature T5 of the power drive unit 4 is sufficiently lowered with reference to a temperature 5 ° C. lower than the target temperature T4 of the power drive unit 4. The difference from the target temperature T4 of the power drive unit 4 is not limited to 5 ° C. (hereinafter, the same applies to step S504 and step S604).

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。 In step S501 of FIG. 5, it is determined whether the temperature T5 of the power drive unit 4 is higher than the target temperature T4 of the power drive unit 4 for confirmation again. If the determination result is “YES” (higher than T4), the process proceeds to step S502. If the determination result is “NO” (T4 or less), the process proceeds to step S506, the flow rate adjustment valve 27 is closed, and step S501 is repeated. .
Here, when the flow rate adjustment valve 27 is fully closed in the process of step S506, the refrigerant does not flow through the air conditioning evaporator 30, and the refrigerant is supplied only to the heat generating device evaporator 33.

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。 In step S502, the control device 3 determines an efficient driving method from the efficiency map of each engine-driven compressor 10, the efficiency map of the motor-driven compressor 18, and the vehicle state, and drives or continues the hybrid compressor 17. The process proceeds to step S503.
In step S503, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 has decreased. When the determination result is “YES” (decrease), the process proceeds to step S504, and when the determination result is “NO” (not decrease), the process proceeds to step S507, and the efficiency of each engine-driven compressor 10 is determined. The control device 3 determines an efficient method from the map, the efficiency map of the motor-driven compressor 18 and the vehicle state, increases the rotational speed of the hybrid compressor 17, and repeats step S503.

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。  Next, in step S504, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 is lower than a temperature 5 ° C. lower than the target temperature T4 of the power drive unit 4. When the determination result is “YES” (low), the process proceeds to step S505, the hybrid compressor 17 is stopped, the process is terminated, and the process returns. And when a determination result is "NO" (T4-5 degreeC or more), it returns to step S502 and repeats the above-mentioned process.

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。 In step S601 of FIG. 6, the control device 3 determines an efficient driving method from the efficiency maps of the engine-driven compressors 10 and the motor-driven compressor 18 and the vehicle state, and continues driving by driving the hybrid compressor 17. Then, the process proceeds to step S602.
In step S602, it is determined whether or not the flow rate adjustment valve 27 is controlled to the opening degree of FIG. If the determination result is “YES” (controlled), the process proceeds to step S603, and if the determination result is “NO” (not controlled), the process proceeds to step S606 and the flow rate adjustment valve 27 is opened as shown in FIG. And repeat step S602.

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。 In step S603, it is determined whether both the room temperature T2 and the temperature T5 of the power drive unit 4 are lowered. When the determination result is “YES” (decrease), the process proceeds to step S604, and when the determination result is “NO” (not decrease), the process proceeds to step S605, and the efficiency of each engine-driven compressor 10 is determined. The control device 3 determines an efficient method from the map, the efficiency map of the motor-driven compressor 18 and the vehicle state, increases the rotational speed of the hybrid compressor 17, returns to step S602, and repeats the above-described processing.
Here, when the indoor temperature T2 and the temperature T5 of the power drive unit 4 are not lowered by controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve 27 in the process of step S602 described above, step S603 is the hybrid compressor. This is a process for increasing the number of rotations.

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。  In step S604, it is determined whether or not the temperature T5 of the power drive unit 4 is lower than a temperature 5 ° C. lower than the target temperature T4 of the power drive unit 4. If the determination result is “NO” (lower than T4−5 ° C.), the process returns to step S601 and the above-described processing is repeated. If the determination result is “YES” (T4−5 ° C. or higher), this processing ends. And return.

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。  Therefore, it is possible to secure an extra refrigerant flow rate necessary for cooling the power drive unit 4 by using the motor-driven compressor 18 of the hybrid compressor 17 that drives the air conditioner when the hybrid vehicle 1 is idled. Therefore, since the power drive unit 4 having a high thermal load can be effectively cooled by effectively using the refrigerant system for the air conditioner, the hybrid vehicle provided with the motor-driven compressor 18 and the engine-driven compressor 10 in consideration of idling stop is provided. Is preferred.

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。  Therefore, according to the first embodiment described above, the refrigerant compressor 28 for the heat generating device is shared by sharing the hybrid compressor 17, the condenser 25, and the liquid receiver 26 of the refrigerant system that is originally used only for air conditioning. Since it is possible to cool the power drive unit 4 by using it, it is not necessary to separately provide a device for cooling the power drive unit 4, thereby reducing the number of parts and saving space.

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。  In addition, since the refrigerant can be supplied using at least one of the motor-driven compressor 18 and the engine-driven compressor 10 of the hybrid compressor 17, an output necessary for cooling the power drive unit 4 can be obtained. You can get enough.

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。  Further, based on the temperature T5 of the power drive unit 4 and the target temperature T4 of the power drive unit 4, the controller 3 uses the efficiency map of the motor driven compressor 18 and the efficiency map of the engine driven compressor 10 to control the hybrid compressor 17 Therefore, the cooling performance of the power drive unit 4 can be improved.

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。  Further, since the temperature of the power drive unit 4 can be lowered by spraying a mist refrigerant on the power drive unit 4 and directly cooling it, the cooling performance for cooling the power drive unit 4 is greatly improved. Thus, the heat resistance rank of the power drive unit 4 can be lowered and the cost can be reduced.

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。  Further, the flow rate of the refrigerant supplied to the refrigerant pipe 28 for heat generating equipment and the air conditioning pipe 23 by the flow rate adjusting valve 27 can be set based on the graph of FIG. Therefore, the fuel consumption can be improved.

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。  In addition, it is not restricted to said 1st embodiment, it replaces with providing the said flow volume adjustment valve 27 in the upstream of the said 2nd expansion valve 29, and as shown in FIG. You may provide in the downstream of.

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）。  Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the flow rate adjusting valve 27 of the first embodiment described above is replaced with a three-way valve 43, and therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals. The description of the compressor unit (hybrid compressor 17) described in the first embodiment is omitted (hereinafter, the same applies to the third and fourth embodiments).

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。 As shown in FIG. 11, a condenser 25 is connected to the OUT side port 24 of the hybrid compressor 17 (see FIG. 2), and a liquid receiver 26 is connected to the downstream side of the condenser 25. An air conditioning evaporator 30 is connected to the downstream side of H.26. The downstream side of the air conditioning evaporator 30 is connected to the IN side port 31 of the hybrid compressor 17.
A branch portion 44 is provided in the air conditioning pipe 23 between the liquid receiver 26 and the air conditioning evaporator 30, and a refrigerant pipe 28 for a heat generating device is branched and connected. The branch portion 44 is provided with a three-way valve 43 that adjusts the flow rate of the refrigerant.

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。 The three-way valve 43 is for directly controlling the flow rate of the refrigerant supplied to the air conditioning pipe 23 and the heat generating equipment refrigerant pipe 28, and is controlled by the control device 3.
A first expansion valve 32 and a heat generating device evaporator 33 are sequentially connected to the heat generating device refrigerant pipe 28, and a downstream side of the heat generating device evaporator 33 is a confluence 45 on the downstream side of the air conditioning evaporator 30. It merges with the air conditioning pipe 23.

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。  Therefore, according to the second embodiment described above, in particular, the three-way valve 43 is used, and the amount of refrigerant to be fed to the refrigerant pipe 28 for heat generating equipment can be directly controlled. It becomes possible to further improve the cooling efficiency by the refrigerant, and therefore it is possible to further improve the fuel consumption.

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。  In addition, it is not restricted to said 2nd embodiment, As shown in FIG. 12, you may provide the position of the said three-way valve 43 in the said junction part 45. As shown in FIG. Thus, by switching the vaporized refrigerant, there is an advantage that the resistance at the time of switching becomes smaller and switching can be performed quickly.

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。  Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the heat generating device evaporator 33 is configured by combining the expansion valve 38 of the first embodiment with the heat sink 46, and this is configured as the bottom wall 48 of the casing 47 of the power drive unit 4. It is made to contact.

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。  As shown in FIG. 13, the power drive unit 4 has a casing 47. A substrate 39 is resin-molded on the bottom wall 48 of the casing 47. A plurality of semiconductor elements which are components 40 of the power drive unit 4 are arranged on the substrate 39. These components 40 and 40 are connected to each other, and one side wall 49 and the other side wall of the casing are connected to each other. Each bus bar 42, 42 that penetrates 50 is connected to an external device.

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。 A heat sink 46 is in contact with the lower surface of the bottom wall 48. As shown in FIG. 14, the heat sink 46 is provided with a meandering flow path 51 for the refrigerant, and the refrigerant pipe 28 for the heat generating device is connected to the one side wall 49 and the other side wall 50. An expansion valve 38 is provided on the upstream side of the heat sink 46, and the refrigerant fed by the hybrid compressor 17 is sprayed in the form of a mist on the meandering flow path 51 of the refrigerant.
Here, by providing the flow path meandering in this way, a wide cooling area for heat exchange of the refrigerant can be secured.

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。  Therefore, according to the above-described third embodiment, it is not necessary to separately provide a device for cooling the power drive unit 4 as in the above-described embodiments, thereby reducing the number of parts and saving space. be able to.

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。  In addition, since the refrigerant can be supplied using at least one of the motor-driven compressor 18 and the engine-driven compressor 10 of the hybrid compressor, the output necessary for cooling the power drive unit 4 is sufficient. Can get to.

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。  Further, based on the temperature T5 of the power drive unit 4 and the target temperature T4 of the power drive unit 4, the controller 3 uses the efficiency map of the motor driven compressor 18 and the drive efficiency map of the engine driven compressor 10 to control the hybrid compressor. 17 can be operated efficiently, so that the cooling performance of the power drive unit 4 can be improved.

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。  Since the heat sink 46 is brought into contact with the casing 47 of the power drive unit 4 and the refrigerant flows through the heat sink 46, the temperature of the power drive unit 4 can be lowered indirectly. The cooling performance for cooling can be improved, and the heat resistance rank of the power drive unit 4 can be lowered by that amount, thereby reducing the cost.

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。 Further, since the flow rate of the refrigerant supplied to the refrigerant pipe 28 for heat generating equipment and the air conditioning pipe 23 by the flow rate adjusting valve 27 and the three-way valve 43 can be set based on the graph of FIG. The output of the compressor 17 may be the minimum necessary output, so that the fuel consumption can be improved.
In particular, in the third embodiment, since the power drive unit 4 is indirectly cooled using the heat sink 46, the cooling performance can be improved as compared with the prior art, and the heat sink 46 is provided separately. Therefore, piping is easy and maintainability can be improved.

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。   In addition, it is not restricted to the above-mentioned 3rd embodiment, The refrigerant | coolant which flows through the said meandering flow path 51 may use a liquid thing.

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。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the expansion valve 38 in the first embodiment is provided on one side wall 35 of the casing 36, and the arrangement of components other than the semiconductor constituting the power drive unit 4 is devised. Is.
As shown in the figure, the expansion valve 38 has an injection port 52 through which a refrigerant is injected directed toward a rear wall 53 of the casing 36.

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。  On the rear wall 53, a control substrate 55 is disposed above the semiconductor element 54 provided on the bottom wall 37, and two smoothing capacitors 56 are disposed thereon in three upper and lower stages. And the refrigerant | coolant ejected from the said expansion valve 38 spread | diffuses up and down so that it may spray on the said semiconductor element 54, the control board 55, and the smoothing capacitor 56 uniformly in the up-down direction. And in order to discharge | emit the sprayed refrigerant | coolant, the refrigerant | coolant piping 28 for heat generating apparatuses is connected. In FIG. 15, the bus bar 42 is not shown.

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。  Therefore, according to the above-described fourth embodiment, the lower part exposed to a large amount of refrigerant can be efficiently cooled by arranging parts that are hot, and the parts that are not so hot are arranged above. Therefore, the parts that do not normally become high temperature can be efficiently cooled while protecting them from heat dissipation of the parts that are at a higher temperature.

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。 The present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the engine driven compressor 10 or the motor driven compressor 18 may be used alone in addition to the hybrid compressor 17. Further, in addition to the power drive unit 4, the step-down converter 7 and the compressor inverter 22 may be used.
Although only the temperature of the power drive unit 4 is shown in FIG. 9, when cooling a device having a large amount of heat generation such as the compressor inverter 22 or the step-down converter 7, the power drive unit 4 is replaced with the compressor inverter 22 or the step-down type. It may be controlled by replacing with the converter 7 or the like.
Furthermore, the present invention can be applied to other types of vehicles such as fuel cell vehicles other than hybrid vehicles.

この発明の第一の実施の形態の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention. この発明の第一の実施の形態の部分構成図である。It is a partial block diagram of 1st Embodiment of this invention. この発明の第一の実施の形態の蒸発器の断面図である。It is sectional drawing of the evaporator of 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart of the power drive unit cooling process of 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart of the power drive unit cooling process of 1st Embodiment of this invention. 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。It is a flowchart of the power drive unit cooling process of 1st Embodiment of this invention. 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。It is an efficiency map of the engine drive compressor of 1st embodiment of this invention. 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。It is an efficiency map of the motor drive compressor of 1st embodiment of this invention. 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。It is a graph of the opening degree of the flow control valve with respect to the power drive unit temperature of 1st embodiment of this invention. この発明の第二の実施の形態の部分構成図である。It is a partial block diagram of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第二の実施の形態の部分構成図である。It is a partial block diagram of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第三の実施の形態の部分構成図である。It is a partial block diagram of 3rd embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing equivalent to FIG. 3 of 3rd embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which follows the AA line of 3rd embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing equivalent to FIG. 3 of 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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

E Engine 3 Control device 4 Power drive unit (heat generating equipment, inverter)
10 Engine driven compressor (first compressor)
17 Hybrid compressor (compressor)
18 Motor driven compressor (second compressor)
19 DC motor (electric motor)
23 Pipe for Air Conditioning 27 Flow Control Valve 28 Refrigerant Pipe for Heating Equipment 33 Evaporator for Heating Equipment (Cooling Means)
46 heat sink

Claims (6)

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。  In an air conditioner refrigerant system for supplying refrigerant to an air conditioning pipe through at least a compressor driven by an engine, a heat generating equipment refrigerant pipe for cooling an installed heat generating equipment is connected to the air conditioning pipe. Air conditioning refrigerant system. 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。  In a compressor unit integrally including a first compressor driven by an engine and a second compressor driven by an electric motor, and an air conditioner refrigerant system for supplying refrigerant to an air conditioning pipe via the compressor unit. A refrigerant system for an air conditioner, wherein a refrigerant pipe for a heat generating apparatus for cooling the heat generating apparatus is connected to the air conditioning pipe. 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。  3. The control device according to claim 2, further comprising: a control device that controls the compressor unit using an electric motor driving efficiency map and an engine driving efficiency map of the compressor unit based on an actual temperature and a target temperature of the heat generating device. Air conditioning refrigerant system. 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。  The cooling system for an air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling means for cooling the heat generating device is spraying of a mist-like refrigerant or cooling by a heat sink. 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。  The refrigerant system for an air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat generating device is an inverter. 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。

The refrigerant system for an air conditioner according to any one of claims 1 to 5, further comprising a flow rate adjusting valve for adjusting a flow rate of the refrigerant to the heat generating device.

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