JP2005247157A - 車両に搭載された電気機器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載されたバッテリとＰＣＵとを、相互の冷却要求を考慮して的確に冷却する。
【解決手段】 ファン制御コントローラ３００は、バッテリとＰＣＵとに供給可能な総風量を算出するステップ（Ｓ１００）と、バッテリ冷却要求風量が増加すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＰＣＵ供給可能上限風量を算出するステップ（Ｓ１２０）、ＰＣＵ要求可能上限風量がＰＣＵ冷却要求風量よりも大きい場合には（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、バッテリ側のファンによるバッテリ冷却風量を上昇させるとともに、ＰＣＵ側のファンによるＰＣＵ冷却風量を下降させるステップ（Ｓ１４０）と、ＰＣＵ供給可能上限風量がＰＣＵ冷却要求風量よりも大きいと（Ｓ１３０にてＮＯ）、バッテリからの排気をＰＣＵへ供給するように切換弁を切換えるステップ（Ｓ１９０）とを含むプログラムを実行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車などに搭載された電気機器の冷却装置に関し、特に、走行用電池およびインバータやＤＣ/ＤＣコンバータなどのパワー素子を含む電気機器を冷却する装置に関する。

エンジンに代えて走行用モータを搭載した電気自動車（走行用モータを燃料電池で動作させる車両を含む）が開発されて実用化されつつあり、また、エンジンに加えて走行用モータを搭載したハイブリッド自動車が開発されて実用化されている。このような車両は、走行用モータへの駆動電力を出力する走行用バッテリを備えている。この走行用バッテリ電源は、たとえば複数のバッテリを直列に接続したもので、モータ駆動に必要な２００〜３００Ｖ程度の高電圧を出力する。この走行用バッテリから、直流電力をインバータユニットへ供給して、インバータユニットから走行用モータに３相交流電力が供給される。

また、このような車両であっても、エンジンのみを走行源とする一般的な車両と同じように、電力を必要とする機器として、電装機器（ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、灯火装置、エアコンディショナ、パワーウィンドウ、オーディオ）等の補機を搭載している。この補機へ供給される電力は、走行用モータと補機との動作電圧が異なるので、高電圧の走行用バッテリから直接供給することができない。そのため、一般的な車両と同じように、電気自動車やハイブリッド自動車にも、出力電圧が１２Ｖ系のバッテリ（鉛蓄電池であることが多い）が搭載されて、補機へ電力が供給される。

また、直流電力の電圧値を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータが、走行用バッテリと１２Ｖ系のバッテリとの間に設けられ、回生制動時にモータジェネレータにより発電された電力により充電された高電圧バッテリの電力を降圧して、１２Ｖ系の補機に供給するようにしたり、１２Ｖ系のバッテリを充電するようにしたりする車両もある。

このような、インバータユニットやＤＣ／ＤＣコンバータは、パワー素子等とよばれる発熱量の大きな素子を含んで構成されている。このため、インバータユニットやＤＣ/ＤＣコンバータなどは（以下、これらを包含してパワーコントロールユニットまたはＰＣＵ（Power Control Unit）と記載する場合がある）、いずれも冷却する必要がある。また、走行用バッテリについても、充放電時には化学反応を伴うので、高温状態になることによるバッテリの劣化を防止するために冷却する必要がある。

特開２００３−１７８８１５号公報（特許文献１）は、蓄電池（バッテリ）を冷却するとともに、複数の蓄電池間の温度のバラツキを解消することが可能な冷却装置を開示する。この冷却装置は、高電圧バッテリが規定上限温度以下である場合、高電圧バッテリの温度や発熱量から要求される制御デューティ値を、車両速度に基づく冷却ファンの作動音の聴感上許容できるノイズレベルを考慮した制御デューティ値により制限して冷却ファンを制御する回路と、高電圧バッテリやモータ駆動用インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータが規定上限温度を超えた場合、エネスト冷却要求値やＰＣＵ冷却要求値によって、高電圧バッテリやモータ駆動用インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータの性能を低下させないように冷却ファンを制御する回路とを含む。特に、この冷却装置においては、高電圧バッテリの管理温度よりもモータ駆動用インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの温度が高いことを考慮して、１個の冷却ファンにより冷却空気を強制的に流通させ、高電圧バッテリを冷却した後の冷却空気でモータ駆動用インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを冷却するような冷却通路を有する。

この冷却装置によると、高電圧バッテリを冷却した後の冷却空気でモータ駆動用インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを冷却するので、省エネルギー（少ない冷却エネルギー）で高電圧バッテリとモータ駆動用インバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータとを効率的に冷却することができる。
特開２００３−１７８８１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された冷却装置によると、高電圧バッテリにおいて熱交換されて温度が上昇した冷却風でＰＣＵを冷却する。省エネルギの観点では好ましいと考えられるが、ＰＣＵが高温になる場合を含めて常に高電圧バッテリの排風で冷却されると、ＰＣＵが高温になり温度異常により機能を停止することも考えられる。

一方、高電圧バッテリの冷却系統（冷却ファンおよび冷却通路）と、ＰＣＵの冷却系統とを別個に設けて、別々に冷却系統を制御（冷却ファンの作動状態を制御）することも考えられる。しかしながら、このような構成では、互いに連携しないで、高電圧バッテリからの冷却要求に対応して高電圧バッテリ冷却ファンのデューティ値が制御され、ＰＣＵからの冷却要求に対応してＰＣＵ冷却ファンのデューティ値が制御される。そのため、総風量（高電圧バッテリ冷却風量＋ＰＣＵ冷却風量）が大きくなり過ぎ、電力消費量が大きくなって究極的には燃費を悪化させたり、冷却ファンの騒音を増大させたりすることになる。

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、車両に搭載された２個以上の電気機器を冷却する冷却装置であって、電気機器相互の冷却要求を考慮して、それぞれの電気機器を的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる冷却装置を提供することである。

第１の発明に係る冷却装置は、車両に搭載された２個以上の電気機器を冷却する。各電気機器へ供給される冷却媒体の流量は各電気機器毎に制御可能である。この冷却装置は、各電気機器へ冷却媒体を供給するための供給手段と、供給手段により、電気機器へ供給できる冷却媒体の総流量を記憶するための記憶手段と、各電気機器の冷却要求を取得するための取得手段と、総流量から、冷却要求が上昇した電気機器が要求する冷却要求に対応する流量を減算することにより、余裕流量を算出するための算出手段と、冷却要求が上昇した電気機器以外が要求する冷却要求に対応する流量が、余裕流量を下回っているか否かを判断するための判断手段と、判断手段により、余裕流量が下回っていると判断されると、冷却要求が上昇した電気機器への冷却媒体の供給量を増加させて、冷却要求が上昇した電気機器以外への冷却媒体の供給量を減少させるように、各供給手段を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、２個以上の電気機器を、それぞれの電気機器に冷却媒体を供給する供給手段を制御して冷却するに場合において、各供給手段により各電気機器へ供給できる冷却媒体の総流量が規定されて記憶されている。すなわち、総流量に上限を設定しているので、いずれかの電気機器への供給流量が多くなっても、全体としては総流量を上回ることがないので、全体としての電力消費を抑制できる。また、たとえば、電気機器の一例である走行用バッテリの温度が上昇して冷却要求が上昇すると、総流量から走行用バッテリの冷却要求に対応する流量が減算されて余裕流量が算出される。この余裕流量は、走行用バッテリ以外の電気機器への供給が可能な冷却媒体の流量である。走行用バッテリ以外の電気機器の一例であるＰＣＵの冷却要求に対応する流量が、この余裕流量を下回っているということは、ＰＣＵの冷却要求は高くなく、総流量を上回らない範囲において、走行用バッテリの冷却要求に対応する流量まで冷却媒体の供給流量を増加させることが可能であることを示す。このような場合には、冷却要求が上昇した電気機器である走行用バッテリへの冷却媒体の供給量を増加させて、冷却要求が上昇した電気機器以外であるＰＣＵへの冷却媒体の供給量を減少させるように、各供給手段が制御される。その結果、車両に搭載された２個以上の電気機器を冷却する冷却装置であって、電気機器相互の冷却要求を考慮して、それぞれの電気機器を的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる冷却装置を提供することができる。

第２の発明に係る冷却装置は、第１の発明の構成に加えて、第１の電気機器から排出された冷却媒体を第２の電気機器に流通させるための流通手段をさらに含む。制御手段は、判断手段により余裕流量が下回っていると判断されないと、流通手段を用いて、第２の電気機器への冷却媒体の供給量を増加させるための手段を含む。

第２の発明によると、たとえば、第１の電気機器の一例である走行用バッテリの温度が上昇して冷却要求が上昇すると、総流量から走行用バッテリの冷却要求に対応する流量が減算されて余裕流量が算出される。この余裕流量は、走行用バッテリ以外の第２の電気機器への供給が可能な冷却媒体の流量である。第２の電気機器の一例であるＰＣＵの冷却要求に対応する流量が、この余裕流量を下回っていないということは、ＰＣＵの冷却要求も低くないということである。これは、走行用バッテリの冷却要求が上昇したが、総流量を上回らない範囲において、走行用バッテリの冷却要求に対応する流量まで冷却媒体の供給流量を増加させることが不可能であることを示す。このような場合には、冷却要求が上昇した第１の電気機器である走行用バッテリへの冷却媒体の供給量を増加させるとともに、流通手段を用いて、走行用バッテリから排出される冷却媒体をＰＣＵに流通させるようにする。このようにすると、総流量が上限を上回ることなく、走行用バッテリへ供給される冷却媒体の流量も、ＰＣＵへ供給される冷却媒体の流量も、それぞれの冷却要求に対応する流量を確保することができる。また、逆に、第２の電気機器の一例であるＰＣＵの温度が上昇して冷却要求が上昇すると、総流量からＰＣＵの冷却要求に対応する流量が減算されて余裕流量が算出される。この余裕流量は、ＰＣＵ以外の第１の電気機器への供給が可能な冷却媒体の流量である。第１の電気機器の一例である走行用バッテリの冷却要求に対応する流量が、この余裕流量を下回っていないということは、走行用バッテリの冷却要求も低くないということである。これは、ＰＣＵの冷却要求が上昇したが、総流量を上回らない範囲において、ＰＣＵの冷却要求に対応する流量まで冷却媒体の供給流量を増加させることが不可能であることを示す。このような場合には、流通手段を用いて、走行用バッテリから排出される冷却媒体をＰＣＵに流通させるようにする。このようにすると、総流量が上限を上回ることなく、走行用バッテリへ供給される冷却媒体の流量も、ＰＣＵへ供給される冷却媒体の流量も、それぞれの冷却要求に対応する流量を確保することができる。

第３の発明に係る冷却装置においては、第２の発明の構成に加えて、第１の電気機器は、車両を走行させるための電力が蓄電された蓄電機構であって、第２の電気機器は、発熱素子を含む電気機器であるものである。

第３の発明によると、車両を走行させるための電力が蓄電された蓄電機構と、その蓄電機構から走行用モータに電力を供給するインバータユニットなどのパワー素子を含む電気機器とを的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる。

第４の発明に係る冷却装置においては、第２の発明の構成に加えて、第１の電気機器は、車両を走行させるための電力が蓄電されたバッテリであって、第２の電気機器は、インバータユニットまたはＤＣ／ＤＣコンバータの少なくともいずれかを含む電気機器であるものである。

第４の発明によると、車両を走行させるための電力が蓄電されたバッテリと、そのバッテリから走行用モータに電力を供給するインバータユニットやＤＣ／ＤＣコンバータなどのパワー素子を含む電気機器とを的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる。

第５の発明に係る冷却装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、供給手段は、冷却ファンであって、冷却媒体は、空気であるものである。

第５の発明によると、電気機器とを的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる空冷装置を実現できる。また、総風量が上限で規制されるので、冷却ファンの騒音も規制することができる。

第６の発明に係る冷却装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、供給手段は、ポンプであって、冷却媒体は、液体であるものである。

第６の発明によると、電気機器とを的確に冷却するとともに省エネルギを実現することができる液冷装置を実現できる。また、総風量が上限で規制されるので、ポンプの騒音も規制することができる。

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。

図１を参照して、本実施の形態に係る冷却装置の全体構成を示すブロック図について説明する。なお、以下の説明では、車両に搭載される電気機器として、バッテリ１００とＰＣＵ２００の２つであるものとして説明するが、本発明はこのような２つの電気機器が搭載される場合に限定されるものではない。

図１を参照して、この冷却装置は、バッテリ１００とＰＣＵ２００とをそれぞれ冷却する冷却装置である。

バッテリ１００は、その内部にバッテリ１００の温度を検知するセンサ、バッテリ１００の電圧を検知するセンサおよびバッテリ１００の充放電電流を検知するセンサを有し、それらのセンサにより検知された温度、電圧値および電流値は、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１０に入力される。

ＰＣＵ２００は、たとえば、インバータユニットとＤＣ／ＤＣコンバータとを含む電気機器であって、ＰＣＵ２００の内部には、ＰＣＵ２００の内部の温度を検知するセンサと、インバータユニットやＤＣ／ＤＣコンバータの電圧を検知するセンサおよびインバータユニットやＤＣ／ＤＣコンバータの電流値を検出するセンサが設けられ、それらのセンサにより検知されたＰＣＵ２００の温度、電圧値および電流値がＰＣＵ＿ＥＣＵ２１０に入力される。

バッテリＥＣＵ１１０は、その内部でバッテリ１００の温度、バッテリ１００の電圧値およびバッテリ１１０の充放電電流値に基づいて、冷却要求信号を作成して、ファン制御コントローラ３００に出力する。また、ＰＣＵ＿ＥＣＵ２１０は、ＰＣＵ２００の温度、電圧値および電流値に基づいて、冷却要求信号を作成してファン制御コントローラ３００に出力する。また、バッテリＥＣＵ１１０は、これらの機能の他に、バッテリ１００の残存容量を演算したりバッテリの充放電制御を行なったりする。また、ＰＣＵ＿ＥＣＵ２１０も、ＰＣＵ２００の内部のインバータユニットやＤＣ／Ｄコンバータの制御を行なったりする。

ファン制御コントローラ３００は、後述するプログラムを実行して、バッテリ１００側のファン１２０やＰＣＵ２００側のファン２２０に制御デューティを出力したり、切換バルブ１６０，１７０に開閉指令信号を出力する。

さらに、図１を参照して、冷却通路に関して説明する。なお本実施の形態においては冷却媒体を空気として、冷却媒体供給手段としてファンを想定して説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却媒体が液体であってもよいし、ファンの代わりにポンプであってもよい。

バッテリ１００側の冷却通路は、ファン１２０に接続された冷却空気取入通路１３０と、ファン１２０とバッテリ１００との間に設けられた冷却空気通路１４０と、バッテリ１００の冷却空気排気口に設けられた冷却空気排気通路１５０とから構成される。また、ＰＣＵ２００側の冷却通路は、ファン２２０に接続された冷却空気取入通路２３０と、ファン２２０とＰＣＵ２００との間に設けられた冷却空気通路２４０と、ＰＣＵ２００の冷却空気排気口に設けられた冷却空気排気通路２５０とにより構成される。また、バッテリ１００側の冷却空気排気通路１５０の途中から、ＰＣＵ２００側の冷却空気２４０に冷却空気を流通させるための連絡通路１９０が設けられている。この連絡通路１９０の途中には、逆止弁１８０が設けられ、バッテリ１００側からＰＣＵ２００側へ冷却空気を流すことができるが、その逆方向に冷却空気が流れないように構成されている。さらに、バッテリ１００側の冷却空気排気通路１５０の途中には切換弁１６０が、連絡通路１９０の途中には切換弁１７０がそれぞれ設けられる。切換弁１６０および切換弁１７０は、ファン制御コントローラ３００により開閉状態が制御される。図１に示す状態は、バッテリ１００の冷却空気排気口から排出された冷却空気が、ＰＣＵ２００側に供給される切換弁１６０および切換弁１７０の状態を示している。なお、切換弁１６０および切換弁１７０の機能を１つの切換弁で実現してもよい。

バッテリ１００側のファン１２０およびＰＣＵ２００側のファン２２０はともに、ファン制御コントローラ３００からの制御デューティに基づいて、たとえば、リニアに、ファン１２０およびファン２２０を回転させるモータの回転数を制御することができ、その結果、ファン１２０およびファン２２０から、バッテリ１００やＰＣＵ２００に供給される冷却空気の流量を制御することができる。

図２を参照して、図１のファン制御コントローラ３００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、以下の説明において用いられる風量の符号について前もって説明する。風量はＶ（αβ）として表わされる。「α」は、Ｔ、Ｂ、Ｐのいずれかの文字が用いられる。Ｔは、総風量を表わす（Total）。Ｂはバッテリを表わす（Battery）。ＰはＰＣＵを表わす（ＰＣＵ）。［β］はＰ、Ｄ、Ｕのいずれかの文字が用いられる。Ｐは可能風量を表わす（Possible）。Ｄは要求風量を表わす（Demand）。Ｕは上限風量値を表わす（Upper limit）。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ファン制御コントローラ３００は、供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）を算出する。このとき、供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）＝バッテリ冷却風量Ｖ（ＢＰ）＋ＰＣＵ冷却風量Ｖ（ＰＰ）として算出される。

Ｓ１１０にて、ファン制御コントローラ３００は、バッテリＥＣＵ１１０へのバッテリ冷却風量Ｖ（Ｂ）の増加要求を検知したか否かを判断する。すなわち、バッテリ冷却風量Ｖ（Ｂ）がバッテリ冷却要求風量Ｖ（ＶＢ）に変化したか否かを判断する。バッテリ１００の冷却風量Ｖ（Ｂ）がバッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）に増加すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。

Ｓ１２０にて、ファン制御コントローラ３００は、ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）を算出する。このとき、ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）＝Ｖ（ＴＰ）−Ｖ（ＢＤ）として算出される。

Ｓ１３０にて、ファン制御コントローラ３００は、ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）＞ＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）であるか否かを判断する。ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）＞ＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１９０へ移される。

Ｓ１４０にて、ファン制御コントローラ３００は、バッテリ１００側のファン１２０によるバッテリ冷却風量が、Ｖ（Ｂ）からＶ（ＢＤ）に上昇するように制御デューティをファン１２０に出力する。また、ファン制御コントローラ３００は、ＰＣＵ２００側のファン２２０によるＰＣＵ２００の冷却風量が、Ｖ（Ｐ）からＶ（ＰＤ）に下降するように制御デューティをファン２２０に出力する。

Ｓ１５０にて、ファン制御コントローラ３００は、ＰＣＵ２００の冷却要求風量Ｖ（Ｐ）の増加要求を検知したか否かを判断する。すなわち、ＰＣＵ冷却風量Ｖ（Ｐ）がＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）に変化したか否かを判断する。ＰＣＵ２００の冷却風量Ｖ（Ｐ）がＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）に増加すると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１６０にて、ファン制御コントローラ３００は、バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）を算出する。このとき、バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）＝Ｖ（ＴＰ）−Ｖ（ＰＤ）として算出される。

Ｓ１７０にて、ファン制御コントローラ３００は、バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）＞バッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）であるか否かを判断する。バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）＞バッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）であると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ１９０へ移される。

Ｓ１８０にて、ファン制御コントローラ３００は、ＰＣＵ２００側のファン２２０によるＰＣＵ冷却風量が、Ｖ（Ｐ）からＶ（ＰＤ）に上昇するように制御デューティをファン２２０に出力する。また、ファン制御コントローラ３００は、バッテリ１００側のファン１２０によるバッテリ冷却風量が、Ｖ（Ｂ）からＶ（ＢＤ）に下降するように制御デューティをファン１２０に出力する。

Ｓ１９０にて、ファン制御コントローラ３００は、バッテリ１００からの排気をＰＣＵ２００へ供給するように切換バルブ１６０，１７０に開閉指令信号を出力する。これにより、バッテリ１００の冷却空気排気通路１５０から分岐した連絡通路１９０を通ってＰＣＵ２００に冷却空気が供給される。

なお、上述の説明において、Ｖ（Ｂ）＜Ｖ（ＢＤ）＜Ｖ（ＢＰ）であって、Ｖ（Ｐ）＜Ｖ（ＰＤ）＜Ｖ（ＰＰ）である。

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装置の動作について説明する。

車両が走行中にバッテリ１００の充放電が行なわれ、バッテリ１００の温度が上昇するとともに、ＰＣＵ２００の内部に設けられたインバータユニットやＤＣ／ＤＣコンバータが作動してパワー素子による発熱が起こり、ＰＣＵ２００の内部温度が上昇する。バッテリＥＣＵ１１０やＰＣＵ＿ＥＣＵ２１０は、バッテリ１００の温度やＰＣＵ２００の温度などに基づいて、冷却要求信号をファン制御コントローラ３００に出力する。

ファン制御コントローラ３００においては、供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）が算出され記憶されている。この供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）は、バッテリ冷却風量Ｖ（ＢＰ）＋ＰＣＵ冷却風量Ｖ（ＰＰ）で算出される。すなわち、バッテリ１１０側もＰＣＵ２００側も、供給可能な上限値の風量を加算させて、供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）を算出している。

［バッテリ１００の温度上昇が発生した場合］
バッテリ１００の充放電電流値が上昇してバッテリ１００の温度が上昇すると、バッテリＥＣＵ１１０からファン制御コントローラ３００に冷却要求信号が送信され、バッテリ風量Ｖ（Ｂ）の増加要求が検知される（Ｓ１１０）。このとき、バッテリ冷却要求風量としてＶ（ＢＤ）が検知される。供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）からバッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）を減算することにより、ＰＣＵ供給可能上限風量（ＰＵ）が算出される（Ｓ１２０）。

ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）がＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）よりも大きいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、ＰＣＵ２００側の冷却風量をセーブすることが可能であることを示す。そのため、バッテリ１００側のファン１２０によるバッテリ冷却風量を、Ｖ（Ｂ）からＶ（ＢＤ）に上昇させる。また、ＰＣＵ２００側は、冷却風量のセーブが可能であるため、ＰＣＵ２００側のファン２２０によるＰＣＵ冷却風量が、Ｖ（Ｐ）からＶ（ＰＤ）に下降される。

なお、ＰＣＵ供給可能上限風量Ｖ（ＰＵ）がＰＣＵ冷却風量Ｖ（ＰＤ）以下である場合には（Ｓ１３０にてＮＯ）、バッテリ１００からの排気をＰＣＵ２００へ供給するように切換弁１６０および切換弁１７０が切換えられる（Ｓ１９０）。

［ＰＣＵ２００の温度が上昇した場合］
ＰＣＵ２００の温度が上昇すると、ＰＣＵ＿ＥＣＵ２１０からファン制御コントローラ３００に冷却要求信号が出力され、ＰＣＵ冷却風量Ｖ（Ｐ）の増加要求が検知される（Ｓ１５０）。このとき、ＰＣＵ冷却要求風量としてＶ（ＰＤ）が検知される。供給可能な総風量Ｖ（ＴＰ）からＰＣＵ冷却要求風量Ｖ（ＰＤ）を減算することにより、バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）が算出される（Ｓ１６０）。

バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）がバッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）よりも大きいと（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、バッテリ１００側の冷却風量をセーブすることが可能であることを示す。そのため、ＰＣＵ２００側のファン２２０によりＰＣＵ冷却風量を、Ｖ（Ｐ）からＶ（ＰＤ）に上昇させる。また、バッテリ１００側は、冷却風量のセーブが可能であるため、バッテリ１００側のファン１００によるバッテリ冷却風量が、Ｖ（Ｂ）からＶ（ＢＤ）に下降される。

なお、バッテリ供給可能上限風量Ｖ（ＢＵ）がバッテリ冷却要求風量Ｖ（ＢＤ）以下である場合には（Ｓ１７０にてＮＯ）、バッテリ１００からの排気をＰＣＵ２００へ供給するように切換弁１６０および切換弁１７０が切換えられる。

以上のようにして、本実施の形態に係る冷却装置によると、バッテリとＰＣＵとに供給可能な総風量の上限値を総風量として算出しておく。この総風量からそれぞれの要求風量を減算した値を、他の装置における供給可能上限風量として算出する。算出された供給上限風量が要求風量よりも大きい場合には、冷却風量の増加要求があった方の電気機器への冷却空気の流量を増加させるとともに、セーブすることが可能な電気機器への冷却風量を下降させて、冷却が必要な２つの電気機器を連携させて冷却させることができる。また、供給可能な総風量から求められた供給可能上限風量よりも冷却要求風量が大きい場合には、総風量を上回ることを回避するために、バッテリからの排気をＰＣＵへ供給するように切換弁が切換えられ、ＰＣＵのファンの制御デューティを増加させてファンの回転数を増加させることによりＰＣＵへの冷却風量を増加させるのではなく、バッテリからの排気をＰＣＵに供給することによりＰＣＵへの冷却風量を増加させて対応する。その結果、車両の搭載された２個以上の電気機器を冷却する冷却装置であって、電気機器相互の冷却要求を考慮して、それぞれの電気機器を的確に冷却するとともに、省エネルギを実現することができる冷却装置を提供することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る冷却装置の全体構成を示すブロック図である。 図１のファン制御コントローラで実行されるプログラムの制御構造である。

符号の説明

１００ バッテリ、１１０ バッテリＥＣＵ、１２０，２２０ ファン、１３０，２３０ 冷却空気取入通路、１４０，２４０ 冷却空気通路、１５０，２５０ 冷却空気排気通路、１６０，１７０ 切換弁、１８０ 逆止弁、１９０ 連絡通路、２００ ＰＣＵ、２１０ ＰＣＵ＿ＥＣＵ、３００ ファン制御コントローラ。

Claims (6)

1. 車両に搭載された２個以上の電気機器を冷却する冷却装置であって、各前記電気機器へ供給される冷却媒体の流量は前記各電気機器毎に制御可能であって、
   各前記電気機器へ冷却媒体を供給するための供給手段と、
   前記供給手段により、前記電気機器へ供給できる冷却媒体の総流量を記憶するための記憶手段と、
   各前記電気機器の冷却要求を取得するための取得手段と、
   前記総流量から、前記冷却要求が上昇した電気機器が要求する冷却要求に対応する流量を減算することにより、余裕流量を算出するための算出手段と、
   前記冷却要求が上昇した電気機器以外が要求する冷却要求に対応する流量が、前記余裕流量を下回っているか否かを判断するための判断手段と、
   前記判断手段により、前記余裕流量が下回っていると判断されると、前記冷却要求が上昇した電気機器への冷却媒体の供給量を増加させて、前記冷却要求が上昇した電気機器以外への冷却媒体の供給量を減少させるように、各前記供給手段を制御するための制御手段とを含む、車両に搭載された電気機器の冷却装置。
2. 前記冷却装置は、第１の電気機器から排出された冷却媒体を第２の電気機器に流通させるための流通手段をさらに含み、
   前記制御手段は、前記判断手段により前記余裕流量が下回っていると判断されないと、前記流通手段を用いて、前記第２の電気機器への冷却媒体の供給量を増加させるための手段を含む、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第１の電気機器は、前記車両を走行させるための電力が蓄電された蓄電機構であって、
   前記第２の電気機器は、発熱素子を含む電気機器である、請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記第１の電気機器は、前記車両を走行させるための電力が蓄電されたバッテリであって、
   前記第２の電気機器は、インバータユニットまたはＤＣ／ＤＣコンバータの少なくともいずれかを含む電気機器である、請求項２に記載の冷却装置。
5. 前記供給手段は、冷却ファンであって、
   前記冷却媒体は、空気である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
6. 前記供給手段は、ポンプであって、
   前記冷却媒体は、液体である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。

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