JP5957233B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関するものである。

電気自動車等には、走行用インバータやＤＣ／ＤＣ変換器などの発熱する電子機器が搭載されている。電子機器は耐熱温度が低く、高温下での使用が困難なため、冷却装置を用いて冷却することが行われている（例えば、特許文献１参照）。冷却装置は、ポンプと、電子機器冷却用ラジエターと、電子機器の冷却水通路とを配管によって接続することによって構成されているのが一般的である。

また、車両には空調装置が搭載されている。空調装置は、コンプレッサで圧縮した冷媒を車室外に配設したコンデンサに流通させて凝縮した後、膨張弁を介して車室内のエバポレータに流通させるように構成されている。

また、一般のエンジンを搭載した車両では、エンジンの冷却水が流通するラジエターを備えているが、このラジエター及び上記空調装置のコンデンサは車体前部に配設され、コンデンサの方が前に位置しているのが通常のレイアウトとなっている。

特開２０１１−１７２４０６号公報

ところで、電気自動車などの電子機器を搭載した車両であっても、従来のエンジンを搭載した車両と同様なレイアウトで構成することで、車両開発の現場での効率化を図ることができる。つまり、空調装置のコンデンサを電子機器冷却用ラジエターの前側に配置するのが好ましい。

ところが、電子機器とエンジンとでは耐熱温度が異なり、電子機器の方を低温に維持する必要がある（例えばエンジン水温は８０℃、電子機器は６０℃。）。

空調装置のコンデンサを電子機器冷却用ラジエターの前側に配置した状態で空調装置を作動させると、例えば夏季の停車時などの空調負荷が高いときにコンデンサの表面温度が上昇し、ひいてはコンデンサを通過した空気の温度が６０℃以上の高温になる可能性がある。

こうなると、電子機器冷却用ラジエターに６０℃以上の高温の空気が当たることになるので、それよりも低い温度の電子機器用の冷却水が流れている電子機器冷却用ラジエターでは放熱できないばかりか、場合によっては電子機器冷却用ラジエターで吸熱してしまって電子機器用の冷却水温度が適正範囲よりも上昇し、車両の走行が不能になることも考えられる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空調装置の車室外熱交換器を電子機器冷却用のラジエターの前側に配置するレイアウトとして車両開発の効率化を図る場合に、空調性能を確保しながら、電子機器の冷却も行えるようにして車両が走行不能になるのを回避することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、空調装置の作動中に電子機器を冷却できないと判定したときに、送風量、電子機器冷却用の媒体の送給量、コンプレッサからの冷媒の吐出量の少なくとも１つを変化させることによって電子機器の冷却を行えるようにした。

第１の発明は、発熱する電子機器を冷却する媒体を送給するポンプと、該ポンプから送給された媒体が流入する電子機器冷却用ラジエターを有する電子機器冷却装置と、
車両の車速に関する情報を出力する車速情報出力装置と、
冷媒を圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサで圧縮した冷媒が流入する車室外熱交換器と、車室外熱交換器を通過した冷媒が減圧された状態で流入する車内熱交換器とを有する冷凍サイクル装置とを備え、
上記車室外熱交換器は上記電子機器冷却用ラジエターの車両前側に配置され、該車室外熱交換器及び電子機器冷却用ラジエターには車両前側から冷却風が当たるように車両に搭載された車両用空調装置において、
上記電子機器を冷却する媒体の温度を検出する温度検出手段と、
上記車室外熱交換器の放熱度合いを検出する放熱度合い検出手段と、
上記車室外熱交換器及び上記電子機器冷却用ラジエターに冷却風を送風するためのクーリングファンと、
上記温度検出手段で検出された媒体の温度と、上記放熱度合い検出手段で検出された上記車室外熱交換器の放熱度合いとに基づいて上記電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときで、かつ、上記車速情報出力装置から得られた車速が所定車速以下のときに、上記コンプレッサの冷媒吐出量の減少と、上記クーリングファンの送風量の増加とを順に行うように構成された制御装置とを備えていることを特徴とするものである。

この構成によれば、電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときにクーリングファンの送風量を増加させると、車室外熱交換器を通過する冷却風量が増加し、車室外熱交換器を通過した空気の温度が低下する。これにより、電子機器冷却用ラジエターに当たる冷却風の温度が低下することになるので、電子機器を冷却する媒体の温度が低下し、電子機器の冷却が可能になる。

また、電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときにコンプレッサの冷媒吐出量を減少させると、車室外熱交換器における放熱量が低下し、車室外熱交換器を通過した空気の温度が低下する。これにより、電子機器冷却用ラジエターに当たる冷却風の温度が低下することになるので、電子機器を冷却する媒体の温度が低下し、電子機器の冷却が可能になる。

したがって、空調を行いながら、電子機器の冷却が可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、
上記制御装置は、上記温度検出手段で検出された媒体の温度と、上記放熱度合い検出手段で検出された上記車室外熱交換器の放熱度合いとに基づいて上記電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときで、かつ、上記車速情報出力装置から得られた車速が所定車速以下のときに、上記コンプレッサの冷媒吐出量の減少の先立ち、上記ポンプの媒体送給量の増加を優先して行うように構成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ポンプの媒体送給量の増加は騒音が発生しにくい。このポンプの媒体送給量の増加を優先して行うようにしたことで、車室内の静粛性を保ちながら電子機器の冷却が可能になる。

第１の発明によれば、電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときに、コンプレッサの冷媒吐出量の減少と、クーリングファンの送風量の増加とを順に行うようにしたので、空調を行いながら、電子機器を冷却して車両が走行不能になるのを回避することができる。

第２の発明によれば、ポンプの媒体送給量の増加を優先して行うようにしたので、車室内の静粛性を保ちながら電子機器を冷却することができる。

実施形態にかかる車両用空調装置の概略構成図である。 車両用空調装置のブロック図である。 空調制御装置による制御手順を示すフローチャートである。 停車時における制御手順の一部を示すフローチャートである。 車速が２０ｋｍ／ｈ以下における制御手順の一部を示すフローチャートである。 車速が２０ｋｍ／ｈよりも高い場合の制御手順の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態にかかる車両用空調装置１の概略構造を示す模式図である。車両用空調装置１が搭載された車両は、走行用バッテリ３及び走行用モーター４（共に図２に示す）を備えた電気自動車である。

車両には、走行用バッテリ３の残量を検出するバッテリ残量センサ（バッテリ残量検出手段）５が設けられている。バッテリ残量センサ５は、例えば走行用バッテリ３の電圧を検出し、この検出値に基づいて残量を得るように構成することができる。

また、図１０に示すように、車両には、走行用インバータ装置やＤＣ／ＤＣ変換器等の発熱する電子機器１０と、電子機器１０を冷却するための電子機器冷却装置２とが搭載されている。さらに、冷凍サイクル装置２０も搭載されている。

車両用空調装置１は、上記電子機器冷却装置２及び冷凍サイクル装置２０の他に、車室内加熱用熱交換器２１と、ケーシング２２と、エアミックスドア２３と、クーリングファン２４と、空調制御装置２５とを備えている。図２に示すように、空調制御装置２５には、上記バッテリ残量センサ５が接続されている。

まず、電子機器冷却装置２の構造について説明する。電子機器冷却装置２は、電子機器１０を冷却するための冷却水（媒体）が流通する電子機器冷却用ラジエター１１と、冷却水を送給する電動ポンプ１２と、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ（温度検出手段）１５とを備えている。電子機器１０が有する冷却水通路と電動ポンプ１２と電子機器冷却用ラジエター１１とは冷却水配管１６によって環状となるように順に接続されている。電子機器冷却用ラジエター１１は、車両の前端部近傍に配設されており、車両の走行時には走行風が当たるようになっている。

電動ポンプ１２は、走行用バッテリ３から電力供給され、空調制御装置２５によって制御される。電動ポンプ１２の回転数は、空調制御装置２５で把握できるようになっている。電動ポンプ１２の消費電力は後述する電動コンプレッサ３０の消費電力よりも低いものとなっている。

この空調制御装置２５には、冷却水温度センサ１５が接続され、冷却水が所定温度以上になると電動ポンプ１２が作動する。冷却水の温度が例えば６０℃以下となるように電動ポンプ１２が制御される。この値は一例であり、電子機器１０の種類等に応じて変更することができる。

次に、冷凍サイクル装置２０について説明する。冷凍サイクル装置２０は、電動コンプレッサ（コンプレッサ）３０と、車室外に配設されて凝縮器として機能する車室外熱交換器３１と、膨張弁３２と、車室内に配設されて空調用空気を冷却するエバポレータとして機能する車室内冷却用熱交換器３４とを冷媒配管３５によって環状に接続してなるものである。

電動コンプレッサ３０は、従来から周知の車載用のものであり、回転数を変更することによって単位時間当たりの吐出量を変化させることができるものである。電動コンプレッサ３０は、空調制御装置２５に接続されてＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、回転数が制御されるようになっている。電動コンプレッサ３０には、走行用バッテリ３から電力が供給される。

電動コンプレッサ３０には、該コンプレッサ３０の回転数を検出するコンプレッサ回転数検出センサ（コンプレッサ回転数検出手段）３０ａが設けられている。このコンプレッサ回転数検出センサ３０ａは空調制御装置２５に接続されている。

車室外熱交換器３１は、上記電子機器冷却用ラジエター１１と同様に車両の前端部近傍に配設され、走行風が当たるようになっている。車室熱交換器３１の方が電子機器冷却用ラジエター１１よりも車両前側、即ち、走行風の流れ方向上流側に位置している。

車室外熱交換器３１には、電動コンプレッサ３０から吐出された冷媒が冷媒配管３５を介して導入される。車室熱交換器３１は、導入された冷媒を外部空気（車室外の空気）と熱交換させることによって凝縮するように構成された凝縮器である。

尚、図１には冷媒を流れを白抜きの矢印で示している。

膨張弁３２は、車室外熱交換器３１から流出した冷媒を減圧させるためのものである。

車室内冷却用熱交換器３４は、膨張弁３２を通過して減圧された冷媒が導入される。車室内冷却用熱交換器３４は、導入された冷媒を外部空気（空調用空気）と熱交換させることによって空調用空気を冷却するように構成されている。車室内冷却用熱交換器３４から流出した冷媒は電動コンプレッサ３０に吸入される。

冷凍サイクル装置２０には、冷媒圧力センサ４０と、冷媒温度センサ４１と、高圧側圧力センサ（放熱度合い検出手段）４２と、空気温度センサ（放熱度合い検出手段）４３とが設けられている。図２にも示すように、冷媒圧力センサ４０、冷媒温度センサ４１、高圧側圧力センサ４２及び空気温度センサ４３は、空調制御装置２５に接続されている。

冷媒圧力センサ４０は、膨張弁３２の冷媒入口部における冷媒の圧力を検出するためのものである。冷媒温度センサ４１は、膨張弁３２の冷媒入口部における冷媒の温度を検出するためのものである。高圧側圧力センサ４２は、電動コンプレッサ３０と車室外熱交換器３１との間の冷媒配管３５に設けられており、電動コンプレッサ３０から吐出された冷媒の圧力を検出するためのものである。尚、冷媒圧力センサ４０、冷媒温度センサ４１は省略してもよい。

空気温度センサ４３は、例えば車室外熱交換器３１の車両後側、即ち、外部空気流れ方向の下流側（外部空気出口側）に取り付けられており、車室外熱交換器３１を通過した空気の温度を検出するためのものである。車室外熱交換器３１に高温の冷媒が流入している場合には、車室外熱交換器３１の表面温度が上昇して車室外熱交換器３１を通過した空気の温度が上昇する一方、低温の冷媒が流入している場合には、車室外熱交換器３１の表面温度がそれほど上昇せず、車室外熱交換器３１を通過した空気の温度の上昇度合いは低い。つまり、空気温度センサ４３によって車室外熱交換器３１の放熱度合いを検出することが可能となっている。

ケーシング２２は、車室内においてインストルメントパネル（図示せず）の内部に配設されている。ケーシング２２には、ブロア２８が設けられている。ブロア２８は、車室内の空気と車室外の空気との一方を選択して空調用空気としてケーシング２２内に送風するためのものである。

ケーシング２２の内部には、上記車室内冷却用熱交換器３４及び車室内加熱用熱交換器２１が収容されている。車室内冷却用熱交換器３４は、車室内加熱用熱交換器２１よりも空気流れ方向上流側に配置されており、ブロア２８から送風された空調用空気は全量が車室内冷却用熱交換器３４を通過する。

車室内加熱用熱交換器２１には、図示しない電気ヒータ等の加熱手段により加熱された温水等の熱媒体が流通するようになっている。ブロア２８から送風された空調用空気と車室内加熱用熱交換器２１内部の温水とが熱交換することによって空調用空気が加熱される。加熱手段には走行用バッテリ３から電力が供給される。

ケーシング２２には、車室内冷却用熱交換器３４と車室内加熱用熱交換器２１との間にエアミックスドア２３が収容されている。エアミックスドア２３は、車室内冷却用熱交換器３４を通過した空気の車室内加熱用熱交換器２１への通過量を変更することによって車室内に吹き出す空調風の温度を調節するためのものである。

具体的には、エアミックスドア２３は、エアミックスドアアクチュエータ４５によって動作するものである。エアミックスドアアクチュエータ４５は、空調制御装置２５に接続されており、空調制御装置２５からの出力信号によって動作する。エアミックスドア２３が車室内加熱用熱交換器２１への通風量を０とする位置にあるときには、車室内冷却用熱交換器３４を通過した冷風のみが車室に供給されることになり、一方、エアミックスドア２３が車室内加熱用熱交換器２１への通風量を確保する位置にあるときには、車室内冷却用熱交換器３４を通過した冷風と、車室内加熱用熱交換器２１を通過した温風とが車室内加熱用熱交換器２１の下流側で混合して車室に供給されることになる。

エアミックスドア２３の開度は任意に設定することが可能となっており、開度によって車室に供給される空調風の温度調節が可能である。

ケーシング２２のエアミックスドア２３よりも下流側には、デフロスタ吹出口２２ａ、ベント吹出口２２ｂ及びヒート吹出口２２ｃが形成されている。これら吹出口２２ａ〜２２ｃはそれぞれ図示しないドアによって開閉され、例えば、デフロスタモード、ベントモード等の様々な吹出モードに切り替えられるようになっている。

クーリングファン２４は、車室外熱交換器３１及び電子機器冷却用ラジエター１１に車室外の空気を送って冷却するためのものである。クーリングファン２４は、空調制御装置２５に接続され、空調制御装置２５によってＯＮ及びＯＦＦの切り替えと、回転数（送風量）が制御されるようになっている。

クーリングファン２４の消費電力は電動コンプレッサ３０の消費電力よりも低いものとなっている。

空調制御装置２５は、例えば、乗員による設定温度や外気温、車室内温度、日射量等の情報に基づいてブロア２８の風量やエアミックスドア２３の開度を設定し、その設定した風量や開度となるようにブロア２８及びエアミックスドアアクチュエータ４５を制御するものであり、周知の中央演算装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。また、空調の負荷に応じて電動コンプレッサ３０やクーリングファン２４も制御する。

空調制御装置２５には、車速センサ２９が接続されている。車速センサ２９は、車両の車速に関する情報を出力する車速情報出力装置であり、車両用空調装置１の構成要素である。

以下、空調制御装置２５による制御手順について説明する。通常のオートエアコン制御と同様に、メインルーチンにおいて、ブロア２８の風量、エアミックスドア２３の開度、吹出モードの切り替え、電動コンプレッサ３０、クーリングファン２４の制御が行われる。クーリングファン２４は、基本的には電動コンプレッサ３０の作動中には作動するが、電動コンプレッサ３０が停止状態であっても、電子機器冷却装置２の冷却水温度センサ１５で検出された温度が所定温度以上である場合（冷却が必要な場合）には作動する。

空調制御装置２５による制御は、基本的には次のとおりである。例えば、夏季に乗員が設定温度を低めた場合には、乗員がより強い冷房を要求しているので空調の冷房負荷が増加することになり、電動コンプレッサ３０の回転数を増加させるとともに、車室内加熱用熱交換器２１を通過する冷風量が減少する方向にエアミックスドア２３を作動させる。また、冬季であれば、空調の冷房負荷は減少することになり、電動コンプレッサ３０の回転数は低くなる。

図３は、上記メインルーチンに組み込まれるサブルーチンのフローチャートを示している。このフローチャートに示す制御は、空調装置１が作動しているときにのみ行われ、メインルーチンと同様に所定の周期で繰り返されている。

スタート後のステップＳＡ１では、車速センサ２９、冷媒圧力センサ４０、冷媒温度センサ４１、高圧側圧力センサ４２、空気温度センサ４３、冷却水温度センサ１５、車速センサ２９、コンプレッサ回転数検出センサ３０ａ、バッテリ残量センサ５から出力された信号を入力する。

ステップＳＡ１に続くステップＳＡ２では、電子機器１０を冷却できるか否かを判定する。このステップＳＡ２では、冷却水温度センサ１５で検出された冷却水の温度が６０℃以上で、かつ、空気温度センサ４３で検出された空気の温度（車室外熱交換器３１を通過した外部空気の温度）と、冷却水温度センサ１５で検出された冷却水の温度とを比較したときに、外部空気の温度が冷却水の温度以上の場合にＮＯに進む。すなわち、外部空気の温度が冷却水の温度以上の場合には、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することができないので、電子機器１０を冷却できない状況にある。また、冷却水の温度が６０℃よりも低ければ電子機器１０を冷却する必要がない状況であり、ＹＥＳに進む。

一方、外部空気の温度が冷却水の温度よりも低ければ、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水と外部空気とを熱交換させて冷却水を冷却することができるので、電子機器１０を冷却できる状況にあるとしてＹＥＳに進む。ステップＳＡ２でＹＥＳと判定された場合には、電子機器１０を冷却できる状況にあるので、以下のステップには進まず、ステップＳＡ１に戻る。

ステップＳＡ２でＮＯと判定された場合には、ステップＳＡ３に進む。ステップＳＡ３では、バッテリ残量センサ５の出力信号に基づいて走行用バッテリ３の残量が所定量以上であるか否かを判定する。所定量とは、例えば、満充電時の４０％の電力とするのが好ましいが、これに限られるものではない。

ステップＳＡ３においてＮＯと判定された場合には、走行用バッテリ３の残量が所定量よりも少なく、残量に余裕がない状況である。この場合には、ステップＳＡ４に進み、電動コンプレッサ３０の回転数、即ち出力を低下させて冷媒吐出量を減少させる。

電動コンプレッサ３０は、例えばクーリングファン２４や電動ポンプ１２に比べて消費電力が大きいので、回転数を低下させることによる消費電力の低減効果が大きく、車両の走行可能距離を伸ばすことができる。

電動コンプレッサ３０の回転数を低下させると単位時間当たりの冷媒吐出量が減少するので、車室外熱交換器３１に流入する冷媒の温度が低下する。これにより、車室外熱交換器３１の表面温度が低下して車室外熱交換器３１を通過した空気の温度が低下するので、外部空気の温度が冷却水の温度よりも低下して電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。よって、電子機器１０を冷却できる。

ステップＳＡ３においてＹＥＳと判定された場合には、走行用バッテリ３の残量が所定量以上であり、残量に余裕がある状況である。この場合には、ステップＳＡ５に進み、車速判定を行う。具体的には、ステップＳＡ５では、現在の車速Ｓｖが、０ｋｍ／ｈであるか、０ｋｍ／ｈよりも高く、かつ、２０ｋｍ／ｈ以下であるか、２０ｋｍ／ｈよりも高いか判定する。

車速Ｓｖが０ｋｍ／ｈである場合には、ステップＳＡ６に進み、また、車速Ｓｖが０ｋｍ／ｈよりも高く、かつ、２０ｋｍ／ｈ以下である場合には、ステップＳＡ７に進み、また、車速Ｓｖが２０ｋｍ／ｈよりも高い場合には、ステップＳＡ８に進む。ステップＳＡ６〜８では、それぞれ電動ポンプ１２の回転数を増加させて冷却水の送給量を増加させる。

尚、２０ｋｍ／ｈは一例であり、例えば、１０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈの範囲で設定することができる。また、車速が完全に０ｋｍ／になっていない状態（徐行）でステップＳＡ６に進むようにしてもよい。

電動ポンプ１２の回転数を増加させることで、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水の量が増加する。これにより、冷却水の温度を早く低下させることができ、電子機器１０を狙い通りのタイミングで冷却できる。

つまり、空調制御装置２５は、走行用バッテリ３の残量が多い場合には、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加を、クーリングファン２４の送風量の増加及び電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少よりも優先して行うように構成されている。

走行用バッテリ３の残量に余裕がない状況でステップＳＡ４を経た後には、ステップＳＡ９に進み、ステップＳＡ５と同じ車速判定を行う。

ステップＳＡ６を経た後、図４に示すフローチャートのステップＳＢ１に進む。このステップＳＢ１では、図３におけるステップＳＡ６で増加した電動ポンプ１２の回転数が最大であるか否かを判定する。電動ポンプ１２の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、電動ポンプ１２の回転数をさらに増加させることが可能であるため、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。

ステップＳＢ１でＹＥＳと判定されて電動ポンプ１２の回転数が最大である場合には、これ以上電動ポンプ１２の回転数を増加させることができないので、ステップＳＢ２に進み、電動コンプレッサ３０の回転数を低下させて冷媒吐出量を減少させる。これにより、車室外熱交換器３１を通過した空気の温度が低下するので、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。その後、図３のステップＳＡ１に戻る。この最大回転数とは、電動ポンプ１２の運転範囲の中で最大回転数のことである。

また、図３のステップＳＡ９で車両が停車していると判定された場合は、図４に示すフローチャートのステップＳＢ３に進む。このステップＳＢ３では、図３におけるステップＳＡ４で低下した電動コンプレッサ３０の回転数が最小であるか否かを判定する。電動コンプレッサ３０の回転数が最小でないＮＯと判定された場合には、電動コンプレッサ３０の回転数をさらに低下させることが可能であるため、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。この最小回転数とは、電動ポンプ１２の運転範囲の中で最小回転数のことである。

ステップＳＢ３でＹＥＳと判定されて電動コンプレッサ３０の回転数が最小である場合には、これ以上電動コンプレッサ３０の回転数を低下させることができないので、ステップＳＢ４に進み、電動ポンプ１２の回転数を増加させて電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水の量を増加させる。これにより、電子機器１０の冷却が可能になる。その後、図３のステップＳＡ１に戻る。

また、図３におけるステップＳＡ７を経た後、図５に示すフローチャートのステップＳＣ１に進む。このステップＳＣ１では、図３におけるステップＳＡ７で増加した電動ポンプ１２の回転数が最大であるか否かを判定する。電動ポンプ１２の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。

ステップＳＣ１でＹＥＳと判定されて電動ポンプ１２の回転数が最大である場合には、ステップＳＣ２に進み、電動コンプレッサ３０の回転数を低下させる。これにより、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。その後、図３のステップＳＡ１に戻る。

また、図３のステップＳＡ９で車速が０ｋｍ／よりも高く、かつ、２０ｋｍ／ｈ以下と判定された場合には、図５に示すフローチャートのステップＳＣ３に進む。このステップＳＣ３では、図４のステップＳＢ３と同様に電動コンプレッサ３０の回転数が最小であるか否かを判定する。電動コンプレッサ３０の回転数が最小でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。

ステップＳＣ３でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳＣ４に進み、電動ポンプ１２の回転数を増加させる。

ステップＳＣ４に続くステップＳＣ５では、電動ポンプ１２の回転数が最大であるか否かを判定する。電動ポンプ１２の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻る。

ステップＳＣ５でＹＥＳと判定されて電動ポンプ１２の回転数が最大である場合には、ステップＳＣ６に進み、クーリングファン２４の回転数を増加させる。クーリングファン２４の回転数を増加させることにより、車室外熱交換器３１及び電子機器冷却用ラジエター１１への送風量が増加する。これにより、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。よって、電子機器１０を冷却できる。

また、ステップＳＡ８を経た後、図６に示すフローチャートのステップＳＤ１に進む。このステップＳＤ１では、図３におけるステップＳＡ８で増加した電動ポンプ１２の回転数が最大であるか否かを判定する。電動ポンプ１２の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。

ステップＳＤ１でＹＥＳと判定されて電動ポンプ１２の回転数が最大である場合には、ステップＳＤ２に進み、クーリングファン２４の回転数を増加させる。ステップＳＤ２に続くステップＳＤ３では、クーリングファン２４の回転数が最大であるか否かを判定する。クーリングファン２４の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻る。

ステップＳＤ３でＹＥＳと判定されてクーリングファン２４の回転数が最大である場合には、ステップＳＤ４に進み、電動コンプレッサ３０の回転数を低下させる。これにより、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。その後、図３のステップＳＡ１に戻る。

また、図３のステップＳＡ９で車速が２０ｋｍ／ｈよりも高いと判定された場合には、図６に示すフローチャートのステップＳＤ５に進む。このステップＳＤ５では、図４のステップＳＢ３と同様に電動コンプレッサ３０の回転数が最小であるか否かを判定する。電動コンプレッサ３０の回転数が最小でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻り、上記した制御手順を繰り返す。

ステップＳＤ５でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳＤ６に進み、クーリングファン２４の回転数を増加させる。

ステップＳＤ６に続くステップＳＤ７では、クーリングファン２４の回転数が最大であるか否かを判定する。クーリングファン２４の回転数が最大でないＮＯと判定された場合には、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻る。

ステップＳＤ７でＹＥＳと判定されてクーリングファン２４の回転数が最大である場合には、ステップＳＤ８に進み、電動ポンプ１２の回転数を増加させる。これにより、電子機器冷却用ラジエター１１を流通する冷却水を外部空気で冷却することが可能になる。その後、図３のフローチャートのステップＳＡ１に戻る。

このように、冷却水温度センサ１５で検出された冷却水の温度と、空気温度センサ４３で検出された車室外熱交換器３１の放熱度合いとに基づいて電子機器１０を冷却する冷却水を所定温度（例えば約６０℃）以下に冷却できないと判定したときに、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少及びクーリングファン２４の送風量の増加のうち、少なくとも１つが行われることになる。

例えば、図３のステップＳＡ６で電動ポンプ１２の冷却水送給量を増加させた後、図４のステップＳＢ１に進んでＮＯと判定されて図３のステップＳＡ１に戻った場合に、続くステップＳＡ２で電子機器１０を冷却できる状況になっていれば、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加のみが行われることになる。

また、図３のステップＳＡ４で電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量を減少させた後、図４のステップＳＢ３に進んでＮＯと判定されて図３のステップＳＡ１に戻った場合に、続くステップＳＡ２で電子機器１０を冷却できる状況になっていれば、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少のみが行われることになる。

また、図示しないが、図３のステップＳＡ２で電子機器１０を冷却できないと判定した場合に、クーリングファン２４の回転数を増加させた後、ステップＳＡ１に戻るようにしてもよい。また、クーリングファン２４の回転数を最大回転数まで増加させた後、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量を減少させること、及び電動ポンプ１２の冷却水送給量を増加させることのいずれか一方、または両方を行うようにしてもよい。

また、図５のステップＳＣ２の後に、ステップＳＣ６のクーリングファン２４の回転数増加を行うようにしてもよい。これにより、車速が所定車速（２０ｋｍ／ｈ）以下で、かつ、電子機器１０の冷却水を所定温度以下に冷却できないと判定したときに、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少、クーリングファン２４の送風量の増加の順に行うことができる。

また、図３のステップＳＡ５で停車していると判定した場合には、図４のフローチャートの制御が行われるので、クーリングファン２４の送風量の増加が禁止される。また、ステップＳＡ９で停車していると判定した場合にも同様にクーリングファン２４の送風量の増加が禁止される。すなわち、空調制御装置２５は、停車していると判定した場合で、かつ、電子機器１０の冷却水を所定温度以下に冷却できないと判定したときに、クーリングファン２４の送風量の増加を禁止するように構成されている。

また、図３のステップＳＡ３において走行用バッテリ３の残量に余裕がないと判定した場合には、ステップＳＡ４において、クーリングファン２４や電動ポンプ１２の制御より優先して電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少が行われる。すなわち、空調制御装置２５は、バッテリ残量センサ５で検出された走行用バッテリ３の残量が所定残量以下であると判定した場合で、かつ、電子機器１０の冷却水を所定温度以下に冷却できないと判定したときに、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少を優先して行うように構成されている。

以上説明したように、この実施形態にかかる車両用空調装置１によれば、電子機器１０の冷却水を所定温度以下に冷却できないと判定したときに、クーリングファン２４の送風量の増加、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加及び電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少のうち、少なくとも１つを行うようにしたので、空調を行いながら、電子機器１０を冷却して車両が走行不能になるのを回避することができる。

また、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加を優先して行うようにしたので、クーリングファン２４の送風量の増加、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少に比べて騒音が発生しにくくなる。これにより、車室内の静粛性を保ちながら電子機器１０を冷却することができる。

また、車室外熱交換器３１の外部空気出口側の空気温度を検出する空気温度センサ４３の出力信号を用いて電子機器１０が冷却可能か否か判定するようにしたので、その判定を正確に行うことができる。

また、車速が所定車速以下のときに、クーリングファン２４の送風量の増加の優先順位を下げたので、車室の静粛性を高めながら、電子機器１０の冷却を行うことができるようになる。

また、停車時にクーリングファン２４の送風量の増加を禁止したので、クーリングファン２４の風切り音が騒音となって聞こえるのを抑制することができる。

また、走行用バッテリ３の残量が少ないときに電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少を優先して行うことで走行用バッテリ３の消費を抑制することができる。これにより、電気自動車の走行距離を伸ばすことができる。

尚、上記実施形態では、車室外熱交換器３１の外部空気出口側の空気温度を検出する空気温度センサ４３を放熱度合い検出手段としているが、これに限らず、冷凍サイクル装置２０の高圧側の冷媒圧力を検出する高圧側検出センサ４２を放熱度合い検出手段としてもよい。この場合、電子機器冷却用ラジエター１１に当たる冷却風の温度を推定することができる。そして、その結果に基づいて、電子機器１０の冷却水を所定温度以下に冷却できるか否かの判定を行うことができる。

また、上記実施形態では、クーリングファン２４が１つの場合に回転数を変化させることによって送風量を変化させているが、これに限らず、例えば、クーリングファン２４を複数設けてそれらを独立してＯＮ／ＯＦＦすることによって送風量を変化させてもよい。

また、車速が例えば５０ｋｍ／ｈのように車室外熱交換器３１及び電子機器冷却用ラジエター１１に走行風が十分に当たっている状況で、電子機器１０の冷却不足が生じる場合には、クーリングファン２４の送風量の増加を行うことなく、電動ポンプ１２の冷却水送給量の増加、及び／または、電動コンプレッサ３０の冷媒吐出量の減少を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車両用空調装置１を電気自動車に搭載する場合について説明したが、これに限らず、例えばエンジンと走行用モーターとを備えたハイブリッド自動車に車両用空調装置１を搭載することも可能である。

以上説明したように、本発明にかかる車両用空調装置は、例えば、電気自動車に搭載することができる。

１ 車両用空調装置
３ 走行用バッテリ
５ バッテリ残量センサ（バッテリ残量検出手段）
１２ 電動ポンプ
１５ 冷却水温度センサ（温度検出手段）
２０ 冷凍サイクル装置
２１ 車室内加熱用熱交換器
２２ ケーシング
２３ エアミックスドア
２４ クーリングファン
２５ 空調制御装置
２８ ブロア
２９ 車速センサ（車速情報出力装置）
３０ 電動コンプレッサ
３０ａ コンプレッサ回転数検出センサ（コンプレッサ回転数検出手段）
３１ 車室外熱交換器
３２ 膨張弁
３４ 車室内冷却用熱交換器
３５ 冷媒配管
４０ 冷媒圧力センサ
４１ 冷媒温度センサ
４２ 高圧側圧力センサ（放熱度合い検出手段）
４３ 空気温度センサ（放熱度合い検出手段）

Claims (2)

1. 発熱する電子機器を冷却する媒体を送給するポンプと、該ポンプから送給された媒体が流入する電子機器冷却用ラジエターを有する電子機器冷却装置と、
   車両の車速に関する情報を出力する車速情報出力装置と、
   冷媒を圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサで圧縮した冷媒が流入する車室外熱交換器と、車室外熱交換器を通過した冷媒が減圧された状態で流入する車内熱交換器とを有する冷凍サイクル装置とを備え、
   上記車室外熱交換器は上記電子機器冷却用ラジエターの車両前側に配置され、該車室外熱交換器及び電子機器冷却用ラジエターには車両前側から冷却風が当たるように車両に搭載された車両用空調装置において、
   上記電子機器を冷却する媒体の温度を検出する温度検出手段と、
   上記車室外熱交換器の放熱度合いを検出する放熱度合い検出手段と、
   上記車室外熱交換器及び上記電子機器冷却用ラジエターに冷却風を送風するためのクーリングファンと、
   上記温度検出手段で検出された媒体の温度と、上記放熱度合い検出手段で検出された上記車室外熱交換器の放熱度合いとに基づいて上記電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときで、かつ、上記車速情報出力装置から得られた車速が所定車速以下のときに、上記コンプレッサの冷媒吐出量の減少と、上記クーリングファンの送風量の増加とを順に行うように構成された制御装置とを備えていることを特徴とする車両用空調装置。
2. 請求項１に記載の車両用空調装置において、
   上記制御装置は、上記温度検出手段で検出された媒体の温度と、上記放熱度合い検出手段で検出された上記車室外熱交換器の放熱度合いとに基づいて上記電子機器を冷却する媒体を所定温度以下に冷却できないと判定したときで、かつ、上記車速情報出力装置から得られた車速が所定車速以下のときに、上記コンプレッサの冷媒吐出量の減少に先立ち、上記ポンプの媒体送給量の増加を優先して行うように構成されていることを特徴とする車両用空調装置。

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