JP4821682B2 - 車載発熱体の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて発熱する機器を冷却する車載発熱体の冷却装置に関するものである。

従来、この種の車載発熱体の冷却装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この車載発熱体の冷却装置は、ハイブリッド自動車の走行用二次電池の温度調節を行う冷却装置であり、電池の冷却用に供給する空気をいくつかの空気供給源から適宜選択して切り換えるものである。

この電池冷却装置は、電池に対して空気を供給するための電池ファンと、キャビンのアッパバックから導入された空気、リアエアコンユニットから導入された空気、トランクルームから導入された空気のいずれかの空気を電池ファンにより電池に供給するための切換えダンパと、電池の温度を検知する温度センサと、を備えている。さらに、電池冷却装置は電池の温度、キャビン温度およびトランクルームの温度などに基づいて切換えダンパおよび電池ファンを制御する電池ＥＣＵと、電池ＥＣＵからの信号に基づいてリアエアコンユニットの動作を制御するエアコンＥＣＵと、を備えている。
特開２００５−２５４９７４号公報

近年の自動車においては、車内の高い居住性が求められており、聴覚的に高い快適性が要求される傾向にある。このため、特許文献１に記載の装置においては、発熱体を空冷するために導入される空気の導入経路を他の導入経路に切り換えることがあり、このときに通風抵抗が変化する。この通風抵抗の変更により車内の騒音が変化し、乗員がこれを不快に感じ車内の快適性が損なわれてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は空気の導入経路を変更するときに乗員が感じる騒音変化を抑制できる車載発熱体の冷却装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、車載発熱体の冷却装置に係る請求項１の発明は、車両に搭載されて熱を発生する発熱体（１）に対して冷却空気を供給する送風手段（２６）と、送風手段（２６）によって冷却空気を導く経路として設けられた少なくとも２つの導入経路（２７、２８、２９）と、冷却空気を導入する導入経路を変更する経路変更手段（３０、３１）と、車内における騒音の程度を表わす物理量を検出する騒音レベル検出手段（５０）と、騒音レベル検出手段（５０）によって検出された物理量に基づいて、経路変更手段（３０、３１）による導入経路の変更を制御する制御手段（４１、４２）と、を備えており、
制御手段（４１、４２）は、送風手段（２６）の出力を制御するように構成されており、騒音レベル検出手段（５０）によって検出された物理量が所定値以上のときに、送風手段（２６）の出力を低減させてから導入経路の変更を実行するように制御し、発熱体（１）が所定の高温以上である場合には送風手段（２６）の出力を低減させてから導入経路の変更を実行する制御を行わないことを特徴としている。

この発明によれば、車内における騒音の程度を表わす物理量が所定値以上のときに、導入経路の変更を実行することにより、導入経路変更時の通風抵抗の変化による音質や騒音レベルの変化が車内に伝わる所定値以上の騒音にかき消されて乗員が感じにくくなり、乗員が感じる導入経路変更時の騒音変化を抑制することができる。したがって、乗員が騒音変化を感じにくくなるので車内の快適性を損なわない車載発熱体の冷却装置を提供できる。また、送風手段の出力を低減させてから導入経路の変更を実行することにより、導入経路を流れる冷却風の風量が低減するため、通風抵抗の変化が及ぼす騒音の音質変化やレベル変化をより小さくすることができる。したがって、乗員が感じる騒音の変化をさらに抑制することができる。また、発熱体が高温状態である場合は、発熱体を冷却する能力を確保することを優先するので、異常時等の冷却能力の低減を抑制しつつ車内の快適性を損なわない車載発熱体の冷却装置を提供することができる。

請求項２は、請求項１に記載の発明において、制御手段（４１、４２）は、騒音レベル検出手段（５０）によって検出された物理量が所定値以上のときに、送風手段（２６）の出力を停止する信号を送ってから導入経路の変更を実行することを特徴とする。

この発明によれば、導入経路を流れる冷却風を一旦停止することにより、通風抵抗の変化が及ぼす騒音の音質やレベルの変化をなくすことができるので、乗員が感じる騒音の変化をさらに抑制することができる。

請求項３は、請求項１または２に記載の発明において、制御手段（４１、４２）は、送風手段（２６）の出力を低減させてから導入経路の変更を実行した後に、送風手段（２６）の出力を増大させる処理を実行することを特徴とする。この発明によれば、導入経路を変更したときに乗員が感じる騒音の変化を抑制する制御を行った後は、発熱体を冷却する能力を回復させる処理を行うことにより、冷却能力の低減を抑制するとともに、車内の快適性を損なわない車載発熱体の冷却装置を提供することができる。

請求項４は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、騒音レベル検出手段（５０）によって検出される物理量は、車両速度、エンジン出力量、および車内に空調空気を送風する空調用送風機（８）の出力量のいずれかを採用することを特徴とする。この発明によれば、ロード走行時のノイズ、エンジン音、送風音を利用して騒音の音質変化やレベルの変化を乗員に対して気にならないようにすることができる。

請求項５は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、経路変更手段（３０、３１）は導入経路（２７、２８、２９）を形成する通路の開度を調節する経路変更ドア（３０、３１）で構成されており、制御手段（４１）は、経路変更ドア（３０、３１）を駆動するアクチュエータ（３０ａ、３１ａ）の制御を、風向を案内するために車両用空調装置（５）に搭載されたドア（２２）を駆動するアクチュエータ（２２ａ）を介して実行することを特徴とする。

この発明によれば、車両用空調装置のドア駆動用アクチュエータおよび経路変更ドア駆動用のアクチュエータの制御を同一の制御手段により行うため、制御にかかる構成、仕様を簡単化でき、搭載性およびコスト面に優れた装置を提供できる。また、経路変更ドアを駆動するアクチュエータに車両用空調装置のドアを駆動するアクチュエータと同様のものを使用することができる。

上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
第１実施形態では、車載発熱体の冷却装置の一例である、内燃機関と電池駆動モータとを組み合わせて走行駆動源とするハイブリッド自動車に用いられ、走行用モータの駆動電源等となる電池パックを冷却する電池冷却装置について説明する。冷却対象である車載の発熱体としては電池パックの他、ＤＣ／ＤＣコンバーターがあり、本実施形態の電池冷却装置の構成はＤＣ／ＤＣコンバーターを空冷する冷却装置にも適用することができる。

この電池パックは、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、有機ラジカル電池であり、ケース内に収納された状態でトランクルームの床下部、自動車の座席下、後部座席とトランクルームとの間の空間、運転席と助手席の間の空間などに搭載されている。ＤＣ／ＤＣコンバーターはハイブリッド自動車の動力源用主電池の高電圧を低電圧に変換し、補機電池（例えば１２Ｖ）を充電してライト、ワイパ、ホーン等を動作させる。

本実施形態について図１〜図５を用いて説明する。図１は、本実施形態における電池冷却装置および空調装置を車両に搭載した状態を示した車両側面の概略図である。図２は後席側空調ユニット５および電池冷却装置の構成を示した断面概略図である。

図１に示すように、後席側空調ユニット５はトランクルーム３内に搭載される。後席側空調ユニット５はリヤートレイ４の直下の部位に配置される。トランクルーム３は後席２の後方側でリヤートレイ４の下方側に形成されている。

後席側空調ユニット５は樹脂製の空調ケース５ａの内部に車室内へ向かって空気が流れる通風路を備えている。空調ケース５ａ内の通風路の一端側には内気吸込口６が設けられている。この内気吸込口６は空調ケース５ａの上部に配置されており、リヤートレイ４を貫通して車内の後席側領域に開口している。内気吸込口６は車内空気（内気）を車内の後席側領域から取り入れて空調ケース５ａ内部へ導く開口部である。

空調ケース５ａ内の通風路には、内気吸込口６の風下側に空気清浄フィルタ７が配置され、空気清浄フィルタ７の風下側に後席側送風機８が配置されている。この空気清浄フィルタ７は除塵機能および脱臭機能を果たしている。後席側送風機８は遠心式送風ファン８ａをモータ８ｂにより回転駆動する構成である。

空調ケース５ａ内の通風路には、後席側送風機８の吹出側に冷却用熱交換器である後席側蒸発器９が配置されている。後席側蒸発器９は前席側空調ユニット１０の冷凍サイクル１１から分岐した冷媒通路に設けられている。冷凍サイクル１１は、圧縮機１２、高圧側冷媒の放熱器をなす凝縮器１３、前席側膨張弁１４、前席側蒸発器１５等を含む閉回路で構成されている。圧縮機１２はモータにより回転駆動される電動圧縮機で構成されている。

前席側空調ユニット１０は、車内の前部に配置されており、車内の前席側領域を空調している。前席側空調ユニット１０は図示しない前席側送風機によって内気または外気を吸入して空調ケース１７内で空調している。空調ケース１７内の通風路には前席側送風機の吹出側に冷却用熱交換器である前席側蒸発器１５が配置されており、前席側蒸発器１５の風下側に加熱用熱交換器である前席側ヒータコア（図示せず）が配置されている。そして、前席側ヒータコアを通過する温風と前席側ヒータコアをバイパスする冷風との風量割合を前席側エアミックスドア（図示せず）により調整し、車内前席側の吹出空気温度を調整している。

温度調整後の空調空気は、図示しない吹出口切換え機構によりフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口のいずれか１つ、または複数の吹出口から車内前席側または車両前面窓ガラス側へ吹き出される。

後席側蒸発器９の冷媒入口側には後席側膨張弁２０が接続されている。後席側膨張弁２０および後席側蒸発器９は前席側膨張弁１４および前席側蒸発器１５と並列に接続されている。前席側膨張弁１４および後席側膨張弁２０はそれぞれ前席側蒸発器１５、後席側蒸発器９の出口冷媒の過熱度が所定値となるように弁開度を調節する。

後席側空調ユニット５における空調ケース５ａ内の通風路には、後席側蒸発器９の風下側に加熱用熱交換器である後席側ヒータコア２１が配置されている。後席側エアミックスドア２２は、後席側ヒータコア２１を通過する温風と後席側ヒータコア２１をバイパスする冷風との風量割合を調整して車内後席側吹出空気の温度を調整する。後席側ヒータコア２１および前席側ヒータコアは車両のエンジン冷却水（温水）を熱源として空気を加熱する。

後席側ヒータコア２１の風下側には、後席側吹出モード切換えドア２３と、この後席側吹出モード切換えドア２３により開閉される後席側フェイス開口部２４および後席側フット開口部２５が設けられている。後席側フェイス開口部２４には後席側天井吹出ダクト２４ａが接続されており、後席側フット開口部２５には図示しない後席側足元吹出ダクトが接続されている。

この構成により、後席側の冷房時には後席側フェイス開口部２４が開口されることで、後席側エアミックスドア２２により温度調整された冷風が、後席側フェイス開口部２４から後席側天井吹出ダクト２４ａ内を流れ、後席側天井吹出口２４ｂから後席乗員の頭部に向かって吹き出されることになる。

後席側の暖房時には後席側フット開口部２５が開口されることで、後席側エアミックスドア２２により温度調整された温風が、後席側フット開口部２５から後席側足元吹出ダクト内を流れ、後席乗員の足元部に向かって吹き出されることになる。

トランクルーム３の床下部に配置される電池冷却装置は、主に電池モジュールの集合体である電池パック１と、電池パック１を冷却する送風を供給する冷却用ブロワ２６とからなる。電池パック１は、電気的に直列接続された複数個の電池モジュールをその長手方向の側面を対向させて並列配置しこれらを一体化して構成されたものであり、収納ケース３４内に収納されている。

冷却用ブロワ２６はモータ２６ｂにより回転駆動される遠心式送風ファン２６ａを備えており、ブロワケース３２に収納されている。ブロワケース３２は、スクロールケーシングを有し、遠心式送風ファン２６ａの風上側にチャンバを有する筐体である。遠心式送風ファン２６ａは前向きブレードを有するシロッコファンであり、シロッコファンの他に、径向きブレードを有するラジアルファンを用いてもシロッコファンと同様、高静圧に強く、低風量で低騒音の送風部材を構成することができる。

冷却用ブロワ２６の吸入側には、電池パック１を冷却する冷却空気を導く経路として設けられた少なくとも２つの導入通路が設けられておりブロワケース３２に接続されている。本実施形態では３つの導入通路が冷却用ブロワ２６の吸入側に接続されている例を示す。この３つの導入通路は、車内の空気（内気）が流れてくる内気導入通路２７、後席側蒸発器９によって冷却された空気が流れてくる冷風導入通路２８、および車外の空気（外気）が流れてくる外気導入通路２９である。

冷却用ブロワ２６の吹出側は、収納ケース３４とブロワケース３２とを連結する連結ダクト３３によって収納ケース３４の空気入口部に連通している。収納ケース３４の空気出口部は車内への還流通路３５と車外への排出通路３６とに分岐するダクトが接続されている。還流通路３５は車内と連通して電池を冷却した後の空気が流れて図１の矢印ａに示すように車内に還流する通路である。排出通路３６の下流端部は車外に直接開口している。

内気導入通路２７は後席側空調ユニット５の内気吸込口６の下流側で後席側送風機８の上流側の部位に接続されている。冷風導入通路２８は後席側蒸発器９の風下直後の部位に接続されている。外気導入通路２９はトランクルーム３内に開口している。トランクルーム３の内部はトランクの蓋部等で形成される微小隙間によって外気と通じており、トランクルーム３内は外気に近似した雰囲気になっている。このため、外気導入通路２９からの空気吸入は外気吸入とみなすことができる。

ブロワケース３２内には、ブロワケース３２側に形成された導入通路２７、２８、２９の３つの開口部を開閉できる２つの導入通路切換えドア３０および３１が配置されている。導入通路切換えドア３０および３１は、電池パック１を冷却する空気が流れてくる導入経路を変更することができる経路変更ドアであり、図示しないリンク機構によって連動するように構成されている。図２は導入通路切換えドア３０および３１により内気導入通路２７および外気導入通路２９が閉塞されて冷風導入通路２８のみを開口している状態を示しており、この状態は冷風取入れモードが設定された状態である。

導入通路切換えドア３０および３１は、冷風取入れモードの他に、内気導入通路２７および冷風導入通路２８を閉塞して外気導入通路２９を開口する外気取入れモードと、冷風導入通路２８および外気導入通路２９を閉塞して内気導入通路２７を開口する内気取入れモードと、冷風導入通路２８のみを閉塞して内気導入通路２７および外気導入通路２９の両方を同時に開口する内外気同時取入れモードとを切換え自在に設定することができる。

なお、図１では図面を見やすくするため後席側ヒータコア２１、後席側エアミックスドア２２、後席側吹出モード切換えドア２３、後席側フット開口部２５、導入通路切換えドア３０、３１等の図示を省略している。

次に、図３を用いて本実施形態の電池冷却装置および空調装置における制御手段の概要を説明する。図３は電池冷却装置および後席用空調ユニット５を制御するための構成を示したブロック図である。ハイブリッドビークル制御装置４２（以下ＨＶ制御装置４２とする）は、エンジンの駆動を制御するエンジン制御装置４０およびエアコン制御装置４１のそれぞれと双方向に制御信号を通信して両制御装置を制御しながら、ハイブリッドシステムを制御する。本実施形態の電池冷却装置および空調装置の制御手段は、ＨＶ制御装置４２およびエアコン制御装置４１によって構成される。

エアコン制御装置４１には空調用センサ群（図示しない）および空調操作パネル（図示しない）からの信号が入力される。空調用センサ群は、外気温センサ、内気温センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、エンジン冷却水温度センサ等である。空調操作パネルには、車室内温度の温度設定、風量切換え、吹出モード切換え、内外気吸込モード切換え、圧縮機１２の作動指令等を行う各種操作スイッチが設けられている。

エアコン制御装置４１は、圧縮機１２の駆動用モータ、前席側送風機の駆動用モータ、前席側エアミックスドアのアクチュエータであるサーボモータ、後席側送風機８のモータ８ｂ、後席側エアミックスドア２２のアクチュエータであるサーボモータ２２ａ、後席側吹出モード切換えドア２３のアクチュエータであるサーボモータ２３ａ等に制御信号を出力して各空調用機能品の作動を制御する。

ＨＶ制御装置４２には、電池パック１の温度を検出する温度センサ（図示しない）の検出信号と、車速を検出する車速検出部５０の検出信号とが入力される。車速検出部５０は、車内における騒音の程度を表わす物理量の一例である車速を検出する。ＨＶ制御装置４２は、冷却用ブロワ２６のモータ２６ｂの端子電圧を制御してモータ２６ｂの回転数、つまり冷却用ブロワ２６の風量を制御するとともに、サーボモータ３０ａおよび３１ａの作動角を制御して導入通路切換えドア３０および３１の開閉を制御する。

ＨＶ制御装置４２はモータ２６ｂに対して例えば電圧のパルス波のデューティ比を変化させて変調するＰＷＭ制御を行う。ＰＷＭ制御は、一定周期のパルスでモータを駆動する方法であり、パルスのデューティ比（モータのＯＮ時間をＯＮ時間とＯＦＦ時間の合計時間で割った値）を変えることでモータの電圧を制御する。ＨＶ制御装置４２は、ＰＷＭ制御により遠心式送風ファン２６ａの回転数を目標とする冷却能力に応じて可変制御し、電池パック１の表面温度を制御している。

ＨＶ制御装置４２は、導入通路切換えドア３０のアクチュエータを制御することにより内気導入通路２７のブロワケース側開口部を開閉し、導入通路切換えドア３１のアクチュエータを制御することにより冷風導入通路２８および外気導入通路２９のブロワケース側開口部をそれぞれ開閉する。ＨＶ制御装置４２は、導入通路切換えドア３０および３１のそれぞれのアクチュエータを所定の開度に制御することにより、冷風取入れモード、外気取入れモード、内気取入れモードおよび内外気同時取入れモードを切換え自在に設定して、電池パック１を冷却する冷却空気が導入される導入経路を変更することができる。

次に、前席側空調ユニット１０および後席側空調ユニット５の作動の概要を説明する。前席側空調ユニット１０は前席側送風機の作動により内気または外気を吸入して前席側蒸発器１５に向かって送風し、前席側蒸発器１５によって冷却する。ここで、前席側蒸発器１５の冷却能力は、圧縮機１２の回転数を調整して冷媒流量を調整することにより調整される。したがって、前席側蒸発器１５の吹出側の冷風温度は圧縮機１２の回転数を調整することにより制御することができる。

前席側蒸発器１５を通過した後の冷風は前席側エアミックスドアにより前席側ヒータコア側と前席側ヒータコアのバイパス通路側とに分岐される。したがって、前席側空調ユニット１０は、前席側エアミックスドアの開度が調整されることにより、前席側ヒータコアを通過する温風と前席側ヒータコア１８をバイパスする冷風との風量割合を調整し、車内前席側への吹出空気温度を制御することができる。

後席側空調ユニット５は後席側送風機８の作動により内気吸込口６から内気を吸入して空気清浄フィルタ７に向かって送風し、空気清浄フィルタ７によって除塵および脱臭を行う。そして、送風空気は後席側蒸発器９に向かって送風されて後席側蒸発器９によって冷却される。

後席側蒸発器９を通過した後の冷風は後席側エアミックスドア２２により後席側ヒータコア２１側と後席側ヒータコア２１のバイパス通路側とに分岐される。後席側空調ユニット５は、後席側エアミックスドア２２の開度が調整されることにより、後席側ヒータコア２１を通過する温風と後席側ヒータコア２１をバイパスする冷風との風量割合を調整し、車内後席側への吹出空気温度を制御することができる。

次に、本実施形態による電池冷却の制御について図４および図５に基づいて説明する。図４は本実施形態における電池冷却の制御処理手順の一例を示したフローチャートである。図５は冷却空気の導入経路の変更と冷却用ブロワ２６の出力との関係を示したチャートである。

ハイブリッド自動車の運転開始信号が発生すると電池冷却の制御処理が開始される。図４は内気取入れモードの状態から電池冷却の制御処理手順を例示したものであり、冷却風の導入経路の変更に係る制御を示している。まず、ＨＶ制御装置４２は温度センサにより電池パック１の温度を検出し、電池パック１の温度が高温状態であるか否かを判断する（Ｓ１）。高温状態とは電池パック１の劣化に即時につながり速やかな冷却を必要とする状態であり、ＨＶ制御装置４２が温度センサから電池表面の温度が所定の高温Ｔ１℃以上である検出信号を受信したときである。

温度センサの検出温度がＴ１未満である場合には、この検出温度がＴ１よりも低温である所定値Ｔ２℃以下であるか否かを判断する（Ｓ２）。このＴ２℃は、電池パック１が即時に劣化しないが、その状態を放置しておくと劣化につながる温度であり、冷却用ブロワ２６による冷却風量を増加して供給する必要がある状態を示している。Ｓ２においてＴ２以下であると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は冷却用ブロワ２６による現状の風量を低減するように電圧のデューティ比を下げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをダウンさせ（Ｓ３）、次にＳ１の判断処理を行う。この電圧デューティ比を下げる制御信号は所定の下げ幅で段階的に送られ、風量は段階的に減少する。

他方、Ｓ２において所定値Ｔ２を超えていると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は冷却用ブロワ２６による現状の風量を増大するように電圧のデューティ比を上げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをアップさせる（Ｓ４）。この電圧デューティ比を上げる制御信号は所定の上げ幅で段階的に送られ、風量は段階的に増加する。次に、冷却用ブロワ２６のブロワレベルが所定の上限値未満であるか否かを判断する（Ｓ５）。この所定の上限値は、空調装置による車内への空調風の風量と電池パック１への冷却風の風量とのバランスから決定される値であり、冷却風の風量が過大になりすぎて空調風が減りすぎたり車内への騒音が大きくなりすぎたりしないように設定されたこれ以上冷却風の風量を上げる必要のない上限値である。

Ｓ５における判断が所定の上限値未満である場合は、ＨＶ制御装置４２は冷却用ブロワ２６による現状の風量を増大するように電圧のデューティ比を上げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをアップさせ（Ｓ６）、次にＳ１の判断処理を行う。

他方、Ｓ５において所定の上限値以上であると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は次に車内の騒音レベルを検出する車速検出部５０によって検出された車速が所定値ＳＰ１以上であるか否かを判断する（Ｓ７）。

車速検出部５０によって検出される車速は、車内における騒音の程度を表わす物理量の一例であり、その他の物理量としてはエンジン回転数等のエンジン出力量、車内に空調空気を送風する空調用送風機の出力量（回転数、供給電圧値、供給電流値、空調装置を停止から運転に変更時）等を採用することができる。

車速を当該物理量とする場合は自動車走行時のロードノイズが主に車内の騒音の程度を表わす。エンジン出力量を当該物理量とする場合はエンジンから発生する騒音が主に車内の騒音の程度を表わすことになり、エンジン制御装置４０が騒音レベル検出手段となり、この場合の所定値はＥ１である。空調用送風機の出力量を当該物理量とする場合は空調装置の送風音が主に車内の騒音の程度を表わすことになり、エアコン制御装置４１が騒音レベル検出手段となり、この場合の所定値はＱ１である。Ｅ１およびＱ１はＳ７の所定値ＳＰ１と置き換えることができる。

Ｓ７において判断が所定値ＳＰ１未満である場合は、ＨＶ制御装置４２は冷却風の導入経路を変更するタイミングでないので冷却風の導入経路を維持し内気取入れモードを継続する（Ｓ８）。Ｓ７の判断は車速が所定値ＳＰ１以上になるまで繰り返される。

他方、Ｓ７において所定値ＳＰ１以上であると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は冷却風の導入経路を変更するタイミングであるとみなして、まず、冷却用ブロワ２６による現状の風量を減少するように電圧のデューティ比を下げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをダウンさせる（Ｓ９）。ＨＶ制御装置４２は、このようにＳ９の処理において冷却用ブロワ２６の出力を低減させてから、引き続いてサーボモータ３０ａに制御信号を送り導入経路切換えドア３０を内気導入通路２７のブロワケース側開口部を閉塞するように作動させて冷風取入れモードに切り換え、冷却風の導入経路を変更し、後席側蒸発器９で冷やされた冷風を冷風導入通路２８を通じて導入する（Ｓ１０）。

このように車内の騒音の程度が所定値以上のときに冷却風の導入経路を変更する制御を実行することにより、導入経路変更時の通風抵抗の変化等によって起こる騒音の音質やレベルの変化が乗員の聴覚に聞こえにくい状況を検出することができる。したがって、この状況で導入経路を変更することにより、乗員が実際に発生している導入経路変更時の騒音を不快に感じないようにすることができるので、乗員の快適性を損なわないとともに、さらに温度が所定値Ｔ２を超えている電池の冷却も実行できる効率性の良い制御が得られる。

また、ＨＶ制御装置４２はＳ９において冷却ブロワ２６の出力を低減させてから導入経路の変更を実行することにより、導入経路を流れる冷却風の風量が低減するので、導入経路変更時の通風抵抗の変化が及ぼす騒音の音質変化やレベル変化をより小さくすることができ、乗員が感じる騒音の変化をさらに抑制して不快感を抑えることができる。

また、ＨＶ制御装置４２は、Ｓ９において冷却ブロワ２６の出力を、電池パック１を冷却するために必要な許容最低出力に低減させる制御信号を送り、その後Ｓ１０における導入経路の変更を実行してもよい。また、ＨＶ制御装置４２は、Ｓ９において冷却ブロワ２６の出力を停止する信号を送り、その後Ｓ１０における導入経路の変更を実行してもよい。この制御を採用した場合には、導入経路を流れる冷却風を一旦停止することにより、導入経路変更時の通風抵抗の変化が及ぼす騒音の音質変化やレベル変化がさらに小さくなるので、乗員が感じる騒音の変化をさらに抑制して不快感を抑えることができる。

次に、ＨＶ制御装置４２は冷却用ブロワ２６による現状の風量を増加するように電圧のデューティ比を上げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをアップさせる（Ｓ１１）。この処理により、導入経路を変更した後は、電池パック１を冷却する能力を回復させるので、乗員の不快感を抑えるとともに、冷却能力低下を抑えた装置を提供できる。

次にＨＶ制御装置４２は、Ｓ２における処理と同様に温度センサによって検出された電池表面の温度が所定値Ｔ２℃以下であるか否かを判断する（Ｓ１２）。Ｓ１２において温度センサによって検出された電池表面の温度がＴ２を超えていると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は電池パック１への冷風の提供を継続する必要があるため、現在の冷却風の導入経路を維持し冷風取入れモードを継続する（Ｓ１３）。Ｓ１２の判断は電池表面の温度が所定値Ｔ２℃以下になるまで繰り返される。

他方、ＨＶ制御装置４２はＳ１２において所定値Ｔ２℃以下であると判断した場合は、電池パック１を冷風で冷却する必要のない状態であり、導入通路を内気導入通路２７、外気導入通路２９、両導入通路２７および２９のいずれかに変更するタイミングを待つことになる。そして、次にＳ７における処理と同様に車内の騒音レベルを検出する車速検出部５０によって検出された車速が所定値ＳＰ１以上であるか否かを判断する（Ｓ１４）。Ｓ１４において車速が所定値ＳＰ１より小さいと判断した場合は、ＨＶ制御装置４２はまだ導入経路を変更するタイミングでないとみなして、Ｓ１３の処理を行って冷風取入れモードを継続した後、Ｓ１２の処理に戻る。

Ｓ１４において車速が所定値ＳＰ１以上であると判断した場合は、ＨＶ制御装置４２は車内が一定以上の騒音レベルにあり導入経路を変更するタイミングになったとみなして、上述のＳ９と同様に冷却用ブロワ２６の出力を低減させる処理を行った（Ｓ１５）後、サーボモータ３０ａに制御信号を送り導入経路切換えドア３０を冷風導入通路２８のブロワケース側開口部を閉塞するように作動させて内気取入れモードに切り換え、冷却風の導入経路を変更する（Ｓ１６）。

さらにＨＶ制御装置４２は、Ｓ１１の処理と同様に、冷却用ブロワ２６による現状の風量を増加するように電圧のデューティ比を上げる制御信号をモータ２６ｂに送りブロワレベルをアップさせた（Ｓ１７）後、Ｓ１の処理に戻る。

ＨＶ制御装置４２は、Ｓ１の処理において温度センサの検出温度が所定の高温Ｔ１以上であると判断した場合は、電池の冷却を即時に行う必要があり、電池の冷却を優先し、冷却ブロワ２６の出力を低減させてから導入経路の変更を実行する制御を行わない。この場合、ＨＶ制御装置４２はサーボモータ３０ａに制御信号を送り導入経路切換えドア３０を内気導入通路２７のブロワケース側開口部を閉塞するように作動させて内気取入れモードから外気取入れモードに切り換え、冷却風の導入経路を変更する（Ｓ１８）。Ｓ１８の処理の後は、Ｓ１２の処理に飛ぶ。

この電池冷却を優先する制御を採用した場合には、異常時等の電池を冷却する能力を確保して装置の冷却能力の低減を抑制するとともに、車内の快適性を確保することができる。

上述の図４に示す制御処理手順のように、冷却空気の導入経路を内気導入通路２７から冷風導入通路２８に切り換え、さらに冷風導入通路２８から内気導入通路２７に切り換えた一連の制御が行われた場合に、冷却空気の導入経路の変更と冷却用ブロワ２６の出力との関係を図５にしたがって説明する。

まず、冷却ブロワ２６の吸入経路が内気導入通路２７であるときは、ＨＶ制御装置４２は冷却ブロワ２６の出力をＬ１に制御している。その後、吸入経路を変更する前に冷却ブロワ２６の出力をＬ１からＬ２に低減した後、さらにＬ３に低減する（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係）。そして、ＨＶ制御装置４２は吸入経路を内気導入通路２７から冷風導入通路２８に変更するタイミングＣ１が到来するまで冷却ブロワ２６の出力をＬ３に固定して制御し、タイミングＣ１が到来して冷風取入れモードに切り換わるとＬ２に増加させる。

冷風取入れモードである間は、冷却ブロワ２６の出力はＬ２に固定して制御される。さらにＨＶ制御装置４２は、冷風取入れモードから内気取入れモードに変更する前に冷却ブロワ２６の出力をＬ２からＬ３に向かって線形的に低減させ、吸入経路を冷風導入通路２８から内気導入通路２７に変更するタイミングＣ２が到来するとＬ３に所定時間固定して制御した後、Ｌ２、Ｌ１と順に段階的に増加させる。そして、ＨＶ制御装置４２は冷却ブロワ２６の出力がＬ１に達すると内気取入れモードの間はＬ１に固定して制御する。

なお、冷却用ブロワ出力２６は、電圧のデューティ比を変調させることにより、Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の間を変化するときには時間の経過とともに線形的（一次関数的）に変化するように制御される。

以上のように本実施形態の車載発熱体の冷却装置は、車両に搭載されて熱を発生する電池パック１を冷却する空気を供給する冷却用ブロワ２６と、冷却用ブロワ２６により電池パック１に供給される空気を導く経路として設けられた内気導入通路２７、冷風導入通路２８および外気導入通路２９と、当該空気を導く経路を変更する導入通路切換えドア３０、３１と、車内における騒音の程度を表わす物理量である車速を検出する車速検出部５０と、車速検出部５０によって検出された物理量に基づいて導入通路切換えドア３０、３１による導入経路の変更を制御するＨＶ制御装置４２と、を備えている。ＨＶ制御装置４２は車速検出部５０によって検出された物理量が所定値以上のときに、空気の導入経路を変更する制御を実行する。

この制御によれば、導入経路変更時の通風抵抗の変化による騒音の音質やレベルの変化を一定以上の車内に伝わる騒音でかき消すことにより、乗員が当該騒音の音質やレベルの変化を感じにくくなり、乗員が感じる不快感を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態の車載発熱体の冷却装置に対して、導入通路切換えドア３０、３１の各アクチュエータを制御する構成（制御信号の経路）が異なっている。その他の構成部品については第１実施形態と同様であり、構成、作用効果においても上述の記載と同様である。以下に図６を用いて第１実施形態の図３に対して異なる点について説明する。図６は本実施形態の電池冷却装置および空調装置における制御手段の概要を示したブロック図である。

図６に示すように、ＨＶ制御装置４２は、エンジン制御装置４０およびエアコン制御装置４１のそれぞれと双方向に制御信号を通信して両制御装置を制御しながら、ハイブリッドシステムを制御する。エアコン制御装置４１には空調用センサ群（図示しない）および空調操作パネル（図示しない）からの信号が入力されるとともに、車内の騒音の程度を表わす物理量の一例である車速を検出する車速検出部５０の検出信号が入力される。

エアコン制御装置４１は、圧縮機１２の駆動用モータ、前席側送風機の駆動用モータ、前席側エアミックスドアのサーボモータ、後席側送風機８のモータ８ｂ、後席側エアミックスドア２２のサーボモータ２２ａ、後席側吹出モード切換えドア２３のサーボモータ２３ａ等に制御信号を出力して各空調用機能品の作動を制御する。さらにエアコン制御装置４１は、サーボモータ２２ａおよび２３ａに制御信号を送るとともに、両サーボモータ２２ａ、２３ａを介してサーボモータ３０ａおよび３１ａの作動角を制御して導入通路切換えドア３０および３１の開閉を制御する。ＨＶ制御装置４２は、冷却用ブロワ２６のモータ２６ｂの端子電圧を制御してモータ２６ｂの回転数、つまり冷却用ブロワ２６の風量を制御する。

上記構成により、エアコン制御装置４１は、導入通路切換えドア３０のアクチュエータを制御することにより内気導入通路２７の開口部を開閉し、導入通路切換えドア３１のアクチュエータを制御することにより冷風導入通路２８および外気導入通路２９のブロワケース３２側開口部をそれぞれ開閉する。エアコン制御装置４１は、導入通路切換えドア３０および３１のそれぞれのアクチュエータを所定の開度に制御することにより、冷風取入れモード、外気取入れモード、内気取入れモードおよび内外気同時取入れモードを切換え自在に設定して、電池パック１を冷却する冷却空気が導入される導入経路を変更することができる。

以上のように本実施形態の車載発熱体の冷却装置は、導入通路切換えドア３０、３１はアクチュエータであるサーボモータ３０ａ、３１ａの作動が制御されることによりその開度が制御されており、エアコン制御装置４１はサーボモータ３０ａ、３１ａの駆動制御を後席側空調ユニット５に搭載されたエアミックスドア２２等を駆動するサーボモータ２２ａを介して実行する。

この構成によれば、後席側空調ユニット５に搭載されたエアミックスドア２２等のアクチュエータおよび導入通路切換えドア３０、３１のアクチュエータの制御を同一の制御手段であるエアコン制御装置４１により行うので、制御するために必要とする構成、制御仕様を簡単化でき、搭載性およびコスト面に優れた装置を提供できる。また、制御手段から送られる制御信号の形式を同一のもの（例えばＢＵＳ通信）とすれば、導入通路切換えドア３０、３１を駆動するアクチュエータとエアミックスドア２２等のアクチュエータを同様の機構のアクチュエータで構成することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において冷却用ブロワ２６は、図１および図２に示すように、冷却用空気の導入経路である内気導入通路２７、冷風導入通路２８および外気導入通路２９の下流側に位置するように配置されているが、これに限定されるものではなく当該各通路の上流側に位置するように配置されてもよい。つまり、電池パック１に供給される空気は、冷却用ブロワ２６によって当該各通路に吸い込まれる構成の他、当該各通路へ吹き出される構成でもよい。

また、冷却用空気の導入経路は、内気導入通路２７、冷風導入通路２８および外気導入通路２９に限定されるものではなく、少なくとも２つの通路や導入口を有するものであり、内気導入通路２７、冷風導入通路２８および外気導入通路２９のうちのいずれか２つ、または当該３つの通路に加えてその他の通路を有していてもよい。

また、冷却用ブロワ２６は、冷却用空気を電池パック１に対して吹き出す構成であるが、電池パック１よりも下流側に配置されて電池パック１に対して冷却用空気を吸気する構成であってもよい。

第１実施形態における電池冷却装置および空調装置を車両に搭載した状態を示した車両側面の概略図である。 第１実施形態における後席側空調ユニットおよび電池冷却装置の構成を示した断面概略図である。 第１実施形態の電池冷却装置および空調装置における制御手段の概要を示したブロック図である。 第１実施形態における電池冷却の制御処理手順の一例を示したフローチャートである。 第１実施形態において、冷却空気の導入経路の変更と冷却用ブロワの出力との関係を示したチャートである。 第２実施形態の電池冷却装置および空調装置における制御手段の概要を示したブロック図である。

符号の説明

１…電池パック（発熱体）
５…後席側空調ユニット（車両用空調装置）
８…後席側送風機（空調用送風機）
２２…エアミックスドア（ドア）
２２ａ…サーボモータ（アクチュエータ）
２６…冷却用ブロワ（送風手段）
２７…内気導入通路（導入経路）
２８…冷風導入通路（導入経路）
２９…外気導入通路（導入経路）
３０、３１…導入通路切換えドア（経路変更手段、経路変更ドア）
３０ａ、３１ａ…サーボモータ（アクチュエータ）
４１…エアコン制御装置（制御手段）
４２…ハイブリッドビークル制御装置（ＨＶ制御装置、制御手段）
５０…車速検出部（騒音レベル検出手段）

Claims (5)

1. 車両に搭載されて熱を発生する発熱体（１）に対して冷却空気を供給する送風手段（２６）と、
   前記送風手段（２６）によって前記冷却空気を導く経路として設けられた少なくとも２つの導入経路（２７、２８、２９）と、
   前記冷却空気を導入する導入経路を変更する経路変更手段（３０、３１）と、
   車内における騒音の程度を表わす物理量を検出する騒音レベル検出手段（５０）と、
   前記騒音レベル検出手段（５０）によって検出された前記物理量に基づいて、前記経路変更手段（３０、３１）による前記導入経路の変更を制御する制御手段（４１、４２）と、を備え、
   前記制御手段（４１、４２）は、前記送風手段（２６）の出力を制御するように構成されており、前記騒音レベル検出手段（５０）によって検出された前記物理量が所定値以上のときに、前記送風手段（２６）の出力を低減させてから前記導入経路の変更を実行するように制御し、前記発熱体（１）が所定の高温以上である場合には前記送風手段（２６）の出力を低減させてから前記導入経路の変更を実行する制御を行わないことを特徴とする車載発熱体の冷却装置。
2. 前記制御手段（４１、４２）は、前記騒音レベル検出手段（５０）によって検出された前記物理量が所定値以上のときに、前記送風手段（２６）の出力を停止する信号を送ってから前記導入経路の変更を実行することを特徴とする請求項１に記載の車載発熱体の冷却装置。
3. 前記制御手段（４１、４２）は、前記送風手段（２６）の出力を低減させてから前記導入経路の変更を実行した後に、前記送風手段（２６）の出力を増大させる処理を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の車載発熱体の冷却装置。
4. 前記騒音レベル検出手段（５０）によって検出される前記物理量は、車両速度、エンジン出力量、および車内に空調空気を送風する空調用送風機（８）の出力量のいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車載発熱体の冷却装置。
5. 前記経路変更手段（３０、３１）は前記導入経路（２７、２８、２９）を形成する風路の開度を調節する経路変更ドア（３０、３１）で構成されており、
   前記制御手段（４１）は、前記経路変更ドア（３０、３１）を駆動するアクチュエータ（３０ａ、３１ａ）の制御を、風向を案内するために車両用空調装置（５）に搭載されたドア（２２）を駆動するアクチュエータ（２２ａ）を介して実行することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車載発熱体の冷却装置。

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