車両用充電装置
【課題】充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路を構築することにより、充電器の冷却能力向上を図ることができる車両用充電装置を提供する。
【解決手段】車両用充電装置２０の充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する。
【解決手段】車両用充電装置２０の充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電力の蓄電池への充電を制御する充電器を冷却する機能を有する車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチング素子等の電子部品を冷却する発明として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。特許文献１に記載の装置では、電動圧縮機のハウジング本体の装着面にインバータ装置が装着されている。インバータ装置は、インバータカバー、駆動回路、冷却プレートから構成され、インバータカバーは、駆動回路及び冷却プレートを覆っている。冷却プレートは、その表面がハウジング本体の装着面に対向するように配置されている。駆動回路を構成するスイッチング素子は、冷却プレートに接触している。ハウジング本体の溝部と冷却プレートとの間には冷媒流路が形成されている。
【０００３】
蒸発器側からの冷媒は、ハウジング内部に流入すると、冷媒流路の入口に達し、Ｓ字状の冷媒流路を流れる。そして、冷媒は、冷媒流路の出口からロータとステータコアとの隙間を経て圧縮機構側に流れ、圧縮機構で圧縮された後、吐出される。駆動回路のスイッチング素子は、熱を発生するものの、上記の冷媒流路を流れる冷媒によって、冷却プレートを通じて冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外部電力の蓄電池への充電を制御する充電器の場合、この充電器に搭載される複数のスイッチング素子等の電子部品は、その作動において相当の発熱を伴うため、効果的な冷却が必要となる。しかしながら、このような充電器に特許文献１に記載の冷却構造を適用した場合、複数のスイッチング素子の効率的な冷却として十分なものではない。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路を構築することにより、充電器の冷却能力向上を図ることができる車両用充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。請求項１に記載の車両用充電装置に係る発明は、車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、車両の走行のための駆動力を提供するエンジン（２）と、外部電力が充電され、走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、蓄電池への外部電力の充電を制御する充電器（５）と、エンジンを冷却する冷却装置（１，３，４，４ａ）と、冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、を備える。
【０００８】
さらに充電器は、エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置は、エンジンの温度または充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジンを冷却することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、充電器を冷却する熱経路として、充電器からエンジン、さら冷却装置によるエンジンの冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器の熱をエンジンに移動させて冷却する構造を有することで、充電器の効率的な冷却が図れ、充電器の冷却能力を向上することができる。さらにエンジンは、充電器に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する装置を持っていることから、上記放熱経路によれば、充電器からエンジンへの大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器の冷却能力向上が図れる車両用充電装置を提供できる。
【００１０】
請求項２に記載の車両用充電装置に係る発明は、車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、外部電力が充電され、走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、蓄電池への外部電力の充電を制御する充電器（５）と、走行用モータを冷却する冷却装置（１Ａ，３，４，４ａ）と、冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、を備える。
【００１１】
さらに充電器は、走行用モータの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置は、走行用モータの温度または充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータを冷却することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、充電器を冷却する熱経路として、充電器から走行用モータ、さら冷却装置による走行用モータの冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器の熱を走行用モータに移動させて冷却する構造を有することで、充電器の効率的な冷却が図れ、充電器の冷却能力を向上することができる。さらに走行用モータは、充電器に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する装置を持っている場合があることから、上記放熱経路によれば、充電器から走行用モータへの大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器の冷却能力向上が図れる車両用充電装置を提供できる。
【００１３】
請求項３の発明によると、請求項１または請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンまたは走行用モータを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１，１Ａ）と、冷却水を冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、冷却水回路の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、ラジエータに対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、充電器の冷却装置としてエンジンの冷却のために搭載されている装置を使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両におけるエネルギーの有効利用が図れる。
【００１５】
請求項４の発明によると、請求項１または請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンまたは走行用モータに対して空気流を提供する送風機（４ａ）で構成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、エンジンまたは走行用モータに対して空気流を提供することにより、冷却するため、冷却装置に要する部品点数を減らし、装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジンの冷却のために搭載される装置に含まれる送風機を充電器の冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器の冷却能力の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器と一体に構成される走行用モータまたはエンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときは、さらに空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却に加え、空調用冷媒サイクルの駆動による走行用モータまたはエンジンの冷却を実施する。これにより、充電器の熱を放熱する経路が多く確保でき、吸熱量も増大させることができるため、充電器の温度上昇を速やかに抑制することができる。
【００１９】
請求項６の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器と一体に構成される走行用モータまたはエンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても、さらに走行用モータまたはエンジンの冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却だけでは、走行用モータまたはエンジンの冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらにエンジンまたは走行用モータを冷却して、充電器の熱を吸熱する。これにより、冷却装置による冷却と低圧冷媒による冷却との二段構えの冷却処理を実施できるので、充電器の冷却を確実に実現できるとともに、広範囲にわたる充電器の温度調節を実施することができる。
【００２１】
請求項７の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときは、さらに空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却に加え、空調用冷媒サイクルの駆動による充電器の直接的な冷却を実施する。このような充電器の直接的な冷却が加わることで、充電器の熱を放熱する経路が多く確保でき、吸熱量も増大させることができるため、充電器の温度上昇を速やかに抑制することができる。
【００２３】
請求項８の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても、さらに充電器の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却だけでは、走行用モータまたはエンジンの冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらに充電器を直接的に冷却して、充電器の熱を吸熱する。これにより、冷却装置による冷却と低圧冷媒による充電器の直接的冷却との二段構えの冷却処理を実施できるので、充電器の冷却を確実に実現できるとともに、広範囲にわたる充電器の温度調節を実施することができる。
【００２５】
請求項９の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも電動圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
電動圧縮機は、走行用モータまたはエンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
充電器（５Ａ）は、さらに電動圧縮機の作動を制御するインバータ（５０Ａ）を内蔵して、電動圧縮機に一体に構成され、
充電器の充電動作と空調用冷媒サイクルの動作は同時でなく別々に行われ、
充電器の充電時には、充電器の温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、電動圧縮機に一体に設けられた充電器の温度状態に基づいて、充電可能な電力を決定して充電を行うため、適正な充電が行われることと、充電器を冷却する能力の確保との両方を満たす装置を提供できる。
【００２７】
請求項１０の発明によると、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷却装置として、冷却必要温度条件を満たすときに、走行用モータまたはエンジンに対して空気流を提供する送風機（４ａ）を含み、
充電器（５Ｂ）は外部に向けて突出する放熱用フィン（６１）を有し、当該放熱用フィンは、送風機が提供する空気流が当たる部位に設けられていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、充電器は、その外装ケースに熱移動可能に一体である放熱用フィンを備えることにより、放熱面積を拡大することができ、充電器筐体と周囲空気との間の熱抵抗を低減することができる。さらに、送風機の提供する空気流が放熱用フィンに当たるため、充電器筐体と周囲空気との熱伝達が促進され、当該熱抵抗の低減にさらに貢献することとなる。したがって、当該熱抵抗の低減が大きいことにより、充電器筐体と周囲空気との温度差が低減するため、充電器の温度低下について効果が期待できる。
【００２９】
請求項１１の発明によると、請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１）と、冷却水を冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、冷却水回路の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、ラジエータに対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成され、
充電器は、エンジン内部に形成されている冷却水の通路（２ａ）の外側部位において、エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、エンジン内部の冷却水の通路を充電器に接近させる構成を採用する。これにより、充電器の外装ケースからエンジン内部の冷却水への熱移動の道筋が構築されるため、エンジンを介した充電器からの放熱経路のうち、充電器の外装ケース、エンジンの外装ケース、冷却水、ラジエータにおける周囲空気へと順に伝わる経路における熱抵抗を低減することができる。したがって、放熱経路が多様化するので、充電器の冷却効果を向上することができる。
【００３１】
請求項１２の発明によると、請求項１に記載の発明において、制御装置は、蓄電池へ外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、充電器の温度またはこれに関連する温度を用いて充電器が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出し、当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、冷却装置を動作させて冷却することを特徴とする。
【００３２】
車両において、例えば、エンジンを冷却し、充電を開始してまもなく充電を停止して走行を開始する場合に、換言すれば、次回の走行予定時刻まで時間が短い場合に、エンジンの暖機を不要する必要がある。この課題を解決するために、この発明によれば、充電器の温度が所定温度に達するまではエンジンの冷却制御を実施しないようにすることで、エンジンの不要な冷却を抑制することができる。したがって、車両のエネルギー消費を抑制することができる。
【００３３】
請求項１３の発明によると、請求項１に記載の発明において、制御装置は、エンジンの温度が冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わずエンジンを空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、エンジン自体の挙動を制御して、シリンダー内を断熱膨張状態にすることにより、シリンダー内の空気温度が低下し、エンジンの外装ケースの温度を低下させることができる。このため、充電器の外装ケースとエンジンの外装ケースの温度差を大きくすることができ、充電器の熱をエンジン側に多く移動させることができる。したがって、エンジンへの放熱量が増大するので、充電器の冷却効果を向上することができる。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、一例に過ぎず、特許発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図２】第１実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る充電器の冷却実施と各部の温度との関係を示したチャート図である。
【図４】充電器の冷却を実施しない場合の各部の温度を示したチャート図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図６】第２実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップ８で使用する充電電力算出マップである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１１】第５実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１３】第６実施形態の車両用充電装置における充電器の構成を示す回路図である。
【図１４】第６実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１５】図１４のステップ８Ｂ２で使用する充電電力算出マップである。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１７】本発明の第８実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１８】本発明の第９実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の第１０実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第１１実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図２１】図２０のステップ６Ｃ３で使用する充電電力算出マップである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３８】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の車両用充電装置２０について図１〜図４を参照して説明する。図１は、車両用充電装置２０を示した構成図である。
【００３９】
車両用充電装置２０は、走行用駆動源としての走行用モータ６、外部電力等から充電し走行用モータ６等の電気部品に電力を供給する蓄電池７、及び充電器５を備え、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される充電装置である。車両用充電装置２０は、図１に示すように、走行用駆動源または走行用電力発電源としてのエンジン２、走行用モータ６、蓄電池７、充電器５、エンジンを冷却する冷却装置、冷却装置の作動を制御する制御装置８、空調用冷媒サイクル１１等を備えている。車両用充電装置２０は、充電器５によって、蓄電池７の充放電制御、及び冷却装置の作動制御を行う。なお、エンジン２は、走行用駆動源として機能する場合は車両の駆動輪を回転させ、走行用電力発電源としての機能する場合は走行用モータが使用する電力を供給する。
【００４０】
蓄電池７は、商用電源６０によって供給される外部電力等を蓄えるとともに、蓄えた電力を走行用モータ６及び蓄電池７の他、各種電気部品に供給する蓄電装置である。蓄電池７は、例えば、エンジンルームを除く車室内に配置されている。蓄電池７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、有機ラジカル電池等で構成され、複数個の電池セルの集合体で構成されている。複数個の電池セルは、充電、放電、及び温度調節が制御されるようになっている。
【００４１】
蓄電池７が電力を供給する電気部品の一つには、空調用冷媒サイクル１１における電動圧縮機１２を駆動するインバータ装置１０がある。蓄電池７が各種電気部品に電力を供給するときには、例えば、蓄電池７の高電圧をコンバータ等により降圧して低電圧バッテリに供給し、低電圧バッテリの電力を、車両に搭載されるファン、ヘッドライト、ワイパー等の各種電気部品に供給するようにする。受電部２１は、商用電源６０からの電力を受ける受電手段であり、例えば、一端側に商用電源６０のコンセントに接続可能なプラグや、商用電源６０に接続可能なコネクタ等を備える電力線として形成されている。電力線の他端側は、充電器５に接続されている。
【００４２】
充電器５は、走行用モータ６の作動と蓄電池７への充電とを制御する。ハイブリッド自動車の場合には、充電器５は、発進時、加速時等に走行用モータ６に電力を供給し、減速時には回生発電した電力を蓄電する。
【００４３】
充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、エンジン２の外装ケースに別部品である充電器の外装ケース５２が接触して固定されて一体となること、エンジン２の外装ケースと充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、エンジン２の外装ケース及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５とエンジン２との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２とエンジン２の外装ケースを介して、エンジン２に伝達される。
【００４４】
また、エンジン２の外装ケースと別部品である充電器の外装ケース５２との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【００４５】
冷却装置は、エンジン２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１と、冷却水を冷却水回路１に強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。制御装置８は、ウォーターポンプ３を動作させて冷却水回路１に冷却水を循環させ、さらに送風機４ａを動作させてラジエータ４で冷却水と空気の熱交換を行う。これにより、エンジン２は、ラジエータ４で放熱する冷却水が内部（ウォータージャケット等）を流通することによって冷却される。
【００４６】
また、制御装置８は、冷却水の循環を実施せず、送風機４ａを動作させてエンジン２に直接風を当てることによって、エンジン２を冷却し、エンジン２に伝達している充電器５の熱を外部に放出するようにしてもよい。この場合、冷却装置は、冷却対象であるエンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａで構成されることになる。
【００４７】
このように制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する。このような冷却装置によれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。また、送風機４ａに提供される空気流れをエンジン２に直接当てる場合には、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。
【００４８】
制御装置８は、エンジン２、冷却装置、充電器５等の作動を制御する電子制御装置である。制御装置８は、例えば、各種ＥＣＵと通信可能に構成される車両制御ＥＣＵであってもよい。制御装置８は、充電器の冷却制御に関わる、予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。
【００４９】
充電器５は、商用電源６０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池７に充電する。充電器５は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオフにされて車両が走行機能を停止しているときに、乗員等の充電要求に基づき、制御装置８によって制御されて蓄電池７への充電を行う。走行用モータ６は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能であるときに、インバータ装置６２によって制御され、走行用モータ６への電力供給が行われ、駆動される。インバータ装置６２の駆動は、制御装置８によって制御される。充電器５は、その外装ケース５２内に収容されるスイッチング素子５０と制御回路５１とを備えており、エンジン２の外装ケースにおいて、送風機４ａからの送風が直接当たる部位に設置されている。
【００５０】
スイッチング素子５０は、半導体素子の１種であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）で構成されている。スイッチング素子５０は、複数のスイッチ部を有しており、そのオン、オフが切り替わる作動によって、商用電源からの交流電力を直流電力に変換してバッテリに電力を供給する。スイッチング素子５０は、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部品であり、その発熱は、充電器の外装ケース５２に伝達し、さらにエンジン２の外装ケースに熱移動する。制御回路５１は、スイッチング素子５０の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置８によってその作動が制御される。
【００５１】
温度センサ３０は、充電器の外装ケース５２の温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３０によって検出された温度信号は制御装置８に出力される。温度センサ３１は、エンジン２の外装ケースの温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３１によって検出された温度信号は制御装置８に出力される。エンジン２と充電器５の伝熱性は良好に保たれているため、温度センサ３０，３１のいずれかの検出温度を監視することで、充電器５が冷却必要な状態であるか否かを判断することができる。
【００５２】
空調用冷媒サイクル１１は、電動圧縮機１２、凝縮器１３、レシーバ１５、電磁式膨張弁である減圧器１６、蒸発器１７等を備え、これらが環状に配管接続された車室内の空調用の冷凍サイクルである。制御装置９は、インバータ装置１０の作動制御、送風機１４及び送風機１８の作動制御、減圧器１６の作動制御により、冷凍サイクルによる空調制御を行う。
【００５３】
電動圧縮機１２は、蒸発器１７から流出される気相冷媒を吸入口から吸入して、内部の圧縮機構１２ａで高温高圧に圧縮した後に、凝縮器１３に向けて吐出する流体機械である。圧縮機構１２ａは、例えば、固定スクロールと旋回スクロールとを有するスクロール型の圧縮機構を採用する。スクロール型の圧縮機構では、旋回スクロールにモータ１２１の回転軸が接続され、モータ１２１の作動によって旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回することで、２つのスクロール間に形成される空間（圧縮室）の拡大、収縮が繰り返されて、冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われる。
【００５４】
モータ１２１は、円筒状のハウジング１２０内に、回転軸に固定されたロータと、ロータの外周側に配設されてハウジング１２０の内周面に固定されたステータ１２２とを有している。モータ１２１では、ステータ１２２に通電されることで、ロータが回転軸とともに回転して旋回スクロールを駆動する。金属製のハウジング１２０には、金属製のインバータ装置の外装ケース１０２が固定されており、ハウジング１２０とインバータ装置の外装ケース１０２は、熱移動可能に一体に構成されている。この構成により、電動圧縮機１２は、インバータ装置１０と圧縮機本体とが一体であるインバータ装置一体型の圧縮機である。
【００５５】
インバータ装置１０は、その外装ケース１０２内に収容されるスイッチング素子１００と制御回路１０１とを備えている。スイッチング素子１００は、半導体素子の１種であるＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）で構成されている。スイッチング素子１００は、複数（例えば６個）のスイッチ部を有しており、そのオン、オフが切り替わる作動によって、低電圧バッテリから印加される直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１２１へ駆動電力として供給する。制御回路１０１は、スイッチング素子１００の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置９によってその作動が制御される。
【００５６】
凝縮器１３は、例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、電動圧縮機１２から吐出される冷媒を冷却して液相冷媒にする熱交換器である。凝縮器１３では、送風機１４によって送風される冷却用空気により冷媒の冷却が促進される。送風機１４は、低電圧バッテリから供給される電力によって駆動される。
【００５７】
レシーバ１５は、凝縮器１３から流出される冷媒の気液を分離する気液分離装置である。レシーバ１５は、例えば上下方向に細長の容器体から形成されており、凝縮器１３から流出される冷媒が内部空間に流入されるようになっている。気液分離器１２５の内部空間では、密度の小さい気相冷媒が上方に溜まり、密度の大きな液相冷媒が下方に溜まることで、気液分離されるようになっている。
【００５８】
減圧器１６は、凝縮器１３から流出される液相冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧装置である。減圧器１６は、電磁式の開閉弁であり、制御装置９によって弁の開度が調節される。空調用冷媒サイクル１１の作動時において、減圧器１６の弁開度が絞られることにより、電動圧縮機１２から減圧器１６に至る間の高圧側と、減圧器１６から蒸発器１７に至る間の低圧側との圧力差が大きくとられ、低圧側の冷媒は低温となる。逆に減圧器１６の弁開度が大きくされることにより、高圧側と低圧側との圧力差が小さくなる。
【００５９】
蒸発器１７は、凝縮器１３と同様に例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、減圧器１６から流出される液相冷媒と送風機１８によって送風される空調用空気との間で熱交換する熱交換器である。蒸発器１７においては、内部を流通する低温の液相冷媒によって空調用空気が冷却されるようになっている。送風機１８は、モータが低電圧バッテリから供給される電力によって作動される。
【００６０】
蒸発器１７の冷媒の吐出側には、冷媒の圧力を検出する圧力センサ１９ａと、冷媒の温度を検出する温度センサ１９ｂとが設けられている。各センサ１９ａ、１９ｂによって検出された圧力信号および温度信号は、制御装置９に出力される。
【００６１】
制御装置９は、乗員等による空調要求に基づき、インバータ装置１０の作動を制御することによってモータ１２１を作動させて電動圧縮機１２を駆動する。また、制御装置９は、送風機１８及び送風機１４を作動させるとともに、蒸発器１７出口側における圧力センサ１９ａからの圧力信号、及び温度センサ１９ｂからの温度信号に応じて、減圧器１６の弁開度を調節する。
【００６２】
空調用冷媒サイクル１１が作動されると、電動圧縮機１２から吐出される冷媒は、凝縮器１３で冷却され、減圧器１６で低温低圧に減圧され、蒸発器１７では、低温低圧の冷媒によって送風機１８によって車室内へ送風される空調用空気が冷却される。このとき、空調用空気の温度が乗員の要求する要求温度となるように、電動圧縮機１２の回転数、あるいは蒸発器１７の出口側における冷媒圧力及び冷媒温度に基づく減圧器１６の弁開度が制御される。そして、蒸発器１７から流出される冷媒は、電動圧縮機１２に吸入される。
【００６３】
ここで、ハイブリッド自動車において２つのモータジェネレータを備える車両である場合に、駆動に関する概要を説明する。車両は、例えば、遊星歯車機構からなる動力分配機構を備えている。この動力分配機構によって第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ、及びエンジン２の動力が分割されるようになっている。ここで、第１モータジェネレータ、エンジン２、及び第２モータジェネレータは、それぞれ、動力分配機構のサンギア、キャリア、リングギアに機械的に連結されている。第２モータジェネレータには、車軸を介して駆動輪が機械的に連結されている。車軸は、エンジン及び第２モータジェネレータから出力された動力を駆動輪に伝達するための軸である。また、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータのそれぞれには、第１インバータ、第２インバータが接続されている。
【００６４】
上記構成において、車両の各部の作動状態について説明する。車両は蓄電池７が所定のＳＯＣ（state of charge）以下となるまでは蓄電池７からの電力供給で動作する第２モータジェネレータのみで走行する。車両はその後、発進時、ごく低速時、ゆるやかな下り坂走行時等、エンジン効率のよくない場合には、エンジン２を停止させたまま、蓄電池７からの電力供給で動作する第２モータジェネレータのみで走行する。通常走行時には、エンジン２の動力は２経路に分配し、一方は車軸を介して駆動輪を駆動し、もう一方は第１モータジェネレータを駆動して発電する。この発電した電力で第２モータジェネレータを駆動することにより、エンジン２の駆動力をアシストする。車両制御ＥＣＵは、最大効率が得られるようにエンジン２、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを制御する。さらに加速時には、蓄電池７から電力が供給されて、さらに第２モータジェネレータによる駆動力が追加される。
【００６５】
減速時、制動時には、駆動輪が第２モータジェネレータを発電機として作動させて回生発電を実施する。この回生した電力は、蓄電池７に蓄電される。停車時には、冷房時、エンジン暖機中、充電時を除き、エンジン２及び各モータジェネレータは停止している。蓄電池７への充電が必要な場合の走行時には、エンジン２の出力を増加し、第１モータジェネレータで発電した余剰電力を蓄電池７に充電する。
【００６６】
次に、充電器の冷却制御について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図２に示すように、制御装置８は、ステップ１で、ユーザーからの指示に基づいて、充電要求があるか否かを判定する。充電要求がある場合には、ステップ２で充電器５の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。
【００６７】
充電器５の温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器温度」ともいう）が９０℃であるときはＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度は９０℃よりも高い温度、例えば１１０℃〜１２０℃程度と想定される。ここではＩＧＢＴの許容上限温度は１２５℃以下であるから、充電器温度が９０℃以下であれば、充電運転を実施する上で、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【００６８】
そこで、ステップ２で充電器温度が９０℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。このとき制御装置８は、充電器５を充電装置として機能するように制御することで、商用電源６０の交流電力を直流電力に変換して蓄電池７への充電を実施する。この充電器５の作動によって、ＩＧＢＴが発熱していくことになる。一方、ステップ２で９０℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【００６９】
次にステップ５では、充電器５の発熱が伝達しているエンジン２の外装ケースの温度（以下、単に、「エンジン温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。エンジン２の温度は、温度センサ３１によって検出されるエンジン２の外装ケースの温度であり、所定値は、例えば６０℃とする。
【００７０】
エンジン２の外装ケースの温度が６０℃未満であるときは、充電器温度は例えば９０℃未満であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２０℃未満と想定される。ここでは、エンジン温度が６０℃未満であれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、エンジン２の外装ケースの温度が６０℃以上であるときは、充電器温度は例えば９０℃以上であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、エンジン温度が６０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００７１】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定すると、エンジン２を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、エンジン２を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、エンジン２を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２や充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。なお、送風機４ａの運転により、エンジン２を設置している空間の空気を動かし、また、当該空間に外気を取り入れることも可能になるため、雰囲気温度を低下させる効果も奏する。
【００７２】
ステップ１で、充電要求がないと判定すると、ステップ１０で充電停止の処理を実行し、本フローチャートを終了する。このように充電器の冷却制御では、充電運転中、または充電運転開始前にエンジン温度が高い場合にエンジン２を冷却するのである。また、充電器の冷却制御では、ステップ１で、充電要求なしと判定するまで、充電器温度及びエンジン温度を監視し、冷却必要条件が成立するか否かによってエンジン２の冷却要否を判定し続け、ＩＧＢＴの温度管理を行うのである。
【００７３】
以上のＩＧＢＴの温度管理（充電器の冷却制御）により、ＩＧＢＴの温度、充電器筐体の温度、エンジン温度は、図３に示すように推移する。図３は、走行直後に充電を開始したときの充電器の冷却実施と各部の温度との関係を示したチャート図である。このように、ＩＧＢＴの温度、充電器筐体の温度、エンジン温度は、冷却の実施によって急激に温度低下し、冷却必要条件を満たさない状態になって冷却を停止すると、徐々に温度上昇するものの、しばらくは冷却必要条件を満たす状態まで上昇せず、安定するようになる。また、車両用充電装置２０においては、図４に示す温度推移と比較して、充電器筐体温度と雰囲気温度との温度差が小さくなっていることがわかる。
【００７４】
図４は、エンジン２と充電器５が熱移動可能に一体に構成されていない装置、すなわち、エンジン２と充電器５が熱的につながっていない装置における、温度推移を示している。つまり、充電器の冷却制御は、図４に示すような充電器の冷却を実施しない場合の各部の温度推移となることを回避して、充電器５が長く適正な機能を発揮し続けることに寄与している。
【００７５】
本実施形態の車両用充電装置２０がもたらす作用効果を以下に述べる。充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する制御を実施する（ステップ５、ステップ６）。
【００７６】
これによれば、充電器５を冷却する熱経路として、充電器５からエンジン２、さら冷却装置によるエンジン２の冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器５の熱をエンジン２に移動させて冷却する構造を備えることで、充電器５の熱移動経路が増加するため、充電器５の効率的な冷却が図れ、充電器５の冷却能力を向上することができる。さらにエンジン２は、充電器５に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する冷却水回路１等の装置を持っていることから、上記放熱経路を構築することにより、充電器５からエンジン２への大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器５からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器５の冷却能力向上を図ることができる。
【００７７】
また、上記の冷却装置は、エンジン２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１と、冷却水を冷却水回路１に強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。
【００７８】
この構成によれば、エンジン２の冷却のために搭載されている装置を充電器５の冷却装置として使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することにより充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器５の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両においてエネルギーの有効利用が実施できる。
【００７９】
また、上記の冷却装置は、エンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａで構成される。この構成によれば、エンジン２に対して空気流を提供することにより、冷却するため、充電器５の冷却装置として要する部品点数を減らし、当該冷却装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジン２の冷却のために搭載される装置に含まれる送風機４ａを冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することにより充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
第２実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図５は、第２実施形態に係る車両用充電装置２０Ａを示した構成図である。図６は、第２実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図５に示す車両用充電装置２０Ａは、充電器５と一体に構成される走行用モータ４０を冷却対象とすることが異なっている。図６に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ５Ａが異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００８１】
図５に示すように、充電器５は、走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、走行用モータ４０の外装ケースに別部品である充電器の外装ケース５２が接触して固定されて一体となること、走行用モータ４０の外装ケースと充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、走行用モータ４０の外装ケース及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５と走行用モータ４０との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２と走行用モータ４０の外装ケースを介して、走行用モータ４０に伝達される。
【００８２】
また、走行用モータ４０の外装ケースと別部品である充電器の外装ケース５２との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【００８３】
冷却装置は、走行用モータ４０を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１Ａと、冷却水を冷却水回路１Ａに強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１Ａの一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。制御装置８は、ウォーターポンプ３を動作させて冷却水回路１Ａに冷却水を循環させ、さらに送風機４ａを動作させてラジエータ４で冷却水と空気の熱交換を行う。これにより、走行用モータ４０は、ラジエータ４で放熱する冷却水が走行用モータ４０の内部を流通することによって冷却される。
【００８４】
また、制御装置８は、冷却水の循環を実施せず、送風機４ａを動作させて走行用モータ４０に直接風を当てることによって、走行用モータ４０を冷却し、走行用モータ４０に伝達している充電器５の熱を外部に放出するようにしてもよい。この場合、冷却装置は、冷却対象である走行用モータ４０に対して空気流を提供する送風機４ａで構成されることになる。
【００８５】
このように制御装置８は、走行用モータ４０の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータ４０を冷却する。このような冷却装置によれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、走行用モータ４０の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。また、送風機４ａに提供される空気流れを走行用モータ４０に直接当てる場合には、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、走行用モータ４０の外装ケース、空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。
【００８６】
次に、充電器の冷却制御について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【００８７】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【００８８】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【００８９】
次にステップ５Ａでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。
【００９０】
充電器筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が９０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００９１】
ステップ５Ａで充電器筐体温度が９０℃以上であると判定すると、走行用モータ４０を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、走行用モータ４０を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介して走行用モータ４０の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、走行用モータ４０の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５Ａで充電器筐体温度が９０℃未満であると判定すると、走行用モータ４０を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動して走行用モータ４０や充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【００９２】
なお、ステップ５Ａで、充電器筐体温度を、走行用モータ４０の外装ケースの温度と置き換えてもよい。この場合には、所定値は、例えば６０℃とする。走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃未満であるときは、充電器筐体温度は例えば９０℃未満であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２０℃未満と想定される。ここでは、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃未満であれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃以上であるときは、充電器筐体温度は例えば９０℃以上であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００９３】
本実施形態の車両用充電装置２０Ａがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ａにおいて、充電器５は、走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、走行用モータ４０の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータを冷却する。
【００９４】
これによれば、充電器５を冷却する熱経路として、充電器５から走行用モータ４０、さら冷却装置による走行用モータ４０の冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器５の熱を走行用モータ４０に移動させて冷却する構造を有することで、充電器５の熱移動経路が増加するため、充電器５の効率的な冷却が図れ、充電器５の冷却能力を向上することができる。さらに走行用モータ４０は、充電器５に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する冷却水回路１Ａ等の装置を持っていることから、上記放熱経路することにより、充電器５から走行用モータ４０への熱移動量を大きく獲得することができる。したがって、充電器５からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器５の冷却能力向上を図ることができる。
【００９５】
また、上記の冷却装置は、走行用モータ４０を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１Ａと、冷却水を強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１Ａの一部に設けられ冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。
【００９６】
この構成によれば、エンジン２の冷却のために搭載されている装置を充電器５の冷却装置として使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器５の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両においてエネルギーの有効利用が実施できる。
【００９７】
また、上記の冷却装置は、走行用モータ４０に対して空気流を提供する送風機４ａで構成される。この構成によれば、エンジン２に対して空気流を提供することにより、充電器５を冷却するため、充電器５の冷却装置に要する部品点数を減らし、当該装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジンの冷却のために搭載される装置に含まれる送風機を充電器５の冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。
【００９８】
（第３実施形態）
第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図７は、第３実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図７に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ５Ｂが異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【００９９】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１００】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１０１】
次にステップ５Ｂでは、ＩＧＢＴの温度が所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、ステップ２Ａの所定値よりも低温であり、例えば１１０℃とする。
【０１０２】
ＩＧＢＴの温度が１１０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、ＩＧＢＴの温度が１１０℃以上であるときは、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１０３】
ステップ５ＢでＩＧＢＴの温度が１１０℃以上であると判定すると、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２や走行用モータ４０の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２や走行用モータ４０の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５ＢでＩＧＢＴの温度が１１０℃未満であると判定すると、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２、走行用モータ４０または充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【０１０４】
（第４実施形態）
第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図８は、第４実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図９は、図８のステップ８で使用する充電電力算出マップである。図８に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ８が異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１０５】
制御装置８は、充電器の冷却制御に関わる予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。記憶しているマップの中には、充電運転時の充電電力を算出するために用いられる充電電力算出マップが含まれている。
【０１０６】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１０７】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１０８】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定して、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動した場合には、次にステップ８に進み、図９に示す充電電力算出マップにしたがって充電運転時の充電電力を算出する。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定して、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止した場合にも、ステップ８に進み、図９に示す充電電力算出マップにしたがって充電運転時の充電電力を算出する。
【０１０９】
ステップ８では、図９に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３０によって検出される充電器筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図９に示す充電電力算出マップは、一例であるが、充電器筐体温度が９０℃以下のときは３．３ｋＷの充電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に充電電力を算出する。
【０１１０】
第４実施形態の充電器の冷却制御では、充電運転時の充電電力を充電器筐体温度、ＩＧＢＴ温度、エンジン温度等に応じて決定し、特にこれらの温度が高いと判断した場合には充電電力を低減するように決定する。このように充電電力を決定することにより、充電器５の温度が好ましくない温度に上昇しないように適切な温度制御を実施できるのである。
【０１１１】
（第５実施形態）
第５実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１０は、第５実施形態に係る車両用充電装置２０Ｂを示した構成図である。図１１は、第５実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１０に示す車両用充電装置２０Ｂは、空調用冷媒サイクル１１Ａと充電器５に関わる構成が異なっている。図１１に示すフローチャートでは、図２に対してステップ８Ａ及びステップ８Ａ１が異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１１２】
図１０に示すように、充電器５は、冷媒が減圧されて低圧になる空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０と熱移動可能に一体に構成されている。空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０とは、冷媒が減圧器１６で減圧されてから電動圧縮機１２に吸入されるまでの間に係る通路のことである。すなわち、当該通路は、冷媒が流れる配管や筐体であり、空調用冷媒サイクル１１において、減圧器１６の出口から電動圧縮機１２の吸入口に至る領域の通路である。
【０１１３】
充電器５と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０とが熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、充電器の外装ケース５２に別部品である空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０をなす配管や筐体が接触して固定されて一体となること、当該配管や筐体と充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、当該配管や筐体及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。
【０１１４】
このような構成によれば、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０の配管等を介して、低圧冷媒（例えば、０℃程度の冷媒）によって吸熱される。また、制御装置８は、充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させること、空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて低圧冷媒等によって、充電器５を冷却する。
【０１１５】
車両用充電装置２０Ｂによれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。さらに空調用冷媒サイクル１１Ａが動作すると、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０の配管等、冷媒へと伝達する放熱経路を流れて放出される。
【０１１６】
また、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０をなす別部品の配管等との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１１７】
次に、充電器の冷却制御について、図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１１８】
ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、エンジン２を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してエンジン２を冷却し、ステップ８Ａに進む。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、ステップ８Ａに進む。
【０１１９】
ステップ８Ａでは、充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。
【０１２０】
充電器筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が９０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１２１】
ステップ８Ａで充電器筐体温度が９０℃以上であると判定すると、さらに充電器５を冷却する必要があるため、制御装置８は、さらにステップ８Ａ１で空調用冷媒サイクル１１Ａを駆動して、低圧冷媒によって充電器５を冷却し、ステップ１に進む。これによって、充電器の外装ケース５２に伝達したＩＧＢＴの熱は、充電器の外装ケース５２の冷却によって冷媒に移動し、外部に放出される。ステップ８Ａで充電器筐体温度が９０℃未満であると判定すると、空調用冷媒サイクル１１Ａを駆動することなく、ステップ１に進む。
【０１２２】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｂがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ｂにおいて、充電器の外装ケース５２は、冷媒が減圧されて低圧になる空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０と熱移動可能に一体に構成されている。そして、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときは、ステップ６により冷却装置を動作させ、さらに空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させる制御を実施する（ステップ８Ａ１）。
【０１２３】
これによれば、ステップ５によって冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置による冷却と空調用冷媒サイクル１１Ａの駆動による充電器５の直接的な冷却とを両方実施し（ステップ６、ステップ８Ａ１）、充電器５の温度上昇を速やかに抑制することができる。この制御により、充電器５の温調が確実に実現でき、様々な状況において、充電動作及び走行用モータの駆動を適正な状態で実施することができる。
【０１２４】
また、車両用充電装置２０Ｂにおいて、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても（ステップ５、ステップ６）、さらに充電器５の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて充電器５を直接的に冷却する（ステップ８Ａ、ステップ８Ａ１）。
【０１２５】
これによれば、ステップ６による冷却処理だけでは、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらに充電器５を直接的に冷却して、充電器５の熱を吸熱することができる。したがって、ステップ６による冷却とステップ８Ａ１による充電器５の直接的冷却との二段構えの冷却処理によって、充電器５の冷却を確実に行えるとともに、広範囲にわたる充電器５の温度調節を実施することができる。
【０１２６】
また、第５実施形態の空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０は、充電器の外装ケース５２と熱移動可能に一体に構成されている形態に限らず、充電器５と一体に構成される走行用モータ４０またはエンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されるようにしてもよい。そして、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときは、ステップ６により冷却装置を動作させ、さらに空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させる制御を実施する（ステップ８Ａ１）。
【０１２７】
これによれば、ステップ５によって冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置による冷却と空調用冷媒サイクル１１Ａの駆動による走行用モータ４０またはエンジン２の冷却とを両方実施し（ステップ６、ステップ８Ａ１）、充電器５の温度上昇を速やかに抑制することができる。この制御により、充電器５の温調が確実に実現でき、様々な状況において、充電動作及び走行用モータの駆動を適正な状態で実施することができる。
【０１２８】
また、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても（ステップ５、ステップ６）、さらに充電器５の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて走行用モータ４０またはエンジン２を冷却する（ステップ８Ａ、ステップ８Ａ１）。
【０１２９】
これによれば、ステップ６による冷却処理だけでは、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって走行用モータ４０またはエンジン２をさらに冷却して、充電器５の熱を吸熱することができる。したがって、ステップ６による冷却処理とステップ８Ａ１による走行用モータ４０またはエンジン２の冷却処理との二段構えの冷却処理によって、充電器５の冷却を確実に行えるとともに、広範囲にわたる充電器５の温度調節を実施することができる。
【０１３０】
（第６実施形態）
第６実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１２は、第６実施形態に係る車両用充電装置２０Ｃを示した構成図である。図１３は、車両用充電装置２０Ｃにおける充電器５Ａの構成を示す回路図である。図１４は、第６実施形態において充電器５Ａの冷却制御を説明するフローチャートである。図１５は、図１４のステップ８Ｂ２で使用する充電電力算出マップである。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１３１】
図１２及び図１３に示すように、車両用充電装置２０Ｃにおいて、充電器５Ａは、さらに電動圧縮機１２Ａの作動を制御するインバータ５０Ａを内蔵し、電動圧縮機１２Ａに一体に構成されている。充電器５Ａは、電動圧縮機１２Ａ内に吸入された冷媒が圧縮機構１２ａによって圧縮される前に流れる通路に面した部位において、ハウジング１２０に一体になっている。つまり、充電器５Ａの熱は、電動圧縮機１２Ａ内で圧縮される前の冷媒によって吸熱されることになる。
【０１３２】
電動圧縮機１２Ａは、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。電動圧縮機１２Ａは、金属製の取り付け脚部１２３によってエンジン２の外装ケースに熱移動可能に固定されている。
【０１３３】
両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、電動圧縮機１２Ａのハウジング１２０に別部品である充電器の外装ケース５２Ａが接触して固定されて一体となること、ハウジング１２０と充電器の外装ケース５２Ａとが一つの部品で構成されて一体になること等であって、ハウジング１２０及び充電器の外装ケース５２Ａの両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５Ａと電動圧縮機１２Ａとの接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５Ａからの発熱は、充電器の外装ケース５２Ａとハウジング１２０を介して、エンジン２に伝達される。また、ハウジング１２０と別部品である充電器の外装ケース５２Ａとの間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１３４】
温度センサ３２は、ハウジング１２０の温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３２によって検出された温度信号は制御装置９に出力される。電動圧縮機１２Ａ及び充電器５Ａの間の伝熱性は良好に保たれているため、温度センサ３０，３２のいずれかの検出温度を監視することで、充電器５Ａが冷却必要な状態であるか否かを判断することができる。また、温度センサ３１によって検出される温度を監視して、充電器５Ａが冷却必要な状態であるか否かを判断することもできる。
【０１３５】
制御装置９Ａは、インバータ５０Ａの作動制御及び充電器５Ａの制御を行い、送風機１４及び送風機１８の作動制御、減圧器１６の作動制御により、冷凍サイクルによる空調制御を行う。制御装置９Ａは、電動圧縮機１２Ａの制御、充電器５Ａの制御に関わる、予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。制御装置８Ａは、エンジン２、冷却装置等の作動を制御する電子制御装置である。制御装置８Ａは、例えば、各種ＥＣＵと通信可能に構成される車両制御ＥＣＵであってもよい。
【０１３６】
充電器５Ａは、商用電源６０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池７に充電する。走行用モータ６は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能であるときに、制御装置９Ａによって制御され、走行用モータ６への電力供給が行われ、駆動される。さらに充電器５Ａは、この充電器としての機能に加え、電動圧縮機１２Ａの作動を制御することにより、空調用冷媒サイクル１１の作動を制御する機能を有する。つまり、充電器５Ａは、蓄電池７への充電装置としての機能と、電動圧縮機１２Ａを駆動するインバータとしての機能と、を併せ持つ複数機能一体型の装置である。
【０１３７】
図１３に示すように、充電器５Ａは、インバータ５０Ａと、各種リレー５３、５６、５７、昇圧コンバータ５０Ｂと、を含む。昇圧コンバータ５０Ｂは、リアクトルＬと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）５０Ｂ１，５０Ｂ２とを含む。リアクトルＬは、リレー５３に一端が接続され、ＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の接続点に他端が接続される。リレー５３は、昇圧コンバータ５０Ｂに対してインバータ５０Ａ側を接続する。電流センサ５４は、リアクトルＬからＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の接続点に流れる電流を検出する。昇圧コンバータ５０Ｂと蓄電池７は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２によって接続される。蓄電池７から供給される直流電圧は、昇圧コンバータ５０Ｂへ出力される。また、昇圧コンバータ５０Ｂから出力される直流電圧によって蓄電池７が充電される。
【０１３８】
電圧センサ５８は、商用電源６０の電圧を検出する。商用電源６０からの電力は、ノイズフィルタ５９を通って供給されるようになっている。リレー５６は、インバータ５０Ａに対して商用電源６０を接続する。リレー５７は、インバータ５０Ａに対して電動圧縮機１２Ａのモータ１２１を接続する。電圧センサ５５は、蓄電池７の電圧を検出する。
【０１３９】
インバータ５０Ａは、ＩＧＢＴ５０Ａ１，５０Ａ２，５０Ａ３，５０Ａ４，５０Ａ５，５０Ａ６で構成されている。インバータ５０Ａは、この６個のスイッチ部のオン、オフが切り替わる作動によって、蓄電池７から印加される直流電力を３相の交流電力に変換して圧縮機用のモータ１２１へ駆動電力として供給する。インバータ５０Ａは、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部品であり、その発熱は、充電器の外装ケース５２Ａに伝達し、さらに電動圧縮機１２Ａを介してエンジン２の外装ケースに熱移動する。制御回路５１Ａは、ＩＧＢＴ５０Ａ１〜５０Ａ６、及びＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置９Ａによってその作動が制御される。
【０１４０】
充電器５Ａは、上記のように、充電動作と、電動圧縮機１２Ａの動作を併せ持つ複数機能一体型の装置であるため、充電器５Ａの充電動作と空調用冷媒サイクル１１の動作は時分割で行われ、すなわち同時でなく別々に行われる。
【０１４１】
また、電動圧縮機１２Ａは、上記第２実施形態で示す走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されるものであってもよい。すなわち、本実施形態の車両用充電装置は、図１２のエンジン２を図５の走行用モータ４０に置き換える構成であってもよい。
【０１４２】
次に、充電器の冷却制御について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４に示すフローチャートでは、図２に対してステップ８Ｂ、ステップ８Ｂ１、ステップ８Ｂ２、ステップ８Ｂ３、及びステップ８Ｂ４が異なっている。以下、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１４３】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定すると、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ８Ｂに進む。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、ステップ８Ｂに進む。
【０１４４】
次にステップ８Ｂでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している電動圧縮機のハウジング１２０の温度（以下、単に、「圧縮機筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。圧縮機筐体温度は、温度センサ３２によって検出される電動圧縮機のハウジング１２０の温度であり、所定値は、例えば９５℃とする。
【０１４５】
圧縮機筐体温度が９５℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、圧縮機筐体温度が９５℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、圧縮機筐体温度が９５℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１４６】
ステップ８Ｂで圧縮機筐体温度が９５℃以上であると判定すると、充電器５Ａを冷却する必要があるため、ステップ８Ｂ３で充電停止の処理を実行し、さらにステップ８Ｂ４で空調用冷媒サイクル１１を駆動してステップ１に進む。この処理により、電動圧縮機１２Ａの内部を流れる低圧冷媒によって充電器５Ａを冷却し、ステップ１に進む。そして、充電器の外装ケース５２Ａに伝達したＩＧＢＴの熱は、ハウジング１２０を介した外装ケース５２Ａの冷却によって冷媒に移動し、外部に放出される。
【０１４７】
ステップ８Ｂで圧縮機筐体温度が９５℃未満であると判定すると、さらにステップ８Ｂ１で、圧縮機筐体温度が９０℃以上であるか否かを判定する。圧縮機筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はなく冷却は不要であると判断できる。したがって、充電器５Ａの冷却を実施することなくステップ１に進む。
【０１４８】
一方、圧縮機筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断でき、ステップ８Ｂ２では、図１５に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３２によって検出される圧縮機筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図１５に示す充電電力算出マップは、一例であるが、圧縮機筐体温度が９０℃以下のときは３．３ｋＷの充電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に充電電力を算出する。
【０１４９】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｃがもたらす作用効果を以下に述べる。本実施形態の充電器の冷却制御では、充電運転時の充電電力を充電器筐体温度、圧縮機筐体温度に応じて決定し、特にこれらの温度が高いと判断した場合には充電電力を低減するように決定する。このように充電電力を決定することにより、充電器５Ａの温度が好ましくない温度に上昇しないように適切な温度制御を実施できるのである。つまり、充電器５Ａの充電時には、充電器５Ａの温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われるのである。
【０１５０】
したがって、本実施形態によれば、電動圧縮機１２Ａに一体に設けられた充電器５Ａの温度状態に基づいて、充電可能な電力を決定して充電を行うため、適正な充電が行われることと、充電器５Ａを冷却する能力の確保との両方を満たす装置を提供できる。
【０１５１】
また、圧縮機筐体温度が所定温度（例えば９５℃）以上であり、充電器５Ａの冷却を必要とする場合には、充電実施状態であっても強制的に充電を停止し、空調用冷媒サイクル１１の駆動により低圧冷媒を用いて、速やかに充電器５Ａを冷却することができる。
【０１５２】
また、圧縮機筐体温度が、空調用冷媒サイクル１１を駆動させて冷却する温度（９５℃）以上）よりも低いが、９０℃以上である場合は、充電時の充電電力を圧縮機筐体温度に応じて決定した電力値に低減して充電を継続する。これにより、充電を中断しないでユーザーの充電要求を満たしつつ、充電器５Ａを適正な温度に制御することができる。
【０１５３】
（第７実施形態）
第７実施形態は、車両用充電装置の構成について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１６は、第７実施形態に係る車両用充電装置２０Ｄを示した構成図である。図１６に示す車両用充電装置２０Ｄは、充電器５Ｂが外部に向けて突出する放熱用フィン６１を有することが異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１５４】
図１６に示すように、充電器５Ｂは、その外装ケース５２と熱移動可能に一体に構成される放熱用フィン６１を備えている。放熱用フィン６１は、送風機４ａが提供する空気流が当たる部位に設けられている。また、両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、充電器の外装ケース５２に別部品である放熱用フィン６１が接触して固定されて一体となること、充電器の外装ケース５２と放熱用フィン６１とが一つの部品で構成されて一体になること等である。また、充電器の外装ケース５２及び放熱用フィン６１の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器の外装ケース５２と放熱用フィン６１との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５Ｂからの発熱は、充電器の外装ケース５２を介して、放熱用フィン６１に伝達される。
【０１５５】
また、充電器の外装ケース５２と別部品である放熱用フィン６１との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１５６】
また、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときには、冷却装置である送風機４ａによって走行用モータ４０またはエンジン２に対して空気流を提供する。これにより、放熱用フィン６１の表面が冷却風により冷却されるため、放熱用フィン６１からの放熱が促進し、充電器５Ｂの熱が放熱用フィン６１を介して外部空気に放出される。
【０１５７】
また、制御装置８は、送風機４ａによる冷却風の提供に加え、ウォーターポンプ３を駆動して冷却水の循環を実施してもよい。この場合、放熱用フィン６１を介した放熱に加え、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を活用することができる。
【０１５８】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｄがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ｄは、冷却装置として、冷却必要温度条件を満たすときに、走行用モータ４０またはエンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａを備える。充電器５Ｂは外部に向けて突出する放熱用フィン６１を有する。放熱用フィン６１は、送風機４ａの提供する空気流が当たる部位に設けられている。
【０１５９】
これによれば、充電器５Ｂは、外装ケース５２に熱移動可能に一体である放熱用フィン６１を備えることにより、放熱面積を拡大することができ、充電器筐体と雰囲気（充電器５Ｂの周囲空気）との間の熱抵抗を低減することができる。さらに、送風機４ａの提供する空気流が放熱用フィン６１に当たるため、充電器筐体と雰囲気との熱伝達が促進され、当該熱抵抗の低減にさらに貢献する。このように当該熱抵抗の低減が大きいことにより、充電器筐体と雰囲気との温度差が低減するため、ＩＧＢＴの温度低下効果が大きくなる。
【０１６０】
（第８実施形態）
第８実施形態は、車両用充電装置の構成について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１７は、第８実施形態に係る車両用充電装置２０Ｅを示した構成図である。図１７に示す車両用充電装置２０Ｅは、充電器５がエンジン２に対して一体に構成される位置に特徴がある。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１６１】
図１７に示すように、充電器５は、エンジン２の内部に形成されている冷却水の通路２ａの外側部位において、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。つまり、エンジン２内部に形成される冷却水の通路２ａの少なくとも一部は、エンジン２の外装ケースを介して充電器の外装ケース５２と対向する位置にある。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２及びエンジン２の外装ケースを介して、冷却水の通路２ａに伝達され、冷却水によって吸熱される。
【０１６２】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｅによれば、充電器５は、エンジン２の内部に形成されている冷却水の通路２ａの外側部位において、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成される。
【０１６３】
これによれば、エンジン２内部の冷却水の通路２ａを充電器５に接近させる構成により、エンジン２を介した充電器５からの放熱経路において、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４における周囲空気と伝わる経路での熱抵抗を低減することができる。したがって、放熱経路が多様化し、ＩＧＢＴの冷却効果を向上することができる。
【０１６４】
（第９実施形態）
第９実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図１８は、第９実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１８に示すフローチャートでは、図２に対してステップ６Ａ及びステップ６Ａ１が異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図１８を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１６５】
ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、次に、ステップ６Ａで、充電に要する充電実施時間が、充電器５が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間よりも長いか否かを判定する。充電実施時間は、次に車両の走行を開始する走行予定時刻を用いて算出したり、充電終了予定時刻を用いて算出したりする。走行予定時刻または充電終了予定時刻は、ユーザーからの時刻入力による指令、充電運転を行う際の自動充電制御に伴う制御装置８からの指令等によって決定されるものとする。
【０１６６】
充電器５の温度上昇時間は、ＩＧＢＴが所定温度の一例である許容上限温度（例えば１２５℃）まで温度上昇する時間であり、時間と充電器筐体の温度との関係を実験等により規定した温度上昇算出マップを用いて求められる。この温度上昇算出マップは、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に予め記憶されている。
【０１６７】
ステップ６Ａで、充電実施時間が温度上昇時間よりも長いと判定すると、制御装置８は、ステップ６Ａ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動して走行用モータ４０またはエンジン２を冷却し、ステップ１に進む。これによって、充電器の外装ケース５２に伝達したＩＧＢＴの熱は、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却によって、外部に放出される。ステップ６Ａ１で充電実施時間が温度上昇時間以下であると判定すると、冷却装置を駆動することなく、ステップ１に進む。また、ステップ６Ａ１では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２、走行用モータ４０または充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【０１６８】
本実施形態によれば、制御装置８は、蓄電池７へ外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、充電器５の温度またはこれに関連する温度を用いて充電器５が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出する。そして、当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、冷却装置を動作させて冷却する制御を実施する。
【０１６９】
例えば、エンジン２を冷却し、充電を開始してまもなく充電を停止して走行を開始する場合に、つまり、次回の走行予定時刻まで時間が短い場合に、エンジン２の暖機を不要する必要がある。この課題を解決するために、上記制御によれば、充電器筐体の温度が所定温度に達するまではエンジン２の冷却制御を実施しないようにすることにより、エンジン２の不要な冷却を抑制することができる。したがって、車両のエネルギーを有効に活用することができる。
【０１７０】
（第１０実施形態）
第１０実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図１９は、第１０実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１９に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ、ステップ６Ｂ及びステップ７Ｂが異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図１９を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。本実施形態の制御は、ハイブリッド自動車に適用され、エンジン２の作動を下記のように制御することにより、エンジン２の温度を低下させて、充電器の冷却を実施するものである。
【０１７１】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１７２】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１７３】
そして、ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、制御装置８は、ステップ６Ｂで、エンジン２の運転を「断熱膨張駆動」させるように制御する。またステップ５で、エンジン温度が６０℃未満であると判定すると、制御装置８は、ステップ７Ｂで、エンジン２の運転を「断熱膨張停止」をするように制御する。
【０１７４】
制御装置８は、燃料噴射、点火等を行わない状態で、エンジン２に連結された走行用モータ４０によってエンジン２を空転させる。特にステップ６Ｂでは、シリンダーに対する吸気及び排気を制御する吸気バルブ及び排気バルブを閉じ、この状態でピストンを下げるように制御する。この処理により、シリンダー内で断熱膨張が起こり、シリンダー内の空気温度が下がるようになる。この制御が「断熱膨張駆動」である。一方、ステップ７Ｂでは、ピストンの駆動を停止して「断熱膨張停止」を行う。ステップ６Ｂまたはステップ７Ｂの処理を実行後、ステップ１に進む。
【０１７５】
本実施形態によれば、制御装置８は、エンジン２の温度が冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わずエンジン２を空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させる制御を実施する。
【０１７６】
この制御によれば、エンジン２自体の挙動を制御して、シリンダー内を断熱膨張状態にすることにより、シリンダー内の空気温度が低下し、エンジン２の外装ケースの温度を低下させることができる。このため、充電器の外装ケース５２とエンジン２の外装ケースの温度差を大きくすることができ、充電器５からの発熱をエンジン２側に多く移動させることができる。したがって、エンジン２への放熱量が増大し、ＩＧＢＴの冷却効果を向上することができる。
【０１７７】
（第１１実施形態）
第１１実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図２０は、第１１実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図２１は、図２０のステップ６Ｃ３で使用する充電電力算出マップである。図２０に示すフローチャートは、図２と異なり、蓄電池７の放電要求（逆潮流要求）があった場合にも充電器の冷却制御を実施する処理を示している。
【０１７８】
本実施形態の制御は、ハイブリッド自動車に適用され、エンジン２の発電要求の有無と絡めて冷却装置の作動を制御することを特徴の一つとする。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図２０及び図２１を参照して説明する。ここでは、第１実施形態に対して、異なる処理のみ説明する。
【０１７９】
図２０に示すように、制御装置８は、ステップ１Ａで、蓄電池７に蓄えられた電力を放電する「逆潮流」の要求があるか否かを判定する。逆潮流要求がある場合には、ステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、逆潮流運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１８０】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３Ａで逆潮流動作を実行して放電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、放電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４Ａで逆潮流運転を停止する処理を実行する。
【０１８１】
次にステップ５Ａでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば８０℃とする。
【０１８２】
充電器筐体温度が８０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が８０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近くに達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が８０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１８３】
ステップ５Ａで充電器筐体温度が８０℃以上であると判定すると、さらにステップ６Ｃでエンジン発電の要求があるか否かを判定する。ステップ６Ｃでエンジン発電の要求があると判定した場合は、エンジン２の冷却は発電運転を損なうため、ウォーターポンプ３は駆動せずに、ステップ６Ｃ２で送風機４ａを駆動させる。これにより、充電器の外装ケース５２やエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、送風機４ａによって提供される空気流によって冷却されて周囲空気に放出される。
【０１８４】
また、ステップ６Ｃでエンジン発電の要求がないと判定すると、エンジン２を冷却しても問題はないため、ステップ６Ｃ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動し、エンジン２及び充電器５を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。
【０１８５】
一方、ステップ５Ａで充電器筐体温度が８０℃未満であると判定すると、エンジン２や充電器５を冷却する必要はないため、ステップ５Ａ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止する。
【０１８６】
ステップ５Ａ１、ステップ６Ｃ１、またはステップ６Ｃ２の処理の後は、ステップ６Ｃ３に進み、図２１に示す放電電力算出マップにしたがって放電運転時の放電電力を算出する。ステップ６Ｃ３では、図２１に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３０によって検出される充電器筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図２１に示す充電電力算出マップは、一例であるが、充電器筐体温度が９０℃以下のときは１．５ｋＷの放電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に放電電力を算出する。
【０１８７】
ステップ６Ｃ３の処理の後は、ステップ１Ａに進み、ステップ１Ａで、逆潮流要求がないと判定すると、ステップ１０Ａで逆潮流停止の処理を実行し、本フローチャートを終了する。このように充電器の冷却制御では、放電運転中、または放電運転開始前に充電器温度等が高い場合にエンジン２を冷却するのである。また、充電器の冷却制御では、ステップ１Ａで、逆潮流要求なしと判定するまで、充電器温度等を監視し、冷却必要条件が成立するか否かによってエンジン２や充電器５の冷却要否を判定し続け、ＩＧＢＴの温度管理を行うのである。
【０１８８】
また、冷却必要条件が成立する場合には、さらにエンジン発電の要求の有無に応じて、エンジン２の冷却実施の要否を決定する。これにより、エンジン２の運転効率を損なわない充電器５の実施でき、エネルギーを有効に活用する車両を提供できる。
【０１８９】
（他の実施形態）
以上、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。
【０１９０】
上記各実施形態において、ラジエータ４に冷却水が流れることを許可するサーモバルブは所定の設定温度で作動するが、この場合、冷却水温が当該設定温度未満に下がるとラジエータ４に冷却水が流れず、エンジン２の冷却に支障が出ることがある。このような懸念がある場合には、サーモバルブの代わりに、電磁式のバルブを使用し、ラジエータ４に冷却水が流れる温度を広範囲に設定可能な構成を採用してもよい。
【０１９１】
上記各実施形態では、充電器５，５Ａにおける冷却の必要な部品として、複数のスイッチング素子５０を代表例として説明したが、冷却の対象部品としては、制御回路５１に搭載される他の電子部品等も含むものである。
【０１９２】
また、上記各実施形態では、電動圧縮機１２を駆動させるときに、送風機１４も同時に作動させるようにした。しかしながら、凝縮器１３においては、冷却用空気がなくても冷媒の熱をチューブ外表面およびフィン表面から外気に自然放出することも可能である。冷媒の冷却能力は低下するものの、外気温度によっては、送風機１４は停止させたままでもよい。
【０１９３】
また、電動圧縮機１２としてスクロール型の圧縮機構を使用するものとして説明したが、これの形態は一例にすぎず、他のピストン型やロータリー型等の圧縮機構を使用するものとしてもよい。
【０１９４】
また、空調用冷媒サイクル１１，１１Ａは、レシーバ１５を備えているが、レシーバを備えないサイクルであってもよい。また、レシーバ１５は凝縮器１３と一体の部品として設けてもよい。
【０１９５】
また、制御装置８は、様々な機器を制御する統合的な制御装置として説明したが、これに限らず、互いに通信手段によって通信可能とする複数の制御装置としてもよい。
【０１９６】
また、上記各実施形態において、フローチャートの温度条件式にヒステリシスを設けるようにしてもよい。
【０１９７】
また、上記各実施形態において、送風機１４に電力を絞る機構を設け、充電器動作において電力を絞った状態で動作させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１Ａ…冷却水回路（冷却装置）
２…エンジン
２ａ…冷却水の通路
３…ウォーターポンプ（冷却装置）
４…ラジエータ（冷却装置）
４ａ…送風機（冷却装置）
５，５Ａ，５Ｂ…充電器
６…走行用モータ
７…蓄電池
８…制御装置
１１Ａ…空調用冷媒サイクル
１２…電動圧縮機（圧縮機）
１３…凝縮器
１６…減圧器
１７…蒸発器
５０Ａ…インバータ
６１…放熱用フィン
１１０…空調用冷媒サイクルの低圧力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電力の蓄電池への充電を制御する充電器を冷却する機能を有する車両用充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチング素子等の電子部品を冷却する発明として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。特許文献１に記載の装置では、電動圧縮機のハウジング本体の装着面にインバータ装置が装着されている。インバータ装置は、インバータカバー、駆動回路、冷却プレートから構成され、インバータカバーは、駆動回路及び冷却プレートを覆っている。冷却プレートは、その表面がハウジング本体の装着面に対向するように配置されている。駆動回路を構成するスイッチング素子は、冷却プレートに接触している。ハウジング本体の溝部と冷却プレートとの間には冷媒流路が形成されている。
【０００３】
蒸発器側からの冷媒は、ハウジング内部に流入すると、冷媒流路の入口に達し、Ｓ字状の冷媒流路を流れる。そして、冷媒は、冷媒流路の出口からロータとステータコアとの隙間を経て圧縮機構側に流れ、圧縮機構で圧縮された後、吐出される。駆動回路のスイッチング素子は、熱を発生するものの、上記の冷媒流路を流れる冷媒によって、冷却プレートを通じて冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外部電力の蓄電池への充電を制御する充電器の場合、この充電器に搭載される複数のスイッチング素子等の電子部品は、その作動において相当の発熱を伴うため、効果的な冷却が必要となる。しかしながら、このような充電器に特許文献１に記載の冷却構造を適用した場合、複数のスイッチング素子の効率的な冷却として十分なものではない。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路を構築することにより、充電器の冷却能力向上を図ることができる車両用充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。請求項１に記載の車両用充電装置に係る発明は、車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、車両の走行のための駆動力を提供するエンジン（２）と、外部電力が充電され、走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、蓄電池への外部電力の充電を制御する充電器（５）と、エンジンを冷却する冷却装置（１，３，４，４ａ）と、冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、を備える。
【０００８】
さらに充電器は、エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置は、エンジンの温度または充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジンを冷却することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、充電器を冷却する熱経路として、充電器からエンジン、さら冷却装置によるエンジンの冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器の熱をエンジンに移動させて冷却する構造を有することで、充電器の効率的な冷却が図れ、充電器の冷却能力を向上することができる。さらにエンジンは、充電器に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する装置を持っていることから、上記放熱経路によれば、充電器からエンジンへの大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器の冷却能力向上が図れる車両用充電装置を提供できる。
【００１０】
請求項２に記載の車両用充電装置に係る発明は、車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、外部電力が充電され、走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、蓄電池への外部電力の充電を制御する充電器（５）と、走行用モータを冷却する冷却装置（１Ａ，３，４，４ａ）と、冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、を備える。
【００１１】
さらに充電器は、走行用モータの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置は、走行用モータの温度または充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータを冷却することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、充電器を冷却する熱経路として、充電器から走行用モータ、さら冷却装置による走行用モータの冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器の熱を走行用モータに移動させて冷却する構造を有することで、充電器の効率的な冷却が図れ、充電器の冷却能力を向上することができる。さらに走行用モータは、充電器に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する装置を持っている場合があることから、上記放熱経路によれば、充電器から走行用モータへの大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器の冷却能力向上が図れる車両用充電装置を提供できる。
【００１３】
請求項３の発明によると、請求項１または請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンまたは走行用モータを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１，１Ａ）と、冷却水を冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、冷却水回路の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、ラジエータに対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、充電器の冷却装置としてエンジンの冷却のために搭載されている装置を使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両におけるエネルギーの有効利用が図れる。
【００１５】
請求項４の発明によると、請求項１または請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンまたは走行用モータに対して空気流を提供する送風機（４ａ）で構成されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、エンジンまたは走行用モータに対して空気流を提供することにより、冷却するため、冷却装置に要する部品点数を減らし、装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジンの冷却のために搭載される装置に含まれる送風機を充電器の冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器の冷却能力の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器と一体に構成される走行用モータまたはエンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときは、さらに空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却に加え、空調用冷媒サイクルの駆動による走行用モータまたはエンジンの冷却を実施する。これにより、充電器の熱を放熱する経路が多く確保でき、吸熱量も増大させることができるため、充電器の温度上昇を速やかに抑制することができる。
【００１９】
請求項６の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器と一体に構成される走行用モータまたはエンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても、さらに走行用モータまたはエンジンの冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却だけでは、走行用モータまたはエンジンの冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらにエンジンまたは走行用モータを冷却して、充電器の熱を吸熱する。これにより、冷却装置による冷却と低圧冷媒による冷却との二段構えの冷却処理を実施できるので、充電器の冷却を確実に実現できるとともに、広範囲にわたる充電器の温度調節を実施することができる。
【００２１】
請求項７の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときは、さらに空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却に加え、空調用冷媒サイクルの駆動による充電器の直接的な冷却を実施する。このような充電器の直接的な冷却が加わることで、充電器の熱を放熱する経路が多く確保でき、吸熱量も増大させることができるため、充電器の温度上昇を速やかに抑制することができる。
【００２３】
請求項８の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
制御装置は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても、さらに充電器の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、冷却装置によるエンジンまたは走行用モータの冷却だけでは、走行用モータまたはエンジンの冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらに充電器を直接的に冷却して、充電器の熱を吸熱する。これにより、冷却装置による冷却と低圧冷媒による充電器の直接的冷却との二段構えの冷却処理を実施できるので、充電器の冷却を確実に実現できるとともに、広範囲にわたる充電器の温度調節を実施することができる。
【００２５】
請求項９の発明によると、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、少なくとも電動圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
電動圧縮機は、走行用モータまたはエンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
充電器（５Ａ）は、さらに電動圧縮機の作動を制御するインバータ（５０Ａ）を内蔵して、電動圧縮機に一体に構成され、
充電器の充電動作と空調用冷媒サイクルの動作は同時でなく別々に行われ、
充電器の充電時には、充電器の温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、電動圧縮機に一体に設けられた充電器の温度状態に基づいて、充電可能な電力を決定して充電を行うため、適正な充電が行われることと、充電器を冷却する能力の確保との両方を満たす装置を提供できる。
【００２７】
請求項１０の発明によると、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、冷却装置として、冷却必要温度条件を満たすときに、走行用モータまたはエンジンに対して空気流を提供する送風機（４ａ）を含み、
充電器（５Ｂ）は外部に向けて突出する放熱用フィン（６１）を有し、当該放熱用フィンは、送風機が提供する空気流が当たる部位に設けられていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、充電器は、その外装ケースに熱移動可能に一体である放熱用フィンを備えることにより、放熱面積を拡大することができ、充電器筐体と周囲空気との間の熱抵抗を低減することができる。さらに、送風機の提供する空気流が放熱用フィンに当たるため、充電器筐体と周囲空気との熱伝達が促進され、当該熱抵抗の低減にさらに貢献することとなる。したがって、当該熱抵抗の低減が大きいことにより、充電器筐体と周囲空気との温度差が低減するため、充電器の温度低下について効果が期待できる。
【００２９】
請求項１１の発明によると、請求項２に記載の発明において、冷却装置は、冷却対象であるエンジンを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１）と、冷却水を冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、冷却水回路の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、ラジエータに対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成され、
充電器は、エンジン内部に形成されている冷却水の通路（２ａ）の外側部位において、エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、エンジン内部の冷却水の通路を充電器に接近させる構成を採用する。これにより、充電器の外装ケースからエンジン内部の冷却水への熱移動の道筋が構築されるため、エンジンを介した充電器からの放熱経路のうち、充電器の外装ケース、エンジンの外装ケース、冷却水、ラジエータにおける周囲空気へと順に伝わる経路における熱抵抗を低減することができる。したがって、放熱経路が多様化するので、充電器の冷却効果を向上することができる。
【００３１】
請求項１２の発明によると、請求項１に記載の発明において、制御装置は、蓄電池へ外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、充電器の温度またはこれに関連する温度を用いて充電器が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出し、当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、冷却装置を動作させて冷却することを特徴とする。
【００３２】
車両において、例えば、エンジンを冷却し、充電を開始してまもなく充電を停止して走行を開始する場合に、換言すれば、次回の走行予定時刻まで時間が短い場合に、エンジンの暖機を不要する必要がある。この課題を解決するために、この発明によれば、充電器の温度が所定温度に達するまではエンジンの冷却制御を実施しないようにすることで、エンジンの不要な冷却を抑制することができる。したがって、車両のエネルギー消費を抑制することができる。
【００３３】
請求項１３の発明によると、請求項１に記載の発明において、制御装置は、エンジンの温度が冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わずエンジンを空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、エンジン自体の挙動を制御して、シリンダー内を断熱膨張状態にすることにより、シリンダー内の空気温度が低下し、エンジンの外装ケースの温度を低下させることができる。このため、充電器の外装ケースとエンジンの外装ケースの温度差を大きくすることができ、充電器の熱をエンジン側に多く移動させることができる。したがって、エンジンへの放熱量が増大するので、充電器の冷却効果を向上することができる。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、一例に過ぎず、特許発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図２】第１実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明に係る充電器の冷却実施と各部の温度との関係を示したチャート図である。
【図４】充電器の冷却を実施しない場合の各部の温度を示したチャート図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図６】第２実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップ８で使用する充電電力算出マップである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１１】第５実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１３】第６実施形態の車両用充電装置における充電器の構成を示す回路図である。
【図１４】第６実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１５】図１４のステップ８Ｂ２で使用する充電電力算出マップである。
【図１６】本発明の第７実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１７】本発明の第８実施形態に係る車両用充電装置を示した構成図である。
【図１８】本発明の第９実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の第１０実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の第１１実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。
【図２１】図２０のステップ６Ｃ３で使用する充電電力算出マップである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００３８】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態の車両用充電装置２０について図１〜図４を参照して説明する。図１は、車両用充電装置２０を示した構成図である。
【００３９】
車両用充電装置２０は、走行用駆動源としての走行用モータ６、外部電力等から充電し走行用モータ６等の電気部品に電力を供給する蓄電池７、及び充電器５を備え、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される充電装置である。車両用充電装置２０は、図１に示すように、走行用駆動源または走行用電力発電源としてのエンジン２、走行用モータ６、蓄電池７、充電器５、エンジンを冷却する冷却装置、冷却装置の作動を制御する制御装置８、空調用冷媒サイクル１１等を備えている。車両用充電装置２０は、充電器５によって、蓄電池７の充放電制御、及び冷却装置の作動制御を行う。なお、エンジン２は、走行用駆動源として機能する場合は車両の駆動輪を回転させ、走行用電力発電源としての機能する場合は走行用モータが使用する電力を供給する。
【００４０】
蓄電池７は、商用電源６０によって供給される外部電力等を蓄えるとともに、蓄えた電力を走行用モータ６及び蓄電池７の他、各種電気部品に供給する蓄電装置である。蓄電池７は、例えば、エンジンルームを除く車室内に配置されている。蓄電池７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、有機ラジカル電池等で構成され、複数個の電池セルの集合体で構成されている。複数個の電池セルは、充電、放電、及び温度調節が制御されるようになっている。
【００４１】
蓄電池７が電力を供給する電気部品の一つには、空調用冷媒サイクル１１における電動圧縮機１２を駆動するインバータ装置１０がある。蓄電池７が各種電気部品に電力を供給するときには、例えば、蓄電池７の高電圧をコンバータ等により降圧して低電圧バッテリに供給し、低電圧バッテリの電力を、車両に搭載されるファン、ヘッドライト、ワイパー等の各種電気部品に供給するようにする。受電部２１は、商用電源６０からの電力を受ける受電手段であり、例えば、一端側に商用電源６０のコンセントに接続可能なプラグや、商用電源６０に接続可能なコネクタ等を備える電力線として形成されている。電力線の他端側は、充電器５に接続されている。
【００４２】
充電器５は、走行用モータ６の作動と蓄電池７への充電とを制御する。ハイブリッド自動車の場合には、充電器５は、発進時、加速時等に走行用モータ６に電力を供給し、減速時には回生発電した電力を蓄電する。
【００４３】
充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、エンジン２の外装ケースに別部品である充電器の外装ケース５２が接触して固定されて一体となること、エンジン２の外装ケースと充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、エンジン２の外装ケース及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５とエンジン２との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２とエンジン２の外装ケースを介して、エンジン２に伝達される。
【００４４】
また、エンジン２の外装ケースと別部品である充電器の外装ケース５２との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【００４５】
冷却装置は、エンジン２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１と、冷却水を冷却水回路１に強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。制御装置８は、ウォーターポンプ３を動作させて冷却水回路１に冷却水を循環させ、さらに送風機４ａを動作させてラジエータ４で冷却水と空気の熱交換を行う。これにより、エンジン２は、ラジエータ４で放熱する冷却水が内部（ウォータージャケット等）を流通することによって冷却される。
【００４６】
また、制御装置８は、冷却水の循環を実施せず、送風機４ａを動作させてエンジン２に直接風を当てることによって、エンジン２を冷却し、エンジン２に伝達している充電器５の熱を外部に放出するようにしてもよい。この場合、冷却装置は、冷却対象であるエンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａで構成されることになる。
【００４７】
このように制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する。このような冷却装置によれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。また、送風機４ａに提供される空気流れをエンジン２に直接当てる場合には、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。
【００４８】
制御装置８は、エンジン２、冷却装置、充電器５等の作動を制御する電子制御装置である。制御装置８は、例えば、各種ＥＣＵと通信可能に構成される車両制御ＥＣＵであってもよい。制御装置８は、充電器の冷却制御に関わる、予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。
【００４９】
充電器５は、商用電源６０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池７に充電する。充電器５は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオフにされて車両が走行機能を停止しているときに、乗員等の充電要求に基づき、制御装置８によって制御されて蓄電池７への充電を行う。走行用モータ６は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能であるときに、インバータ装置６２によって制御され、走行用モータ６への電力供給が行われ、駆動される。インバータ装置６２の駆動は、制御装置８によって制御される。充電器５は、その外装ケース５２内に収容されるスイッチング素子５０と制御回路５１とを備えており、エンジン２の外装ケースにおいて、送風機４ａからの送風が直接当たる部位に設置されている。
【００５０】
スイッチング素子５０は、半導体素子の１種であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）で構成されている。スイッチング素子５０は、複数のスイッチ部を有しており、そのオン、オフが切り替わる作動によって、商用電源からの交流電力を直流電力に変換してバッテリに電力を供給する。スイッチング素子５０は、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部品であり、その発熱は、充電器の外装ケース５２に伝達し、さらにエンジン２の外装ケースに熱移動する。制御回路５１は、スイッチング素子５０の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置８によってその作動が制御される。
【００５１】
温度センサ３０は、充電器の外装ケース５２の温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３０によって検出された温度信号は制御装置８に出力される。温度センサ３１は、エンジン２の外装ケースの温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３１によって検出された温度信号は制御装置８に出力される。エンジン２と充電器５の伝熱性は良好に保たれているため、温度センサ３０，３１のいずれかの検出温度を監視することで、充電器５が冷却必要な状態であるか否かを判断することができる。
【００５２】
空調用冷媒サイクル１１は、電動圧縮機１２、凝縮器１３、レシーバ１５、電磁式膨張弁である減圧器１６、蒸発器１７等を備え、これらが環状に配管接続された車室内の空調用の冷凍サイクルである。制御装置９は、インバータ装置１０の作動制御、送風機１４及び送風機１８の作動制御、減圧器１６の作動制御により、冷凍サイクルによる空調制御を行う。
【００５３】
電動圧縮機１２は、蒸発器１７から流出される気相冷媒を吸入口から吸入して、内部の圧縮機構１２ａで高温高圧に圧縮した後に、凝縮器１３に向けて吐出する流体機械である。圧縮機構１２ａは、例えば、固定スクロールと旋回スクロールとを有するスクロール型の圧縮機構を採用する。スクロール型の圧縮機構では、旋回スクロールにモータ１２１の回転軸が接続され、モータ１２１の作動によって旋回スクロールが固定スクロールに対して旋回することで、２つのスクロール間に形成される空間（圧縮室）の拡大、収縮が繰り返されて、冷媒の吸入、圧縮、吐出が行われる。
【００５４】
モータ１２１は、円筒状のハウジング１２０内に、回転軸に固定されたロータと、ロータの外周側に配設されてハウジング１２０の内周面に固定されたステータ１２２とを有している。モータ１２１では、ステータ１２２に通電されることで、ロータが回転軸とともに回転して旋回スクロールを駆動する。金属製のハウジング１２０には、金属製のインバータ装置の外装ケース１０２が固定されており、ハウジング１２０とインバータ装置の外装ケース１０２は、熱移動可能に一体に構成されている。この構成により、電動圧縮機１２は、インバータ装置１０と圧縮機本体とが一体であるインバータ装置一体型の圧縮機である。
【００５５】
インバータ装置１０は、その外装ケース１０２内に収容されるスイッチング素子１００と制御回路１０１とを備えている。スイッチング素子１００は、半導体素子の１種であるＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）で構成されている。スイッチング素子１００は、複数（例えば６個）のスイッチ部を有しており、そのオン、オフが切り替わる作動によって、低電圧バッテリから印加される直流電力を３相の交流電力に変換してモータ１２１へ駆動電力として供給する。制御回路１０１は、スイッチング素子１００の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置９によってその作動が制御される。
【００５６】
凝縮器１３は、例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、電動圧縮機１２から吐出される冷媒を冷却して液相冷媒にする熱交換器である。凝縮器１３では、送風機１４によって送風される冷却用空気により冷媒の冷却が促進される。送風機１４は、低電圧バッテリから供給される電力によって駆動される。
【００５７】
レシーバ１５は、凝縮器１３から流出される冷媒の気液を分離する気液分離装置である。レシーバ１５は、例えば上下方向に細長の容器体から形成されており、凝縮器１３から流出される冷媒が内部空間に流入されるようになっている。気液分離器１２５の内部空間では、密度の小さい気相冷媒が上方に溜まり、密度の大きな液相冷媒が下方に溜まることで、気液分離されるようになっている。
【００５８】
減圧器１６は、凝縮器１３から流出される液相冷媒を低温低圧に減圧膨張させる減圧装置である。減圧器１６は、電磁式の開閉弁であり、制御装置９によって弁の開度が調節される。空調用冷媒サイクル１１の作動時において、減圧器１６の弁開度が絞られることにより、電動圧縮機１２から減圧器１６に至る間の高圧側と、減圧器１６から蒸発器１７に至る間の低圧側との圧力差が大きくとられ、低圧側の冷媒は低温となる。逆に減圧器１６の弁開度が大きくされることにより、高圧側と低圧側との圧力差が小さくなる。
【００５９】
蒸発器１７は、凝縮器１３と同様に例えば複数積層されて内部を冷媒が流通するチューブと、各チューブ間に介在される波形のフィンとを備える熱交換部において、減圧器１６から流出される液相冷媒と送風機１８によって送風される空調用空気との間で熱交換する熱交換器である。蒸発器１７においては、内部を流通する低温の液相冷媒によって空調用空気が冷却されるようになっている。送風機１８は、モータが低電圧バッテリから供給される電力によって作動される。
【００６０】
蒸発器１７の冷媒の吐出側には、冷媒の圧力を検出する圧力センサ１９ａと、冷媒の温度を検出する温度センサ１９ｂとが設けられている。各センサ１９ａ、１９ｂによって検出された圧力信号および温度信号は、制御装置９に出力される。
【００６１】
制御装置９は、乗員等による空調要求に基づき、インバータ装置１０の作動を制御することによってモータ１２１を作動させて電動圧縮機１２を駆動する。また、制御装置９は、送風機１８及び送風機１４を作動させるとともに、蒸発器１７出口側における圧力センサ１９ａからの圧力信号、及び温度センサ１９ｂからの温度信号に応じて、減圧器１６の弁開度を調節する。
【００６２】
空調用冷媒サイクル１１が作動されると、電動圧縮機１２から吐出される冷媒は、凝縮器１３で冷却され、減圧器１６で低温低圧に減圧され、蒸発器１７では、低温低圧の冷媒によって送風機１８によって車室内へ送風される空調用空気が冷却される。このとき、空調用空気の温度が乗員の要求する要求温度となるように、電動圧縮機１２の回転数、あるいは蒸発器１７の出口側における冷媒圧力及び冷媒温度に基づく減圧器１６の弁開度が制御される。そして、蒸発器１７から流出される冷媒は、電動圧縮機１２に吸入される。
【００６３】
ここで、ハイブリッド自動車において２つのモータジェネレータを備える車両である場合に、駆動に関する概要を説明する。車両は、例えば、遊星歯車機構からなる動力分配機構を備えている。この動力分配機構によって第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ、及びエンジン２の動力が分割されるようになっている。ここで、第１モータジェネレータ、エンジン２、及び第２モータジェネレータは、それぞれ、動力分配機構のサンギア、キャリア、リングギアに機械的に連結されている。第２モータジェネレータには、車軸を介して駆動輪が機械的に連結されている。車軸は、エンジン及び第２モータジェネレータから出力された動力を駆動輪に伝達するための軸である。また、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータのそれぞれには、第１インバータ、第２インバータが接続されている。
【００６４】
上記構成において、車両の各部の作動状態について説明する。車両は蓄電池７が所定のＳＯＣ（state of charge）以下となるまでは蓄電池７からの電力供給で動作する第２モータジェネレータのみで走行する。車両はその後、発進時、ごく低速時、ゆるやかな下り坂走行時等、エンジン効率のよくない場合には、エンジン２を停止させたまま、蓄電池７からの電力供給で動作する第２モータジェネレータのみで走行する。通常走行時には、エンジン２の動力は２経路に分配し、一方は車軸を介して駆動輪を駆動し、もう一方は第１モータジェネレータを駆動して発電する。この発電した電力で第２モータジェネレータを駆動することにより、エンジン２の駆動力をアシストする。車両制御ＥＣＵは、最大効率が得られるようにエンジン２、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータを制御する。さらに加速時には、蓄電池７から電力が供給されて、さらに第２モータジェネレータによる駆動力が追加される。
【００６５】
減速時、制動時には、駆動輪が第２モータジェネレータを発電機として作動させて回生発電を実施する。この回生した電力は、蓄電池７に蓄電される。停車時には、冷房時、エンジン暖機中、充電時を除き、エンジン２及び各モータジェネレータは停止している。蓄電池７への充電が必要な場合の走行時には、エンジン２の出力を増加し、第１モータジェネレータで発電した余剰電力を蓄電池７に充電する。
【００６６】
次に、充電器の冷却制御について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図２に示すように、制御装置８は、ステップ１で、ユーザーからの指示に基づいて、充電要求があるか否かを判定する。充電要求がある場合には、ステップ２で充電器５の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。
【００６７】
充電器５の温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器温度」ともいう）が９０℃であるときはＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度は９０℃よりも高い温度、例えば１１０℃〜１２０℃程度と想定される。ここではＩＧＢＴの許容上限温度は１２５℃以下であるから、充電器温度が９０℃以下であれば、充電運転を実施する上で、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【００６８】
そこで、ステップ２で充電器温度が９０℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。このとき制御装置８は、充電器５を充電装置として機能するように制御することで、商用電源６０の交流電力を直流電力に変換して蓄電池７への充電を実施する。この充電器５の作動によって、ＩＧＢＴが発熱していくことになる。一方、ステップ２で９０℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【００６９】
次にステップ５では、充電器５の発熱が伝達しているエンジン２の外装ケースの温度（以下、単に、「エンジン温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。エンジン２の温度は、温度センサ３１によって検出されるエンジン２の外装ケースの温度であり、所定値は、例えば６０℃とする。
【００７０】
エンジン２の外装ケースの温度が６０℃未満であるときは、充電器温度は例えば９０℃未満であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２０℃未満と想定される。ここでは、エンジン温度が６０℃未満であれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、エンジン２の外装ケースの温度が６０℃以上であるときは、充電器温度は例えば９０℃以上であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、エンジン温度が６０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００７１】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定すると、エンジン２を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、エンジン２を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、エンジン２を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２や充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。なお、送風機４ａの運転により、エンジン２を設置している空間の空気を動かし、また、当該空間に外気を取り入れることも可能になるため、雰囲気温度を低下させる効果も奏する。
【００７２】
ステップ１で、充電要求がないと判定すると、ステップ１０で充電停止の処理を実行し、本フローチャートを終了する。このように充電器の冷却制御では、充電運転中、または充電運転開始前にエンジン温度が高い場合にエンジン２を冷却するのである。また、充電器の冷却制御では、ステップ１で、充電要求なしと判定するまで、充電器温度及びエンジン温度を監視し、冷却必要条件が成立するか否かによってエンジン２の冷却要否を判定し続け、ＩＧＢＴの温度管理を行うのである。
【００７３】
以上のＩＧＢＴの温度管理（充電器の冷却制御）により、ＩＧＢＴの温度、充電器筐体の温度、エンジン温度は、図３に示すように推移する。図３は、走行直後に充電を開始したときの充電器の冷却実施と各部の温度との関係を示したチャート図である。このように、ＩＧＢＴの温度、充電器筐体の温度、エンジン温度は、冷却の実施によって急激に温度低下し、冷却必要条件を満たさない状態になって冷却を停止すると、徐々に温度上昇するものの、しばらくは冷却必要条件を満たす状態まで上昇せず、安定するようになる。また、車両用充電装置２０においては、図４に示す温度推移と比較して、充電器筐体温度と雰囲気温度との温度差が小さくなっていることがわかる。
【００７４】
図４は、エンジン２と充電器５が熱移動可能に一体に構成されていない装置、すなわち、エンジン２と充電器５が熱的につながっていない装置における、温度推移を示している。つまり、充電器の冷却制御は、図４に示すような充電器の冷却を実施しない場合の各部の温度推移となることを回避して、充電器５が長く適正な機能を発揮し続けることに寄与している。
【００７５】
本実施形態の車両用充電装置２０がもたらす作用効果を以下に述べる。充電器５は、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、エンジン２の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させてエンジン２を冷却する制御を実施する（ステップ５、ステップ６）。
【００７６】
これによれば、充電器５を冷却する熱経路として、充電器５からエンジン２、さら冷却装置によるエンジン２の冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器５の熱をエンジン２に移動させて冷却する構造を備えることで、充電器５の熱移動経路が増加するため、充電器５の効率的な冷却が図れ、充電器５の冷却能力を向上することができる。さらにエンジン２は、充電器５に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する冷却水回路１等の装置を持っていることから、上記放熱経路を構築することにより、充電器５からエンジン２への大きな熱移動量を獲得することができる。したがって、充電器５からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器５の冷却能力向上を図ることができる。
【００７７】
また、上記の冷却装置は、エンジン２を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１と、冷却水を冷却水回路１に強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１の一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。
【００７８】
この構成によれば、エンジン２の冷却のために搭載されている装置を充電器５の冷却装置として使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することにより充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器５の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両においてエネルギーの有効利用が実施できる。
【００７９】
また、上記の冷却装置は、エンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａで構成される。この構成によれば、エンジン２に対して空気流を提供することにより、冷却するため、充電器５の冷却装置として要する部品点数を減らし、当該冷却装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジン２の冷却のために搭載される装置に含まれる送風機４ａを冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することにより充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
第２実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図５は、第２実施形態に係る車両用充電装置２０Ａを示した構成図である。図６は、第２実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図５に示す車両用充電装置２０Ａは、充電器５と一体に構成される走行用モータ４０を冷却対象とすることが異なっている。図６に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ５Ａが異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００８１】
図５に示すように、充電器５は、走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、走行用モータ４０の外装ケースに別部品である充電器の外装ケース５２が接触して固定されて一体となること、走行用モータ４０の外装ケースと充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、走行用モータ４０の外装ケース及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５と走行用モータ４０との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２と走行用モータ４０の外装ケースを介して、走行用モータ４０に伝達される。
【００８２】
また、走行用モータ４０の外装ケースと別部品である充電器の外装ケース５２との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【００８３】
冷却装置は、走行用モータ４０を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１Ａと、冷却水を冷却水回路１Ａに強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１Ａの一部に設けられ、冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。制御装置８は、ウォーターポンプ３を動作させて冷却水回路１Ａに冷却水を循環させ、さらに送風機４ａを動作させてラジエータ４で冷却水と空気の熱交換を行う。これにより、走行用モータ４０は、ラジエータ４で放熱する冷却水が走行用モータ４０の内部を流通することによって冷却される。
【００８４】
また、制御装置８は、冷却水の循環を実施せず、送風機４ａを動作させて走行用モータ４０に直接風を当てることによって、走行用モータ４０を冷却し、走行用モータ４０に伝達している充電器５の熱を外部に放出するようにしてもよい。この場合、冷却装置は、冷却対象である走行用モータ４０に対して空気流を提供する送風機４ａで構成されることになる。
【００８５】
このように制御装置８は、走行用モータ４０の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータ４０を冷却する。このような冷却装置によれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、走行用モータ４０の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。また、送風機４ａに提供される空気流れを走行用モータ４０に直接当てる場合には、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、走行用モータ４０の外装ケース、空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。
【００８６】
次に、充電器の冷却制御について、図６を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【００８７】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【００８８】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【００８９】
次にステップ５Ａでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。
【００９０】
充電器筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が９０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００９１】
ステップ５Ａで充電器筐体温度が９０℃以上であると判定すると、走行用モータ４０を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、走行用モータ４０を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介して走行用モータ４０の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、走行用モータ４０の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５Ａで充電器筐体温度が９０℃未満であると判定すると、走行用モータ４０を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動して走行用モータ４０や充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【００９２】
なお、ステップ５Ａで、充電器筐体温度を、走行用モータ４０の外装ケースの温度と置き換えてもよい。この場合には、所定値は、例えば６０℃とする。走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃未満であるときは、充電器筐体温度は例えば９０℃未満であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２０℃未満と想定される。ここでは、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃未満であれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃以上であるときは、充電器筐体温度は例えば９０℃以上であると想定され、これに伴いＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、走行用モータ４０の外装ケースの温度が６０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【００９３】
本実施形態の車両用充電装置２０Ａがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ａにおいて、充電器５は、走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。制御装置８は、走行用モータ４０の温度または充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させて走行用モータを冷却する。
【００９４】
これによれば、充電器５を冷却する熱経路として、充電器５から走行用モータ４０、さら冷却装置による走行用モータ４０の冷却へとつながる放熱経路を構築することができる。このように充電器５の熱を走行用モータ４０に移動させて冷却する構造を有することで、充電器５の熱移動経路が増加するため、充電器５の効率的な冷却が図れ、充電器５の冷却能力を向上することができる。さらに走行用モータ４０は、充電器５に比べて体格が大きいため放熱面積が大きく、また自身を冷却する冷却水回路１Ａ等の装置を持っていることから、上記放熱経路することにより、充電器５から走行用モータ４０への熱移動量を大きく獲得することができる。したがって、充電器５からの放熱を効果的に排出する放熱経路の構築によって、充電器５の冷却能力向上を図ることができる。
【００９５】
また、上記の冷却装置は、走行用モータ４０を冷却する冷却水が循環する冷却水回路１Ａと、冷却水を強制的に循環させるウォーターポンプ３と、冷却水回路１Ａの一部に設けられ冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ４と、ラジエータ４に対して冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機４ａと、を有して構成される。
【００９６】
この構成によれば、エンジン２の冷却のために搭載されている装置を充電器５の冷却装置として使用するため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。また、エンジン冷却の制御が行われるときに同時に充電器５の冷却を行うこともできるので、充電器冷却のための冷却装置の駆動機会を減らすことも可能であり、車両においてエネルギーの有効利用が実施できる。
【００９７】
また、上記の冷却装置は、走行用モータ４０に対して空気流を提供する送風機４ａで構成される。この構成によれば、エンジン２に対して空気流を提供することにより、充電器５を冷却するため、充電器５の冷却装置に要する部品点数を減らし、当該装置の搭載スペースの低減を図ることができる。また、エンジンの冷却のために搭載される装置に含まれる送風機を充電器５の冷却装置として使用することが可能であるため、充電器冷却のための専用の装置を搭載する必要がなく、冷却の制御を工夫することで充電器５の冷却能力の向上を図ることができる。
【００９８】
（第３実施形態）
第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図７は、第３実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図７に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ５Ｂが異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図７を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【００９９】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１００】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１０１】
次にステップ５Ｂでは、ＩＧＢＴの温度が所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、ステップ２Ａの所定値よりも低温であり、例えば１１０℃とする。
【０１０２】
ＩＧＢＴの温度が１１０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、ＩＧＢＴの温度が１１０℃以上であるときは、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１０３】
ステップ５ＢでＩＧＢＴの温度が１１０℃以上であると判定すると、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ１に進み、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２や走行用モータ４０の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２や走行用モータ４０の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。また、ステップ５ＢでＩＧＢＴの温度が１１０℃未満であると判定すると、エンジン２や走行用モータ４０を冷却する必要はないため、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止し、ステップ１に進む。また、ステップ６では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２、走行用モータ４０または充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【０１０４】
（第４実施形態）
第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図８は、第４実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図９は、図８のステップ８で使用する充電電力算出マップである。図８に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ及びステップ８が異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１０５】
制御装置８は、充電器の冷却制御に関わる予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。記憶しているマップの中には、充電運転時の充電電力を算出するために用いられる充電電力算出マップが含まれている。
【０１０６】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１０７】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１０８】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定して、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動した場合には、次にステップ８に進み、図９に示す充電電力算出マップにしたがって充電運転時の充電電力を算出する。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定して、ステップ７でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止した場合にも、ステップ８に進み、図９に示す充電電力算出マップにしたがって充電運転時の充電電力を算出する。
【０１０９】
ステップ８では、図９に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３０によって検出される充電器筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図９に示す充電電力算出マップは、一例であるが、充電器筐体温度が９０℃以下のときは３．３ｋＷの充電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に充電電力を算出する。
【０１１０】
第４実施形態の充電器の冷却制御では、充電運転時の充電電力を充電器筐体温度、ＩＧＢＴ温度、エンジン温度等に応じて決定し、特にこれらの温度が高いと判断した場合には充電電力を低減するように決定する。このように充電電力を決定することにより、充電器５の温度が好ましくない温度に上昇しないように適切な温度制御を実施できるのである。
【０１１１】
（第５実施形態）
第５実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１０は、第５実施形態に係る車両用充電装置２０Ｂを示した構成図である。図１１は、第５実施形態において、充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１０に示す車両用充電装置２０Ｂは、空調用冷媒サイクル１１Ａと充電器５に関わる構成が異なっている。図１１に示すフローチャートでは、図２に対してステップ８Ａ及びステップ８Ａ１が異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１１２】
図１０に示すように、充電器５は、冷媒が減圧されて低圧になる空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０と熱移動可能に一体に構成されている。空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０とは、冷媒が減圧器１６で減圧されてから電動圧縮機１２に吸入されるまでの間に係る通路のことである。すなわち、当該通路は、冷媒が流れる配管や筐体であり、空調用冷媒サイクル１１において、減圧器１６の出口から電動圧縮機１２の吸入口に至る領域の通路である。
【０１１３】
充電器５と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０とが熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、充電器の外装ケース５２に別部品である空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０をなす配管や筐体が接触して固定されて一体となること、当該配管や筐体と充電器の外装ケース５２とが一つの部品で構成されて一体になること等であって、当該配管や筐体及び充電器の外装ケース５２の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。
【０１１４】
このような構成によれば、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０の配管等を介して、低圧冷媒（例えば、０℃程度の冷媒）によって吸熱される。また、制御装置８は、充電器５の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは冷却装置を動作させること、空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて低圧冷媒等によって、充電器５を冷却する。
【０１１５】
車両用充電装置２０Ｂによれば、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を流れ、外部に放出される。さらに空調用冷媒サイクル１１Ａが動作すると、充電器５の熱は、充電器の外装ケース５２、空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０の配管等、冷媒へと伝達する放熱経路を流れて放出される。
【０１１６】
また、充電器の外装ケース５２と空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０をなす別部品の配管等との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１１７】
次に、充電器の冷却制御について、図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１１８】
ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、エンジン２を冷却する必要があるため、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してエンジン２を冷却し、ステップ８Ａに進む。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、ステップ８Ａに進む。
【０１１９】
ステップ８Ａでは、充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば９０℃とする。
【０１２０】
充電器筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が９０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１２１】
ステップ８Ａで充電器筐体温度が９０℃以上であると判定すると、さらに充電器５を冷却する必要があるため、制御装置８は、さらにステップ８Ａ１で空調用冷媒サイクル１１Ａを駆動して、低圧冷媒によって充電器５を冷却し、ステップ１に進む。これによって、充電器の外装ケース５２に伝達したＩＧＢＴの熱は、充電器の外装ケース５２の冷却によって冷媒に移動し、外部に放出される。ステップ８Ａで充電器筐体温度が９０℃未満であると判定すると、空調用冷媒サイクル１１Ａを駆動することなく、ステップ１に進む。
【０１２２】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｂがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ｂにおいて、充電器の外装ケース５２は、冷媒が減圧されて低圧になる空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０と熱移動可能に一体に構成されている。そして、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときは、ステップ６により冷却装置を動作させ、さらに空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させる制御を実施する（ステップ８Ａ１）。
【０１２３】
これによれば、ステップ５によって冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置による冷却と空調用冷媒サイクル１１Ａの駆動による充電器５の直接的な冷却とを両方実施し（ステップ６、ステップ８Ａ１）、充電器５の温度上昇を速やかに抑制することができる。この制御により、充電器５の温調が確実に実現でき、様々な状況において、充電動作及び走行用モータの駆動を適正な状態で実施することができる。
【０１２４】
また、車両用充電装置２０Ｂにおいて、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても（ステップ５、ステップ６）、さらに充電器５の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて充電器５を直接的に冷却する（ステップ８Ａ、ステップ８Ａ１）。
【０１２５】
これによれば、ステップ６による冷却処理だけでは、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって、さらに充電器５を直接的に冷却して、充電器５の熱を吸熱することができる。したがって、ステップ６による冷却とステップ８Ａ１による充電器５の直接的冷却との二段構えの冷却処理によって、充電器５の冷却を確実に行えるとともに、広範囲にわたる充電器５の温度調節を実施することができる。
【０１２６】
また、第５実施形態の空調用冷媒サイクルの低圧力部１１０は、充電器の外装ケース５２と熱移動可能に一体に構成されている形態に限らず、充電器５と一体に構成される走行用モータ４０またはエンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されるようにしてもよい。そして、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときは、ステップ６により冷却装置を動作させ、さらに空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させる制御を実施する（ステップ８Ａ１）。
【０１２７】
これによれば、ステップ５によって冷却必要温度条件が成立するときには、冷却装置による冷却と空調用冷媒サイクル１１Ａの駆動による走行用モータ４０またはエンジン２の冷却とを両方実施し（ステップ６、ステップ８Ａ１）、充電器５の温度上昇を速やかに抑制することができる。この制御により、充電器５の温調が確実に実現でき、様々な状況において、充電動作及び走行用モータの駆動を適正な状態で実施することができる。
【０１２８】
また、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときに冷却装置を動作させても（ステップ５、ステップ６）、さらに充電器５の冷却が必要であると判断すると空調用冷媒サイクル１１Ａを動作させて走行用モータ４０またはエンジン２を冷却する（ステップ８Ａ、ステップ８Ａ１）。
【０１２９】
これによれば、ステップ６による冷却処理だけでは、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却が不十分である場合、空調用冷媒サイクルの低圧冷媒によって走行用モータ４０またはエンジン２をさらに冷却して、充電器５の熱を吸熱することができる。したがって、ステップ６による冷却処理とステップ８Ａ１による走行用モータ４０またはエンジン２の冷却処理との二段構えの冷却処理によって、充電器５の冷却を確実に行えるとともに、広範囲にわたる充電器５の温度調節を実施することができる。
【０１３０】
（第６実施形態）
第６実施形態は、車両用充電装置の構成及び充電器の冷却制御について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１２は、第６実施形態に係る車両用充電装置２０Ｃを示した構成図である。図１３は、車両用充電装置２０Ｃにおける充電器５Ａの構成を示す回路図である。図１４は、第６実施形態において充電器５Ａの冷却制御を説明するフローチャートである。図１５は、図１４のステップ８Ｂ２で使用する充電電力算出マップである。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１３１】
図１２及び図１３に示すように、車両用充電装置２０Ｃにおいて、充電器５Ａは、さらに電動圧縮機１２Ａの作動を制御するインバータ５０Ａを内蔵し、電動圧縮機１２Ａに一体に構成されている。充電器５Ａは、電動圧縮機１２Ａ内に吸入された冷媒が圧縮機構１２ａによって圧縮される前に流れる通路に面した部位において、ハウジング１２０に一体になっている。つまり、充電器５Ａの熱は、電動圧縮機１２Ａ内で圧縮される前の冷媒によって吸熱されることになる。
【０１３２】
電動圧縮機１２Ａは、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。電動圧縮機１２Ａは、金属製の取り付け脚部１２３によってエンジン２の外装ケースに熱移動可能に固定されている。
【０１３３】
両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、電動圧縮機１２Ａのハウジング１２０に別部品である充電器の外装ケース５２Ａが接触して固定されて一体となること、ハウジング１２０と充電器の外装ケース５２Ａとが一つの部品で構成されて一体になること等であって、ハウジング１２０及び充電器の外装ケース５２Ａの両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器５Ａと電動圧縮機１２Ａとの接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５Ａからの発熱は、充電器の外装ケース５２Ａとハウジング１２０を介して、エンジン２に伝達される。また、ハウジング１２０と別部品である充電器の外装ケース５２Ａとの間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１３４】
温度センサ３２は、ハウジング１２０の温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ３２によって検出された温度信号は制御装置９に出力される。電動圧縮機１２Ａ及び充電器５Ａの間の伝熱性は良好に保たれているため、温度センサ３０，３２のいずれかの検出温度を監視することで、充電器５Ａが冷却必要な状態であるか否かを判断することができる。また、温度センサ３１によって検出される温度を監視して、充電器５Ａが冷却必要な状態であるか否かを判断することもできる。
【０１３５】
制御装置９Ａは、インバータ５０Ａの作動制御及び充電器５Ａの制御を行い、送風機１４及び送風機１８の作動制御、減圧器１６の作動制御により、冷凍サイクルによる空調制御を行う。制御装置９Ａは、電動圧縮機１２Ａの制御、充電器５Ａの制御に関わる、予め設定され、または更新可能な制御プログラムやマップを有し、これらを記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶している。制御装置８Ａは、エンジン２、冷却装置等の作動を制御する電子制御装置である。制御装置８Ａは、例えば、各種ＥＣＵと通信可能に構成される車両制御ＥＣＵであってもよい。
【０１３６】
充電器５Ａは、商用電源６０からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池７に充電する。走行用モータ６は、例えば車両のイグニッションスイッチやスタートスイッチ等がオンにされて車両が走行可能であるときに、制御装置９Ａによって制御され、走行用モータ６への電力供給が行われ、駆動される。さらに充電器５Ａは、この充電器としての機能に加え、電動圧縮機１２Ａの作動を制御することにより、空調用冷媒サイクル１１の作動を制御する機能を有する。つまり、充電器５Ａは、蓄電池７への充電装置としての機能と、電動圧縮機１２Ａを駆動するインバータとしての機能と、を併せ持つ複数機能一体型の装置である。
【０１３７】
図１３に示すように、充電器５Ａは、インバータ５０Ａと、各種リレー５３、５６、５７、昇圧コンバータ５０Ｂと、を含む。昇圧コンバータ５０Ｂは、リアクトルＬと、ＩＧＢＴ（Insulated Gate BipolarTransistor）５０Ｂ１，５０Ｂ２とを含む。リアクトルＬは、リレー５３に一端が接続され、ＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の接続点に他端が接続される。リレー５３は、昇圧コンバータ５０Ｂに対してインバータ５０Ａ側を接続する。電流センサ５４は、リアクトルＬからＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の接続点に流れる電流を検出する。昇圧コンバータ５０Ｂと蓄電池７は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２によって接続される。蓄電池７から供給される直流電圧は、昇圧コンバータ５０Ｂへ出力される。また、昇圧コンバータ５０Ｂから出力される直流電圧によって蓄電池７が充電される。
【０１３８】
電圧センサ５８は、商用電源６０の電圧を検出する。商用電源６０からの電力は、ノイズフィルタ５９を通って供給されるようになっている。リレー５６は、インバータ５０Ａに対して商用電源６０を接続する。リレー５７は、インバータ５０Ａに対して電動圧縮機１２Ａのモータ１２１を接続する。電圧センサ５５は、蓄電池７の電圧を検出する。
【０１３９】
インバータ５０Ａは、ＩＧＢＴ５０Ａ１，５０Ａ２，５０Ａ３，５０Ａ４，５０Ａ５，５０Ａ６で構成されている。インバータ５０Ａは、この６個のスイッチ部のオン、オフが切り替わる作動によって、蓄電池７から印加される直流電力を３相の交流電力に変換して圧縮機用のモータ１２１へ駆動電力として供給する。インバータ５０Ａは、電力ロスによって発熱するため、冷却を必要とする冷却必要部品であり、その発熱は、充電器の外装ケース５２Ａに伝達し、さらに電動圧縮機１２Ａを介してエンジン２の外装ケースに熱移動する。制御回路５１Ａは、ＩＧＢＴ５０Ａ１〜５０Ａ６、及びＩＧＢＴ５０Ｂ１，５０Ｂ２の切替え作動に関係する各種の電子部品を備え、制御装置９Ａによってその作動が制御される。
【０１４０】
充電器５Ａは、上記のように、充電動作と、電動圧縮機１２Ａの動作を併せ持つ複数機能一体型の装置であるため、充電器５Ａの充電動作と空調用冷媒サイクル１１の動作は時分割で行われ、すなわち同時でなく別々に行われる。
【０１４１】
また、電動圧縮機１２Ａは、上記第２実施形態で示す走行用モータ４０の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されるものであってもよい。すなわち、本実施形態の車両用充電装置は、図１２のエンジン２を図５の走行用モータ４０に置き換える構成であってもよい。
【０１４２】
次に、充電器の冷却制御について、図１４及び図１５を参照して説明する。図１４に示すフローチャートでは、図２に対してステップ８Ｂ、ステップ８Ｂ１、ステップ８Ｂ２、ステップ８Ｂ３、及びステップ８Ｂ４が異なっている。以下、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１４３】
ステップ５でエンジン温度が６０℃以上であると判定すると、ステップ６でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動してステップ８Ｂに進む。また、ステップ５でエンジン温度が６０℃未満であると判定すると、ステップ８Ｂに進む。
【０１４４】
次にステップ８Ｂでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している電動圧縮機のハウジング１２０の温度（以下、単に、「圧縮機筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。圧縮機筐体温度は、温度センサ３２によって検出される電動圧縮機のハウジング１２０の温度であり、所定値は、例えば９５℃とする。
【０１４５】
圧縮機筐体温度が９５℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、圧縮機筐体温度が９５℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近く、あるいはそれ以上に達していると想定される。ここでは、圧縮機筐体温度が９５℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１４６】
ステップ８Ｂで圧縮機筐体温度が９５℃以上であると判定すると、充電器５Ａを冷却する必要があるため、ステップ８Ｂ３で充電停止の処理を実行し、さらにステップ８Ｂ４で空調用冷媒サイクル１１を駆動してステップ１に進む。この処理により、電動圧縮機１２Ａの内部を流れる低圧冷媒によって充電器５Ａを冷却し、ステップ１に進む。そして、充電器の外装ケース５２Ａに伝達したＩＧＢＴの熱は、ハウジング１２０を介した外装ケース５２Ａの冷却によって冷媒に移動し、外部に放出される。
【０１４７】
ステップ８Ｂで圧縮機筐体温度が９５℃未満であると判定すると、さらにステップ８Ｂ１で、圧縮機筐体温度が９０℃以上であるか否かを判定する。圧縮機筐体温度が９０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はなく冷却は不要であると判断できる。したがって、充電器５Ａの冷却を実施することなくステップ１に進む。
【０１４８】
一方、圧縮機筐体温度が９０℃以上であるときは、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断でき、ステップ８Ｂ２では、図１５に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３２によって検出される圧縮機筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図１５に示す充電電力算出マップは、一例であるが、圧縮機筐体温度が９０℃以下のときは３．３ｋＷの充電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に充電電力を算出する。
【０１４９】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｃがもたらす作用効果を以下に述べる。本実施形態の充電器の冷却制御では、充電運転時の充電電力を充電器筐体温度、圧縮機筐体温度に応じて決定し、特にこれらの温度が高いと判断した場合には充電電力を低減するように決定する。このように充電電力を決定することにより、充電器５Ａの温度が好ましくない温度に上昇しないように適切な温度制御を実施できるのである。つまり、充電器５Ａの充電時には、充電器５Ａの温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われるのである。
【０１５０】
したがって、本実施形態によれば、電動圧縮機１２Ａに一体に設けられた充電器５Ａの温度状態に基づいて、充電可能な電力を決定して充電を行うため、適正な充電が行われることと、充電器５Ａを冷却する能力の確保との両方を満たす装置を提供できる。
【０１５１】
また、圧縮機筐体温度が所定温度（例えば９５℃）以上であり、充電器５Ａの冷却を必要とする場合には、充電実施状態であっても強制的に充電を停止し、空調用冷媒サイクル１１の駆動により低圧冷媒を用いて、速やかに充電器５Ａを冷却することができる。
【０１５２】
また、圧縮機筐体温度が、空調用冷媒サイクル１１を駆動させて冷却する温度（９５℃）以上）よりも低いが、９０℃以上である場合は、充電時の充電電力を圧縮機筐体温度に応じて決定した電力値に低減して充電を継続する。これにより、充電を中断しないでユーザーの充電要求を満たしつつ、充電器５Ａを適正な温度に制御することができる。
【０１５３】
（第７実施形態）
第７実施形態は、車両用充電装置の構成について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１６は、第７実施形態に係る車両用充電装置２０Ｄを示した構成図である。図１６に示す車両用充電装置２０Ｄは、充電器５Ｂが外部に向けて突出する放熱用フィン６１を有することが異なっている。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１５４】
図１６に示すように、充電器５Ｂは、その外装ケース５２と熱移動可能に一体に構成される放熱用フィン６１を備えている。放熱用フィン６１は、送風機４ａが提供する空気流が当たる部位に設けられている。また、両者が熱移動可能に一体に構成されるとは、例えば、充電器の外装ケース５２に別部品である放熱用フィン６１が接触して固定されて一体となること、充電器の外装ケース５２と放熱用フィン６１とが一つの部品で構成されて一体になること等である。また、充電器の外装ケース５２及び放熱用フィン６１の両方が伝熱性を有する素材（例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属材料）で形成されていることである。このため、充電器の外装ケース５２と放熱用フィン６１との接触部の熱抵抗が低下するように構成されている。このような構成により、充電器５Ｂからの発熱は、充電器の外装ケース５２を介して、放熱用フィン６１に伝達される。
【０１５５】
また、充電器の外装ケース５２と別部品である放熱用フィン６１との間には、熱伝導グリス等の熱伝導性を高める部材を設けるようにしてもよい。
【０１５６】
また、制御装置８は、冷却必要温度条件を満たすときには、冷却装置である送風機４ａによって走行用モータ４０またはエンジン２に対して空気流を提供する。これにより、放熱用フィン６１の表面が冷却風により冷却されるため、放熱用フィン６１からの放熱が促進し、充電器５Ｂの熱が放熱用フィン６１を介して外部空気に放出される。
【０１５７】
また、制御装置８は、送風機４ａによる冷却風の提供に加え、ウォーターポンプ３を駆動して冷却水の循環を実施してもよい。この場合、放熱用フィン６１を介した放熱に加え、ラジエータ４での熱交換による空気へと伝達する放熱経路を活用することができる。
【０１５８】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｄがもたらす作用効果を以下に述べる。車両用充電装置２０Ｄは、冷却装置として、冷却必要温度条件を満たすときに、走行用モータ４０またはエンジン２に対して空気流を提供する送風機４ａを備える。充電器５Ｂは外部に向けて突出する放熱用フィン６１を有する。放熱用フィン６１は、送風機４ａの提供する空気流が当たる部位に設けられている。
【０１５９】
これによれば、充電器５Ｂは、外装ケース５２に熱移動可能に一体である放熱用フィン６１を備えることにより、放熱面積を拡大することができ、充電器筐体と雰囲気（充電器５Ｂの周囲空気）との間の熱抵抗を低減することができる。さらに、送風機４ａの提供する空気流が放熱用フィン６１に当たるため、充電器筐体と雰囲気との熱伝達が促進され、当該熱抵抗の低減にさらに貢献する。このように当該熱抵抗の低減が大きいことにより、充電器筐体と雰囲気との温度差が低減するため、ＩＧＢＴの温度低下効果が大きくなる。
【０１６０】
（第８実施形態）
第８実施形態は、車両用充電装置の構成について、第１実施形態を変更する実施形態である。図１７は、第８実施形態に係る車両用充電装置２０Ｅを示した構成図である。図１７に示す車両用充電装置２０Ｅは、充電器５がエンジン２に対して一体に構成される位置に特徴がある。以下、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１６１】
図１７に示すように、充電器５は、エンジン２の内部に形成されている冷却水の通路２ａの外側部位において、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成されている。つまり、エンジン２内部に形成される冷却水の通路２ａの少なくとも一部は、エンジン２の外装ケースを介して充電器の外装ケース５２と対向する位置にある。このような構成により、充電器５からの発熱は、充電器の外装ケース５２及びエンジン２の外装ケースを介して、冷却水の通路２ａに伝達され、冷却水によって吸熱される。
【０１６２】
本実施形態の車両用充電装置２０Ｅによれば、充電器５は、エンジン２の内部に形成されている冷却水の通路２ａの外側部位において、エンジン２の外装ケースと熱移動可能に一体に構成される。
【０１６３】
これによれば、エンジン２内部の冷却水の通路２ａを充電器５に接近させる構成により、エンジン２を介した充電器５からの放熱経路において、充電器の外装ケース５２、エンジン２の外装ケース、冷却水、ラジエータ４における周囲空気と伝わる経路での熱抵抗を低減することができる。したがって、放熱経路が多様化し、ＩＧＢＴの冷却効果を向上することができる。
【０１６４】
（第９実施形態）
第９実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図１８は、第９実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１８に示すフローチャートでは、図２に対してステップ６Ａ及びステップ６Ａ１が異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図１８を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。
【０１６５】
ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、次に、ステップ６Ａで、充電に要する充電実施時間が、充電器５が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間よりも長いか否かを判定する。充電実施時間は、次に車両の走行を開始する走行予定時刻を用いて算出したり、充電終了予定時刻を用いて算出したりする。走行予定時刻または充電終了予定時刻は、ユーザーからの時刻入力による指令、充電運転を行う際の自動充電制御に伴う制御装置８からの指令等によって決定されるものとする。
【０１６６】
充電器５の温度上昇時間は、ＩＧＢＴが所定温度の一例である許容上限温度（例えば１２５℃）まで温度上昇する時間であり、時間と充電器筐体の温度との関係を実験等により規定した温度上昇算出マップを用いて求められる。この温度上昇算出マップは、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ等に予め記憶されている。
【０１６７】
ステップ６Ａで、充電実施時間が温度上昇時間よりも長いと判定すると、制御装置８は、ステップ６Ａ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動して走行用モータ４０またはエンジン２を冷却し、ステップ１に進む。これによって、充電器の外装ケース５２に伝達したＩＧＢＴの熱は、走行用モータ４０またはエンジン２の冷却によって、外部に放出される。ステップ６Ａ１で充電実施時間が温度上昇時間以下であると判定すると、冷却装置を駆動することなく、ステップ１に進む。また、ステップ６Ａ１では、送風機４ａのみを駆動してエンジン２、走行用モータ４０または充電器５に直接風を当てることにより、冷却風によって冷却を実施してもよい。
【０１６８】
本実施形態によれば、制御装置８は、蓄電池７へ外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、充電器５の温度またはこれに関連する温度を用いて充電器５が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出する。そして、当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、冷却装置を動作させて冷却する制御を実施する。
【０１６９】
例えば、エンジン２を冷却し、充電を開始してまもなく充電を停止して走行を開始する場合に、つまり、次回の走行予定時刻まで時間が短い場合に、エンジン２の暖機を不要する必要がある。この課題を解決するために、上記制御によれば、充電器筐体の温度が所定温度に達するまではエンジン２の冷却制御を実施しないようにすることにより、エンジン２の不要な冷却を抑制することができる。したがって、車両のエネルギーを有効に活用することができる。
【０１７０】
（第１０実施形態）
第１０実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図１９は、第１０実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図１９に示すフローチャートでは、図２に対してステップ２Ａ、ステップ６Ｂ及びステップ７Ｂが異なっている。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図１９を参照して説明する。なお、第１実施形態の図２に示すフローチャートに対して、異なる処理のみ説明する。本実施形態の制御は、ハイブリッド自動車に適用され、エンジン２の作動を下記のように制御することにより、エンジン２の温度を低下させて、充電器の冷却を実施するものである。
【０１７１】
ステップ１で充電要求があると判定した場合には、次にステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、充電運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１７２】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３で充電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、充電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４で充電運転を停止する処理を実行する。
【０１７３】
そして、ステップ５で、エンジン温度が６０℃（所定値の一例）以上であると判定すると、制御装置８は、ステップ６Ｂで、エンジン２の運転を「断熱膨張駆動」させるように制御する。またステップ５で、エンジン温度が６０℃未満であると判定すると、制御装置８は、ステップ７Ｂで、エンジン２の運転を「断熱膨張停止」をするように制御する。
【０１７４】
制御装置８は、燃料噴射、点火等を行わない状態で、エンジン２に連結された走行用モータ４０によってエンジン２を空転させる。特にステップ６Ｂでは、シリンダーに対する吸気及び排気を制御する吸気バルブ及び排気バルブを閉じ、この状態でピストンを下げるように制御する。この処理により、シリンダー内で断熱膨張が起こり、シリンダー内の空気温度が下がるようになる。この制御が「断熱膨張駆動」である。一方、ステップ７Ｂでは、ピストンの駆動を停止して「断熱膨張停止」を行う。ステップ６Ｂまたはステップ７Ｂの処理を実行後、ステップ１に進む。
【０１７５】
本実施形態によれば、制御装置８は、エンジン２の温度が冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わずエンジン２を空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させる制御を実施する。
【０１７６】
この制御によれば、エンジン２自体の挙動を制御して、シリンダー内を断熱膨張状態にすることにより、シリンダー内の空気温度が低下し、エンジン２の外装ケースの温度を低下させることができる。このため、充電器の外装ケース５２とエンジン２の外装ケースの温度差を大きくすることができ、充電器５からの発熱をエンジン２側に多く移動させることができる。したがって、エンジン２への放熱量が増大し、ＩＧＢＴの冷却効果を向上することができる。
【０１７７】
（第１１実施形態）
第１１実施形態は、上記第１実施形態に対して、充電器の冷却制御を変更した実施形態である。図２０は、第１１実施形態において充電器の冷却制御を説明するフローチャートである。図２１は、図２０のステップ６Ｃ３で使用する充電電力算出マップである。図２０に示すフローチャートは、図２と異なり、蓄電池７の放電要求（逆潮流要求）があった場合にも充電器の冷却制御を実施する処理を示している。
【０１７８】
本実施形態の制御は、ハイブリッド自動車に適用され、エンジン２の発電要求の有無と絡めて冷却装置の作動を制御することを特徴の一つとする。以下、本実施形態の充電器の冷却制御について、図２０及び図２１を参照して説明する。ここでは、第１実施形態に対して、異なる処理のみ説明する。
【０１７９】
図２０に示すように、制御装置８は、ステップ１Ａで、蓄電池７に蓄えられた電力を放電する「逆潮流」の要求があるか否かを判定する。逆潮流要求がある場合には、ステップ２Ａで、ＩＧＢＴ（スイッチング素子５０）の温度が予め定めた所定値以下であるか否かを判定する。この所定値は、例えば１２５℃とする。ここではＩＧＢＴの許容温度は１２５℃以下であるから、逆潮流運転を実施する上で、ステップ２ＡでＹＥＳと判定されれば、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。
【０１８０】
そこで、ステップ２ＡでＩＧＢＴの温度が１２５℃以下であると判定すると、ステップ３Ａで逆潮流動作を実行して放電運転を実施する。一方、ステップ２Ａで１２５℃を超えていると判定すると、ＩＧＢＴの発熱状態に懸念があり、放電運転の前に冷却する必要が想定され、ステップ４Ａで逆潮流運転を停止する処理を実行する。
【０１８１】
次にステップ５Ａでは、ＩＧＢＴの発熱が伝達している充電器の外装ケース５２の温度（以下、単に、「充電器筐体温度」ともいう）が所定値以上であるか否かを判定する。充電器筐体温度は、温度センサ３０によって検出される充電器の外装ケース５２の温度であり、所定値は、例えば８０℃とする。
【０１８２】
充電器筐体温度が８０℃未満であるときは、ＩＧＢＴの温度は例えば１２５℃未満であると想定され、ＩＧＢＴの発熱状態に問題はないと判断できる。一方、充電器筐体温度が８０℃以上であるときは、ＩＧＢＴの温度も例えば１２５℃近くに達していると想定される。ここでは、充電器筐体温度が８０℃以上であれば、ＩＧＢＴは冷却が必要な状態であると判断できる。
【０１８３】
ステップ５Ａで充電器筐体温度が８０℃以上であると判定すると、さらにステップ６Ｃでエンジン発電の要求があるか否かを判定する。ステップ６Ｃでエンジン発電の要求があると判定した場合は、エンジン２の冷却は発電運転を損なうため、ウォーターポンプ３は駆動せずに、ステップ６Ｃ２で送風機４ａを駆動させる。これにより、充電器の外装ケース５２やエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、送風機４ａによって提供される空気流によって冷却されて周囲空気に放出される。
【０１８４】
また、ステップ６Ｃでエンジン発電の要求がないと判定すると、エンジン２を冷却しても問題はないため、ステップ６Ｃ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａを駆動し、エンジン２及び充電器５を冷却する。これによって、充電器の外装ケース５２を介してエンジン２の外装ケースに伝達したＩＧＢＴの熱は、エンジン２の冷却によって冷却水に移動し、ラジエータ４で外部の空気に放出される。
【０１８５】
一方、ステップ５Ａで充電器筐体温度が８０℃未満であると判定すると、エンジン２や充電器５を冷却する必要はないため、ステップ５Ａ１でウォーターポンプ３及び送風機４ａの運転を停止する。
【０１８６】
ステップ５Ａ１、ステップ６Ｃ１、またはステップ６Ｃ２の処理の後は、ステップ６Ｃ３に進み、図２１に示す放電電力算出マップにしたがって放電運転時の放電電力を算出する。ステップ６Ｃ３では、図２１に示す充電電力算出マップにしたがって、温度センサ３０によって検出される充電器筐体温度から充電運転時の充電電力を算出する。図２１に示す充電電力算出マップは、一例であるが、充電器筐体温度が９０℃以下のときは１．５ｋＷの放電電力に算出され、９０℃を超えるときは温度上昇に伴い線形的に低下させる値に放電電力を算出する。
【０１８７】
ステップ６Ｃ３の処理の後は、ステップ１Ａに進み、ステップ１Ａで、逆潮流要求がないと判定すると、ステップ１０Ａで逆潮流停止の処理を実行し、本フローチャートを終了する。このように充電器の冷却制御では、放電運転中、または放電運転開始前に充電器温度等が高い場合にエンジン２を冷却するのである。また、充電器の冷却制御では、ステップ１Ａで、逆潮流要求なしと判定するまで、充電器温度等を監視し、冷却必要条件が成立するか否かによってエンジン２や充電器５の冷却要否を判定し続け、ＩＧＢＴの温度管理を行うのである。
【０１８８】
また、冷却必要条件が成立する場合には、さらにエンジン発電の要求の有無に応じて、エンジン２の冷却実施の要否を決定する。これにより、エンジン２の運転効率を損なわない充電器５の実施でき、エネルギーを有効に活用する車両を提供できる。
【０１８９】
（他の実施形態）
以上、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。
【０１９０】
上記各実施形態において、ラジエータ４に冷却水が流れることを許可するサーモバルブは所定の設定温度で作動するが、この場合、冷却水温が当該設定温度未満に下がるとラジエータ４に冷却水が流れず、エンジン２の冷却に支障が出ることがある。このような懸念がある場合には、サーモバルブの代わりに、電磁式のバルブを使用し、ラジエータ４に冷却水が流れる温度を広範囲に設定可能な構成を採用してもよい。
【０１９１】
上記各実施形態では、充電器５，５Ａにおける冷却の必要な部品として、複数のスイッチング素子５０を代表例として説明したが、冷却の対象部品としては、制御回路５１に搭載される他の電子部品等も含むものである。
【０１９２】
また、上記各実施形態では、電動圧縮機１２を駆動させるときに、送風機１４も同時に作動させるようにした。しかしながら、凝縮器１３においては、冷却用空気がなくても冷媒の熱をチューブ外表面およびフィン表面から外気に自然放出することも可能である。冷媒の冷却能力は低下するものの、外気温度によっては、送風機１４は停止させたままでもよい。
【０１９３】
また、電動圧縮機１２としてスクロール型の圧縮機構を使用するものとして説明したが、これの形態は一例にすぎず、他のピストン型やロータリー型等の圧縮機構を使用するものとしてもよい。
【０１９４】
また、空調用冷媒サイクル１１，１１Ａは、レシーバ１５を備えているが、レシーバを備えないサイクルであってもよい。また、レシーバ１５は凝縮器１３と一体の部品として設けてもよい。
【０１９５】
また、制御装置８は、様々な機器を制御する統合的な制御装置として説明したが、これに限らず、互いに通信手段によって通信可能とする複数の制御装置としてもよい。
【０１９６】
また、上記各実施形態において、フローチャートの温度条件式にヒステリシスを設けるようにしてもよい。
【０１９７】
また、上記各実施形態において、送風機１４に電力を絞る機構を設け、充電器動作において電力を絞った状態で動作させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１Ａ…冷却水回路（冷却装置）
２…エンジン
２ａ…冷却水の通路
３…ウォーターポンプ（冷却装置）
４…ラジエータ（冷却装置）
４ａ…送風機（冷却装置）
５，５Ａ，５Ｂ…充電器
６…走行用モータ
７…蓄電池
８…制御装置
１１Ａ…空調用冷媒サイクル
１２…電動圧縮機（圧縮機）
１３…凝縮器
１６…減圧器
１７…蒸発器
５０Ａ…インバータ
６１…放熱用フィン
１１０…空調用冷媒サイクルの低圧力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、
車両の走行のための駆動力を提供するエンジン（２）と、
外部電力が充電され、前記走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、
前記蓄電池への前記外部電力の充電を制御する充電器（５）と、
前記エンジンを冷却する冷却装置（１，３，４，４ａ）と、
前記冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、
を備え、
前記充電器は、前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記制御装置は、前記エンジンの温度または前記充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは前記冷却装置を動作させて前記エンジンを冷却することを特徴とする車両用充電装置。
【請求項２】
車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、
外部電力が充電され、前記走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、
前記蓄電池への前記外部電力の充電を制御する充電器（５）と、
前記走行用モータを冷却する冷却装置（１Ａ，３，４，４ａ）と、
前記冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、
を備え、
前記充電器は、前記走行用モータの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記制御装置は、前記走行用モータの温度または前記充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは前記冷却装置を動作させて前記走行用モータを冷却することを特徴とする車両用充電装置。
【請求項３】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンまたは前記走行用モータを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１，１Ａ）と、前記冷却水を前記冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、前記冷却水回路の一部に設けられ、前記冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、前記ラジエータに対して前記冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンまたは前記走行用モータに対して空気流を提供する送風機（４ａ）で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項５】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器と一体に構成される前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときは、さらに前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項６】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器と一体に構成される前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときに前記冷却装置を動作させても、さらに前記走行用モータまたは前記エンジンの冷却が必要であると判断すると前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項７】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときは、さらに前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項８】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときに前記冷却装置を動作させても、さらに前記充電器の冷却が必要であると判断すると前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項９】
少なくとも電動圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記電動圧縮機は、前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記充電器（５Ａ）は、さらに前記電動圧縮機の作動を制御するインバータ（５０Ａ）を内蔵して、前記電動圧縮機に一体に構成され、
前記充電器の充電動作と前記空調用冷媒サイクルの動作は同時でなく別々に行われ、
前記充電器の充電時には、前記充電器の温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項１０】
前記冷却装置として、前記冷却必要温度条件を満たすときに、前記走行用モータまたは前記エンジンに対して空気流を提供する送風機（４ａ）を含み、
前記充電器（５Ｂ）は外部に向けて突出する放熱用フィン（６１）を有し、当該放熱用フィンは、前記送風機が提供する前記空気流が当たる部位に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項１１】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１）と、前記冷却水を前記冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、前記冷却水回路の一部に設けられ、前記冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、前記ラジエータに対して前記冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成され、
前記充電器は、前記エンジン内部に形成されている前記冷却水の通路（２ａ）の外側部位において、前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記蓄電池へ前記外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、前記充電器の温度またはこれに関連する温度を用いて前記充電器が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出し、
当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、前記冷却装置を動作させて冷却することを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記エンジンの温度が前記冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わず前記エンジンを空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させることを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項１】
車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、
車両の走行のための駆動力を提供するエンジン（２）と、
外部電力が充電され、前記走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、
前記蓄電池への前記外部電力の充電を制御する充電器（５）と、
前記エンジンを冷却する冷却装置（１，３，４，４ａ）と、
前記冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、
を備え、
前記充電器は、前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記制御装置は、前記エンジンの温度または前記充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは前記冷却装置を動作させて前記エンジンを冷却することを特徴とする車両用充電装置。
【請求項２】
車両の走行のための駆動力を提供する走行用モータ（６）と、
外部電力が充電され、前記走行用モータに供給するための電力を蓄える蓄電池（７）と、
前記蓄電池への前記外部電力の充電を制御する充電器（５）と、
前記走行用モータを冷却する冷却装置（１Ａ，３，４，４ａ）と、
前記冷却装置の作動を制御する制御装置（８）と、
を備え、
前記充電器は、前記走行用モータの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記制御装置は、前記走行用モータの温度または前記充電器の温度が予め定めた冷却必要温度条件を満たすときは前記冷却装置を動作させて前記走行用モータを冷却することを特徴とする車両用充電装置。
【請求項３】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンまたは前記走行用モータを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１，１Ａ）と、前記冷却水を前記冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、前記冷却水回路の一部に設けられ、前記冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、前記ラジエータに対して前記冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項４】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンまたは前記走行用モータに対して空気流を提供する送風機（４ａ）で構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項５】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器と一体に構成される前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときは、さらに前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項６】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器と一体に構成される前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースは、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときに前記冷却装置を動作させても、さらに前記走行用モータまたは前記エンジンの冷却が必要であると判断すると前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項７】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときは、さらに前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項８】
少なくとも圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記充電器は、冷媒が減圧されて低圧になる当該空調用冷媒サイクルの低圧力部（１１０）と熱移動可能に一体に構成されており、
前記制御装置は、前記冷却必要温度条件を満たすときに前記冷却装置を動作させても、さらに前記充電器の冷却が必要であると判断すると前記空調用冷媒サイクルを動作させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項９】
少なくとも電動圧縮機（１２）、凝縮器（１３）、減圧器（１６）及び蒸発器（１７）が配管によって接続されて構成され、冷媒が循環する空調用冷媒サイクル（１１Ａ）を備え、
前記電動圧縮機は、前記走行用モータまたは前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成され、
前記充電器（５Ａ）は、さらに前記電動圧縮機の作動を制御するインバータ（５０Ａ）を内蔵して、前記電動圧縮機に一体に構成され、
前記充電器の充電動作と前記空調用冷媒サイクルの動作は同時でなく別々に行われ、
前記充電器の充電時には、前記充電器の温度またはこれに関連する温度に応じて制御される電力によって充電動作が行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項１０】
前記冷却装置として、前記冷却必要温度条件を満たすときに、前記走行用モータまたは前記エンジンに対して空気流を提供する送風機（４ａ）を含み、
前記充電器（５Ｂ）は外部に向けて突出する放熱用フィン（６１）を有し、当該放熱用フィンは、前記送風機が提供する前記空気流が当たる部位に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用充電装置。
【請求項１１】
前記冷却装置は、冷却対象である前記エンジンを冷却する冷却水が循環する冷却水回路（１）と、前記冷却水を前記冷却水回路に強制的に循環させるウォーターポンプ（３）と、前記冷却水回路の一部に設けられ、前記冷却水と空気とを熱交換させるラジエータ（４）と、前記ラジエータに対して前記冷却水と熱交換する空気流を提供する送風機（４ａ）と、を有して構成され、
前記充電器は、前記エンジン内部に形成されている前記冷却水の通路（２ａ）の外側部位において、前記エンジンの外装ケースと熱移動可能に一体に構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用充電装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記蓄電池へ前記外部電力を受電する充電要求があったときに、次に車両の走行を開始する走行予定時刻または充電終了予定時刻を用いて充電に要する充電実施時間を算出するとともに、前記充電器の温度またはこれに関連する温度を用いて前記充電器が所定温度に温度上昇するまでの温度上昇時間を算出し、
当該充電実施時間が当該温度上昇時間よりも長い場合には、前記冷却装置を動作させて冷却することを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記エンジンの温度が前記冷却必要温度条件を満たすときは、燃料噴射、点火を行わず前記エンジンを空転させ、吸気バルブ及び排気バルブを閉じた状態でピストンを下げることによりシリンダー内を断熱膨張させることを特徴とする請求項１に記載の車両用充電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−６７２４７（Ｐ２０１３−６７２４７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６３２７（Ｐ２０１１−２０６３２７）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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