JPH10157445A - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁式リレーを作動させることで、インバー
タからの出力にて電気ヒータを作動させる車両用空調装
置を安価に提供することを目的とする。 【解決手段】 インバータ装置7からの3つ出力線13
a〜13cうち、出力線13cと車載電源11のマイナ
ス側との間には、直列に1つの電磁式リレー15と、電
気的加熱源である電気ヒータ16が設けられている。電
気ヒータ16は、発熱体としてニクロム線を利用したも
のであり、車室内を暖房するために使用される。そし
て、電磁式リレー15は、インバータ装置7の出力電圧
を0としてから、オンオフするようになっているので、
電磁式リレー15の耐久性を向上させることができ、専
用の電磁式リレーを新たに製造しなくとも既存の電磁式
リレーを使用でき、コスト低減を図ることができる。
タからの出力にて電気ヒータを作動させる車両用空調装
置を安価に提供することを目的とする。 【解決手段】 インバータ装置7からの3つ出力線13
a〜13cうち、出力線13cと車載電源11のマイナ
ス側との間には、直列に1つの電磁式リレー15と、電
気的加熱源である電気ヒータ16が設けられている。電
気ヒータ16は、発熱体としてニクロム線を利用したも
のであり、車室内を暖房するために使用される。そし
て、電磁式リレー15は、インバータ装置7の出力電圧
を0としてから、オンオフするようになっているので、
電磁式リレー15の耐久性を向上させることができ、専
用の電磁式リレーを新たに製造しなくとも既存の電磁式
リレーを使用でき、コスト低減を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータにて交
流モータを制御することで、圧縮機の回転数を制御し、
空調能力を可変する車両用空調装置であって、特に暖房
熱源として電気ヒータを有し、電磁式リレーを切り換え
ることで、交流モータと電気ヒータとをインバータから
の出力にて作動させるものに関する。
流モータを制御することで、圧縮機の回転数を制御し、
空調能力を可変する車両用空調装置であって、特に暖房
熱源として電気ヒータを有し、電磁式リレーを切り換え
ることで、交流モータと電気ヒータとをインバータから
の出力にて作動させるものに関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような車両用空調装置の従来技術
として、特開平7─304325号公報に記載されたも
のがある(以下、公報装置)。この公報装置は、圧縮機
を駆動するモータを三相交流モータとし、この三相交流
モータの回転数をインバータにて可変制御するように構
成されている。
として、特開平7─304325号公報に記載されたも
のがある(以下、公報装置)。この公報装置は、圧縮機
を駆動するモータを三相交流モータとし、この三相交流
モータの回転数をインバータにて可変制御するように構
成されている。
【0003】上記公報装置は、電気ヒータへの通電遮断
は、安価な電磁式リレーにて行われる。ここで、上記電
磁式リレーの電気接点は、インバータと三相交流モータ
との間の3つの出力線それぞれに設けられ、インバータ
からの出力にて三相交流モータと電気ヒータとのうちい
ずれか一方を作動するように選択するものである。つま
り、冷房時にはインバータからの出力にて三相交流モー
タが制御され、暖房時にはインバータから電気ヒータに
通電される。
は、安価な電磁式リレーにて行われる。ここで、上記電
磁式リレーの電気接点は、インバータと三相交流モータ
との間の3つの出力線それぞれに設けられ、インバータ
からの出力にて三相交流モータと電気ヒータとのうちい
ずれか一方を作動するように選択するものである。つま
り、冷房時にはインバータからの出力にて三相交流モー
タが制御され、暖房時にはインバータから電気ヒータに
通電される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述の電気ヒ
ータは、高電圧化(例えば300ボルト(DC))する
ことにより小型化でき、設置スペースが限られる車両用
空調装置にとっては大きな利点がある。そして、本発明
者らは上記公報装置にてインバータの出力電圧に対する
電磁式リレーの作動について検討した結果、インバータ
からの出力電圧が大きいときに上記電磁式リレーを作動
させると、電磁式リレーの接点開放時のアークにより接
点が損傷し耐久性が劣化するという問題が発生すること
が分かった。
ータは、高電圧化(例えば300ボルト(DC))する
ことにより小型化でき、設置スペースが限られる車両用
空調装置にとっては大きな利点がある。そして、本発明
者らは上記公報装置にてインバータの出力電圧に対する
電磁式リレーの作動について検討した結果、インバータ
からの出力電圧が大きいときに上記電磁式リレーを作動
させると、電磁式リレーの接点開放時のアークにより接
点が損傷し耐久性が劣化するという問題が発生すること
が分かった。
【0005】そして、この問題を解決するためには、上
記電磁式リレーの耐電圧性(容量)を高くすれば良いの
であるが、現状ではこれに対応できる市販の電磁式リレ
ーは無く、これを新たに製造しようとすると、製造設備
等、非常にコストがかかるという問題がある。そこで、
本発明は電磁式リレーを作動させることで、インバータ
の出力にて電気ヒータを作動させる車両用空調装置を安
価に提供することを目的とする。
記電磁式リレーの耐電圧性(容量)を高くすれば良いの
であるが、現状ではこれに対応できる市販の電磁式リレ
ーは無く、これを新たに製造しようとすると、製造設備
等、非常にコストがかかるという問題がある。そこで、
本発明は電磁式リレーを作動させることで、インバータ
の出力にて電気ヒータを作動させる車両用空調装置を安
価に提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1ないし5記載の発明では、電磁式リレー
(15)を作動させる指示信号を発生する信号発生手段
(20)と、信号発生手段(20)にて指示信号が発生
されると、インバータ装置(7)の出力を低下させてか
ら、電磁式リレー(15)を作動させる制御手段(2
0)とを有することを特徴としている。
に、請求項1ないし5記載の発明では、電磁式リレー
(15)を作動させる指示信号を発生する信号発生手段
(20)と、信号発生手段(20)にて指示信号が発生
されると、インバータ装置(7)の出力を低下させてか
ら、電磁式リレー(15)を作動させる制御手段(2
0)とを有することを特徴としている。
【0007】これにより、インバータ装置の出力電圧を
低下させてから、電磁式リレーを作動させたので、電磁
式リレーの耐久性を向上させることができ、専用の電磁
式リレーを新たに製造しなくとも既存の電磁式リレーを
使用でき、コスト低減を図ることができる。また、特に
請求項2記載の発明では、交流モータ(6)は、三相以
上のモータ(6)にて構成されており、電磁式リレー
(15)の電気接点(15b、15c)は、前記インバ
ータ装置(7)から前記交流モータ(6)への複数の出
力線(13a〜13c)のうち1つに設けられており、
制御手段(20)は、前記電磁式リレー(15)を作動
させて前記電気式加熱手段(16)に通電しているとき
には、前記インバータ装置(7)にて前記交流モータ
(6)を停止状態とすることを特徴としている。
低下させてから、電磁式リレーを作動させたので、電磁
式リレーの耐久性を向上させることができ、専用の電磁
式リレーを新たに製造しなくとも既存の電磁式リレーを
使用でき、コスト低減を図ることができる。また、特に
請求項2記載の発明では、交流モータ(6)は、三相以
上のモータ(6)にて構成されており、電磁式リレー
(15)の電気接点(15b、15c)は、前記インバ
ータ装置(7)から前記交流モータ(6)への複数の出
力線(13a〜13c)のうち1つに設けられており、
制御手段(20)は、前記電磁式リレー(15)を作動
させて前記電気式加熱手段(16)に通電しているとき
には、前記インバータ装置(7)にて前記交流モータ
(6)を停止状態とすることを特徴としている。
【0008】これにより、従来に比べて電磁式リレーの
電気接点の個数を低減でき、さらにコスト低減を図れ
る。ところで、電磁式リレーの電気接点を複数の出力線
のうち一つに設け、電気ヒータに通電を施すときは、残
りの出力線から交流モータに電力が供給されて、圧縮機
が駆動されてしまうといった不具合が起こることがあ
る。
電気接点の個数を低減でき、さらにコスト低減を図れ
る。ところで、電磁式リレーの電気接点を複数の出力線
のうち一つに設け、電気ヒータに通電を施すときは、残
りの出力線から交流モータに電力が供給されて、圧縮機
が駆動されてしまうといった不具合が起こることがあ
る。
【0009】しかしながら、本発明によると上述したよ
うに従来に比べて電磁式リレーの電気接点の個数を低減
でき、さらにコスト低減を図れるとともに、インバータ
装置にて交流モータを停止状態とするので、上述の不具
合を未然に防止できる。また、特に請求項5記載の発明
では、車室内の内気温度を検出する内気温度検出手段
(46)と、車室内の設定温度を設定する温度設定手段
(49a)と、加熱用熱交換器へ循環する熱源流体の温
度を検出する熱源流体温度検出手段(35)と有し、少
なくとも内気温度検出手段(46)が検出する内気温度
(Tr)と、温度設定手段(49a)が設定する設定温度
(Tset )とに基づいて、熱源流体の必要温度(Tw1
)を算出する算出手段(120)とを有し、制御手段
(20)は、熱源流体温度検出手段(35)が検出する
熱源流体温度(Tw)が、算出手段(120)が検出す
る必要温度(Tw1 )より低いときに電磁式リレー(1
5)を作動させて電気式加熱手段(16)に通電するこ
とを特徴としている。
うに従来に比べて電磁式リレーの電気接点の個数を低減
でき、さらにコスト低減を図れるとともに、インバータ
装置にて交流モータを停止状態とするので、上述の不具
合を未然に防止できる。また、特に請求項5記載の発明
では、車室内の内気温度を検出する内気温度検出手段
(46)と、車室内の設定温度を設定する温度設定手段
(49a)と、加熱用熱交換器へ循環する熱源流体の温
度を検出する熱源流体温度検出手段(35)と有し、少
なくとも内気温度検出手段(46)が検出する内気温度
(Tr)と、温度設定手段(49a)が設定する設定温度
(Tset )とに基づいて、熱源流体の必要温度(Tw1
)を算出する算出手段(120)とを有し、制御手段
(20)は、熱源流体温度検出手段(35)が検出する
熱源流体温度(Tw)が、算出手段(120)が検出す
る必要温度(Tw1 )より低いときに電磁式リレー(1
5)を作動させて電気式加熱手段(16)に通電するこ
とを特徴としている。
【0010】これにより、熱源流体温度が必要水温より
高いときには、電気式加熱手段を使用しなくても、熱源
流体により加熱用熱交換器で必要な暖房能力が満たせ、
熱源流体の温度が必要水温より低いときは、熱源流体の
温度だけでは、加熱用熱交換器で必要な暖房能力が不足
するので、この際電気式加熱手段にて暖房能力を補うこ
とができる。
高いときには、電気式加熱手段を使用しなくても、熱源
流体により加熱用熱交換器で必要な暖房能力が満たせ、
熱源流体の温度が必要水温より低いときは、熱源流体の
温度だけでは、加熱用熱交換器で必要な暖房能力が不足
するので、この際電気式加熱手段にて暖房能力を補うこ
とができる。
【0011】また、特に請求項6記載の発明では、電磁
式リレー(15)の電気接点(15b、15c)は、イ
ンバータ装置(7)から交流モータ(6)への複数の出
力線(13a〜13c)のうち1つに設けられており、
電磁式リレー(15)を作動させる指示信号を発生する
信号発生手段(20)を有し、信号発生手段(20)に
て前記指示信号が発生され、電磁式リレー(15)を作
動させて電気式加熱手段(16)に通電するときには、
インバータ装置(7)にて交流モータ(6)を停止させ
る制御手段(20)を有することを特徴としている。
式リレー(15)の電気接点(15b、15c)は、イ
ンバータ装置(7)から交流モータ(6)への複数の出
力線(13a〜13c)のうち1つに設けられており、
電磁式リレー(15)を作動させる指示信号を発生する
信号発生手段(20)を有し、信号発生手段(20)に
て前記指示信号が発生され、電磁式リレー(15)を作
動させて電気式加熱手段(16)に通電するときには、
インバータ装置(7)にて交流モータ(6)を停止させ
る制御手段(20)を有することを特徴としている。
【0012】これにより、請求項2記載の発明と同様な
作用効果がある。また、特に請求項9記載の発明では、
請求項5記載の発明と同様な作用効果が得られる。ま
た、特に請求項10記載の発明では、電気式加熱手段
(16)へ通電量をリニアに制御する通電制御手段(2
0)を有することを特徴としている。
作用効果がある。また、特に請求項9記載の発明では、
請求項5記載の発明と同様な作用効果が得られる。ま
た、特に請求項10記載の発明では、電気式加熱手段
(16)へ通電量をリニアに制御する通電制御手段(2
0)を有することを特徴としている。
【0013】これにより、電気式加熱手段での加熱量を
リニア制御することができ、精度良く空調制御を行うこ
とができる。また、特に請求項12記載の発明では、車
室内の内気温度を検出する内気温度検出手段(46)
と、車室内の設定温度を設定する温度設定手段(49
a)と、加熱用熱交換器(25)へ循環する前記熱源流
体の温度を検出する熱源流体温度検出手段(35)と有
し、少なくとも内気温度検出手段(46)が検出する内
気温度(Tr )と、温度設定手段(49a)が設定する
前記設定温度(Tse)とに基づいて、熱源流体の必要温
度(Tw1 )を算出する算出手段(120)とを有し、
通電制御手段(20)は、流体温度検出手段(35)が
検出する温度(Tw)が、算出手段(120)が検出す
る前記必要温度(Tw1 )となるように電気式加熱手段
(16)を制御することを特徴としている。
リニア制御することができ、精度良く空調制御を行うこ
とができる。また、特に請求項12記載の発明では、車
室内の内気温度を検出する内気温度検出手段(46)
と、車室内の設定温度を設定する温度設定手段(49
a)と、加熱用熱交換器(25)へ循環する前記熱源流
体の温度を検出する熱源流体温度検出手段(35)と有
し、少なくとも内気温度検出手段(46)が検出する内
気温度(Tr )と、温度設定手段(49a)が設定する
前記設定温度(Tse)とに基づいて、熱源流体の必要温
度(Tw1 )を算出する算出手段(120)とを有し、
通電制御手段(20)は、流体温度検出手段(35)が
検出する温度(Tw)が、算出手段(120)が検出す
る前記必要温度(Tw1 )となるように電気式加熱手段
(16)を制御することを特徴としている。
【0014】これにより、熱交換流体の温度を、暖房負
荷に応じた必要温度に制御することができる。この結
果、精度良く空調制御を行うことができる。
荷に応じた必要温度に制御することができる。この結
果、精度良く空調制御を行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両の
駆動源として内燃機関23(以下、エンジン23)と、
図示しない走行用電動モータと併用またはいずれ一方を
使用するハイブリッド車に適用したものである。
図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両の
駆動源として内燃機関23(以下、エンジン23)と、
図示しない走行用電動モータと併用またはいずれ一方を
使用するハイブリッド車に適用したものである。
【0016】先ず、本実施形態における車両用空調装置
の冷凍サイクル装置1は、図1に示すように冷媒を高温
高圧に圧縮して吐出する圧縮機2と、この圧縮機2にて
吐出された冷媒を凝縮する凝縮器3と、この凝縮器3に
て凝縮された冷媒のうち気相冷媒と液相冷媒とを分離す
るとともに、液相冷媒を貯留する受液器4と、この受液
器4からの液相冷媒を減圧する減圧装置21と、この減
圧装置21からの冷媒を蒸発気化させる蒸発器5とから
なる周知のものである。
の冷凍サイクル装置1は、図1に示すように冷媒を高温
高圧に圧縮して吐出する圧縮機2と、この圧縮機2にて
吐出された冷媒を凝縮する凝縮器3と、この凝縮器3に
て凝縮された冷媒のうち気相冷媒と液相冷媒とを分離す
るとともに、液相冷媒を貯留する受液器4と、この受液
器4からの液相冷媒を減圧する減圧装置21と、この減
圧装置21からの冷媒を蒸発気化させる蒸発器5とから
なる周知のものである。
【0017】上記圧縮機2は、本実施形態では三相交流
モータ6にて駆動されるようになっいる。そして、三相
交流モータ6は、インバータ装置7によって可変速駆動
制御される。具体的には、三相交流モータ6は、インバ
ータ装置7内のスイッチング素子で、三相交流モータ6
の各相に対応した一対のトランジスタ8a、8b〜10
a、10b(本実施形態ではIGBT、絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ)にて、車載電源11(直流電
源、本実施形態では定格電圧288v)から得た直流電
流がスイッチングされた可変電圧、可変周波数の三相交
流出力(交流電力)によって、可変速駆動制御される。
モータ6にて駆動されるようになっいる。そして、三相
交流モータ6は、インバータ装置7によって可変速駆動
制御される。具体的には、三相交流モータ6は、インバ
ータ装置7内のスイッチング素子で、三相交流モータ6
の各相に対応した一対のトランジスタ8a、8b〜10
a、10b(本実施形態ではIGBT、絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ)にて、車載電源11(直流電
源、本実施形態では定格電圧288v)から得た直流電
流がスイッチングされた可変電圧、可変周波数の三相交
流出力(交流電力)によって、可変速駆動制御される。
【0018】また、このインバータ装置7は、後述の制
御装置20にて制御される。なお、上記車載電源11
は、上記エンジン23が駆動している際には、このエン
ジン23にて駆動される発電機(オルタネータ)にて充
電されるように構成されている。そして、一対のトラン
ジスタをそれぞれ8、9、10とすると車載電源11に
対して3つ並列に配置されている。そして、三相交流モ
ータ6の出力線13a〜13b(出力端子)は、それぞ
れ一対のトランジスタ8a、8b、(9a、9b、およ
び10a、10b)の間に接続されている。
御装置20にて制御される。なお、上記車載電源11
は、上記エンジン23が駆動している際には、このエン
ジン23にて駆動される発電機(オルタネータ)にて充
電されるように構成されている。そして、一対のトラン
ジスタをそれぞれ8、9、10とすると車載電源11に
対して3つ並列に配置されている。そして、三相交流モ
ータ6の出力線13a〜13b(出力端子)は、それぞ
れ一対のトランジスタ8a、8b、(9a、9b、およ
び10a、10b)の間に接続されている。
【0019】なお、上記インバータ装置7は、三相交流
モータ6の可変速駆動を行うことができるものであれば
形式は問わないが、本実施形態では三相PWMインバー
タを利用している。また、図1中14は所定の温度とな
ると溶断する温度ヒューズである。上記凝縮器3は、車
両走行による走行風を受けやすい位置に設置されてい
る。なお、図中3aは、凝縮器3に向かって冷却風を送
風する送風ファンである。また、上記蒸発器5は、車室
内を冷却(除湿)を行う冷却用熱交換器である。
モータ6の可変速駆動を行うことができるものであれば
形式は問わないが、本実施形態では三相PWMインバー
タを利用している。また、図1中14は所定の温度とな
ると溶断する温度ヒューズである。上記凝縮器3は、車
両走行による走行風を受けやすい位置に設置されてい
る。なお、図中3aは、凝縮器3に向かって冷却風を送
風する送風ファンである。また、上記蒸発器5は、車室
内を冷却(除湿)を行う冷却用熱交換器である。
【0020】ここで、本実施形態では、インバータ装置
7からの3つ出力線13a〜13cうち、出力線13c
と車載電源11のマイナス側との間には、直列に電磁式
リレー15と、電気的加熱源である電気ヒータ16と、
温度ヒューズ17とが設けられている。電磁式リレー1
5は、リレーコイル15a、可動接点15b(電気接
点)、および固定接点15c(電気接点)からなる周知
のものである。上記電気ヒータ16は、本実施形態では
発熱体としてニクロム線を利用したものであり、車室内
を暖房するために使用される。
7からの3つ出力線13a〜13cうち、出力線13c
と車載電源11のマイナス側との間には、直列に電磁式
リレー15と、電気的加熱源である電気ヒータ16と、
温度ヒューズ17とが設けられている。電磁式リレー1
5は、リレーコイル15a、可動接点15b(電気接
点)、および固定接点15c(電気接点)からなる周知
のものである。上記電気ヒータ16は、本実施形態では
発熱体としてニクロム線を利用したものであり、車室内
を暖房するために使用される。
【0021】つまり、電磁式リレー15のリレーコイル
15aに通電が施されると、インバータ装置7からの電
力が電気ヒータ16に供給されて、電気ヒータ16が発
熱する。なお、このインバータ装置7および電磁式リレ
ー15は、後述の制御装置20にて制御されるようにな
っている。これにより、車室内の空調制御が行われる
が、詳しい説明は後で行う。
15aに通電が施されると、インバータ装置7からの電
力が電気ヒータ16に供給されて、電気ヒータ16が発
熱する。なお、このインバータ装置7および電磁式リレ
ー15は、後述の制御装置20にて制御されるようにな
っている。これにより、車室内の空調制御が行われる
が、詳しい説明は後で行う。
【0022】ここで、上記電気ヒータ16は、車両に搭
載された冷却水回路22内に設置されている。以下、こ
の温水回路22について説明する。冷却水回路22は、
上記エンジン23を冷却する回路である。そして、図1
に示すように冷却水回路22には、エンジン冷却水を冷
却するラジエータ24と、車室内を加熱するための加熱
用熱交換器であるヒータコア25とが設けられている。
ヒータコア25は、冷却水回路22に配置されているこ
とから、熱交換流体としてエンジン冷却水を使用してい
る。
載された冷却水回路22内に設置されている。以下、こ
の温水回路22について説明する。冷却水回路22は、
上記エンジン23を冷却する回路である。そして、図1
に示すように冷却水回路22には、エンジン冷却水を冷
却するラジエータ24と、車室内を加熱するための加熱
用熱交換器であるヒータコア25とが設けられている。
ヒータコア25は、冷却水回路22に配置されているこ
とから、熱交換流体としてエンジン冷却水を使用してい
る。
【0023】26は、エンジン23内蔵の機械式ウォー
ターポンプであり、エンジン23が駆動されるに伴い、
図中矢印A方向に冷却水を吐出する。27は、電動式の
電動ウォーターポンプであり、上記車載電源11から電
力が供給されて駆動する。電動式ウォーターポンプ27
は駆動されると、図中矢印B方向に冷却水を吐出する。
また、電動式ウォーターポンプ27は、エンジン23停
止時で、後述する車両用空調装置100が作動している
ときに後述の制御装置20にて駆動されるようになって
いる。
ターポンプであり、エンジン23が駆動されるに伴い、
図中矢印A方向に冷却水を吐出する。27は、電動式の
電動ウォーターポンプであり、上記車載電源11から電
力が供給されて駆動する。電動式ウォーターポンプ27
は駆動されると、図中矢印B方向に冷却水を吐出する。
また、電動式ウォーターポンプ27は、エンジン23停
止時で、後述する車両用空調装置100が作動している
ときに後述の制御装置20にて駆動されるようになって
いる。
【0024】また、図中28は、ラジエータ24と並列
に設けられ、ラジエータ24をバイパスするバイパス回
路である。そして、冷却水をバイパス回路28に流すか
ラジエータ24に流すかは、感温作動弁である周知のサ
ーモスタット30にて切り換えられる。つまり、冷却水
の温度が、例えば90℃以上になると冷却水をラジータ
24にて冷却し、90℃以下の場合は冷却水はバイパス
回路28に流れるようになっている。
に設けられ、ラジエータ24をバイパスするバイパス回
路である。そして、冷却水をバイパス回路28に流すか
ラジエータ24に流すかは、感温作動弁である周知のサ
ーモスタット30にて切り換えられる。つまり、冷却水
の温度が、例えば90℃以上になると冷却水をラジータ
24にて冷却し、90℃以下の場合は冷却水はバイパス
回路28に流れるようになっている。
【0025】29は、ラジエータ24に向かって冷却風
を送風する冷却ファンである。なお、この冷却ファン2
8は、エンジン23の冷却水吐出口近傍に設置された冷
却水温センサ(図示しない)の検出温が、例えば100
℃となると駆動されるようになっている。上記電気ヒー
タ16は、電動式ウォーターポンプ27とヒータコア2
5との間に設置されている。図2に電気ヒータ16が冷
却水回路22に配置された図を示す。
を送風する冷却ファンである。なお、この冷却ファン2
8は、エンジン23の冷却水吐出口近傍に設置された冷
却水温センサ(図示しない)の検出温が、例えば100
℃となると駆動されるようになっている。上記電気ヒー
タ16は、電動式ウォーターポンプ27とヒータコア2
5との間に設置されている。図2に電気ヒータ16が冷
却水回路22に配置された図を示す。
【0026】電気ヒータ16は、図2に示すように冷却
水回路22の一部を構成するアルミニウム製の冷却水配
管22a内に配置されている。この冷却水配管22a
は、図2中左右方向に2分割可能となっており、電気ヒ
ータ16を収納する収納部22bと、電気ヒータ16を
収納部に固定取付するための取付部22cを有する。ま
た、電気ヒータ16は、発熱体16a(本実施形態では
ニクロム線)が円筒状のハウジング16b内に収納され
る形態となっている。
水回路22の一部を構成するアルミニウム製の冷却水配
管22a内に配置されている。この冷却水配管22a
は、図2中左右方向に2分割可能となっており、電気ヒ
ータ16を収納する収納部22bと、電気ヒータ16を
収納部に固定取付するための取付部22cを有する。ま
た、電気ヒータ16は、発熱体16a(本実施形態では
ニクロム線)が円筒状のハウジング16b内に収納され
る形態となっている。
【0027】この電気ヒータ16と冷却水配管22aと
の取り付け方法は、先ずハウジング16bにステー50
を取り付けて固定する。そして、電気ヒータ16を収納
部22b内に挿入したのち、ステー50を収納部22b
と取付部22cとで挟みこむようにして、ビス51にて
固定する。このようにすると、図中矢印Cで示すように
冷却水配管22aに流入した冷却水は、ハウジング16
bの周囲に沿うようにして流れる。従って、電気ヒータ
16が発熱していると、ハウジング16bを通じて冷却
水が加熱されるようになっている。
の取り付け方法は、先ずハウジング16bにステー50
を取り付けて固定する。そして、電気ヒータ16を収納
部22b内に挿入したのち、ステー50を収納部22b
と取付部22cとで挟みこむようにして、ビス51にて
固定する。このようにすると、図中矢印Cで示すように
冷却水配管22aに流入した冷却水は、ハウジング16
bの周囲に沿うようにして流れる。従って、電気ヒータ
16が発熱していると、ハウジング16bを通じて冷却
水が加熱されるようになっている。
【0028】また、収納部22b内には、電気ヒータ1
6の下流側に電気ヒータ16の周囲を流れた冷却水温を
検出する手段である水温センサ35が配置されている。
この水温センサ35は、本実施形態で感温素子であるサ
ーミスタにて構成されている。そして、水温センサ35
は図2に示すようにハウジング16bを貫通するようは
め込まれ、取付ステー52を介してビス53にてハウジ
ング16bに固定されている。なお、図2において、水
温センサ35および電気ヒータ16にはハッチングは入
れていない。
6の下流側に電気ヒータ16の周囲を流れた冷却水温を
検出する手段である水温センサ35が配置されている。
この水温センサ35は、本実施形態で感温素子であるサ
ーミスタにて構成されている。そして、水温センサ35
は図2に示すようにハウジング16bを貫通するようは
め込まれ、取付ステー52を介してビス53にてハウジ
ング16bに固定されている。なお、図2において、水
温センサ35および電気ヒータ16にはハッチングは入
れていない。
【0029】続いて、本実施形態における車両用空調装
置100の全体構成図を図3に示し、これについて説明
する。車両用空調装置100は、車室内への空気通路を
なす空調ケース36を有する。空調ケース36の空気上
流側部位には、空調ケース36内に車室内に向かう空気
流を発生する送風機37が設けられている。また、送風
機37の空気上流側における空調ケース36には、周知
の内外気切換装置(図示しない)が設けられている。こ
れにより、車両用空調装置100は、空調ケース36内
に内気を取り入れる内気循環モードと、空調ケース36
内に外気を取り入れる外気導入モードとが切換可能とな
っている。
置100の全体構成図を図3に示し、これについて説明
する。車両用空調装置100は、車室内への空気通路を
なす空調ケース36を有する。空調ケース36の空気上
流側部位には、空調ケース36内に車室内に向かう空気
流を発生する送風機37が設けられている。また、送風
機37の空気上流側における空調ケース36には、周知
の内外気切換装置(図示しない)が設けられている。こ
れにより、車両用空調装置100は、空調ケース36内
に内気を取り入れる内気循環モードと、空調ケース36
内に外気を取り入れる外気導入モードとが切換可能とな
っている。
【0030】空調ケース36内には、上記送風機37の
下流側に上記冷凍サイクル装置1の蒸発器5が配置され
ている。これにより、空調ケース36内の空気を蒸発器
5によって冷却されるようになっている。さらに上記蒸
発器5の下流側における空調ケース36内には、上記ヒ
ータコア25が配置されている。ヒータコア25は、図
3に示すように空調ケース36内の流路の一部に配置さ
れている。これにより、空調ケース36内には、蒸発器
5を通過した空気がヒータコア25をバイパスするバイ
パス通路38が形成されてる。
下流側に上記冷凍サイクル装置1の蒸発器5が配置され
ている。これにより、空調ケース36内の空気を蒸発器
5によって冷却されるようになっている。さらに上記蒸
発器5の下流側における空調ケース36内には、上記ヒ
ータコア25が配置されている。ヒータコア25は、図
3に示すように空調ケース36内の流路の一部に配置さ
れている。これにより、空調ケース36内には、蒸発器
5を通過した空気がヒータコア25をバイパスするバイ
パス通路38が形成されてる。
【0031】そして、空調ケース36内には、温度調節
手段である周知のエアミックスドア39が設けられてい
る。つまり、エアミックスドア39が、上記バイパス通
路38えを通過する風量と、ヒータコア25とを通過さ
せる風量との割合を調整することで、空調風の温度が調
整される。また、上記エアミックスドア38は、駆動手
段として図示しないサーボモータにて駆動されるように
なっている。
手段である周知のエアミックスドア39が設けられてい
る。つまり、エアミックスドア39が、上記バイパス通
路38えを通過する風量と、ヒータコア25とを通過さ
せる風量との割合を調整することで、空調風の温度が調
整される。また、上記エアミックスドア38は、駆動手
段として図示しないサーボモータにて駆動されるように
なっている。
【0032】そして、ヒータコア25の空気下流側に
は、車室内の異なる部位に空調風を送風する通路である
フェイス用空気通路40、デフロスタ用空気通路41、
およびフット用空気通路42が形成されている。上記フ
ェイス用空気通路40は、乗員の上半身に向けて空調風
を送風するためのものであり、デフロスタ用空気通路4
1は、図示しない車両フロントガラスの内面に向けて空
調風を送風するためのものである。また、フット用空気
通路42は、乗員の下半身に向けて空調風を送風するた
めのものである。
は、車室内の異なる部位に空調風を送風する通路である
フェイス用空気通路40、デフロスタ用空気通路41、
およびフット用空気通路42が形成されている。上記フ
ェイス用空気通路40は、乗員の上半身に向けて空調風
を送風するためのものであり、デフロスタ用空気通路4
1は、図示しない車両フロントガラスの内面に向けて空
調風を送風するためのものである。また、フット用空気
通路42は、乗員の下半身に向けて空調風を送風するた
めのものである。
【0033】これら空気通路40〜42の開閉は、通路
切換手段としてフェイス用ドア43、デフロスタ用ドア
44、フット用ドア45にて行われる。そして、これら
ドア43〜45は、駆動手段として図示しないサーボモ
ータにて駆動されるようになっている。これにより、車
両用空調装置100は、吹出モードとして周知のフェイ
スモード、バイレベルモード、フットモード、フットデ
フモード、デフロスタモードが切換可能となっている。
切換手段としてフェイス用ドア43、デフロスタ用ドア
44、フット用ドア45にて行われる。そして、これら
ドア43〜45は、駆動手段として図示しないサーボモ
ータにて駆動されるようになっている。これにより、車
両用空調装置100は、吹出モードとして周知のフェイ
スモード、バイレベルモード、フットモード、フットデ
フモード、デフロスタモードが切換可能となっている。
【0034】次に、上述の制御装置20の構成につい
て、図1を用いて説明する。制御装置20には、図示し
ないCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロ
コンピュータが設けられている。また、制御装置20
は、上記インバータ装置7から三相交流モータ6への出
力周波数や出力電圧を可変する制御回路を含んでいる。
て、図1を用いて説明する。制御装置20には、図示し
ないCPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロ
コンピュータが設けられている。また、制御装置20
は、上記インバータ装置7から三相交流モータ6への出
力周波数や出力電圧を可変する制御回路を含んでいる。
【0035】制御装置20には、入力端子として上記水
温センサ35、車室内の温度を検出する手段である内気
温センサ46、車室外の温度を検出する手段である外気
温センサ47、車室内に入射する日射量を検出する手段
である日射センサ48、車載電源11の両端子間電圧を
検出する電圧検出装置50、および車室内に設置された
空調操作パネル49が接続されている。なお、電圧検出
装置50は、車載電源11のバッテリ残量を検出する手
段を構成している。
温センサ35、車室内の温度を検出する手段である内気
温センサ46、車室外の温度を検出する手段である外気
温センサ47、車室内に入射する日射量を検出する手段
である日射センサ48、車載電源11の両端子間電圧を
検出する電圧検出装置50、および車室内に設置された
空調操作パネル49が接続されている。なお、電圧検出
装置50は、車載電源11のバッテリ残量を検出する手
段を構成している。
【0036】空調操作パネル49には、車室内の設定温
度を設定する温度設定器49a、この温度設定器49a
にて設定された設定温度や、上記各センサ35、46、
47、48等の検出値に応じて車室内の温度が上記設定
温度となるように、上記送風機37、エアミックスドア
39、インバータ装置7、電気ヒータ15等を自動的に
空調制御する自動制御(AUTO)スイッチ49bが設
けられている。
度を設定する温度設定器49a、この温度設定器49a
にて設定された設定温度や、上記各センサ35、46、
47、48等の検出値に応じて車室内の温度が上記設定
温度となるように、上記送風機37、エアミックスドア
39、インバータ装置7、電気ヒータ15等を自動的に
空調制御する自動制御(AUTO)スイッチ49bが設
けられている。
【0037】一方、制御装置20の出力端子には、上記
インバータ装置7、上記電磁式リレー15、エアミック
スドア等を駆動する図示しないサーボモータ等が接続さ
れている。また、制御装置20に入力される信号は、制
御装置20内の図示しない入力回路によってA/D変換
された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるよう
に構成されている。なお、ECU33は、車両を走行さ
せる走行スイッチであるキースイッチがオンされたとき
に、車載電源11から電力が供給される。
インバータ装置7、上記電磁式リレー15、エアミック
スドア等を駆動する図示しないサーボモータ等が接続さ
れている。また、制御装置20に入力される信号は、制
御装置20内の図示しない入力回路によってA/D変換
された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるよう
に構成されている。なお、ECU33は、車両を走行さ
せる走行スイッチであるキースイッチがオンされたとき
に、車載電源11から電力が供給される。
【0038】次に、本実施形態の上記制御装置20が行
う電磁式リレー15の制御処理について、図4を用いて
説明する。なお、以下の処理はキースイッチがオンで、
上記自動制御スイッチ49bもオンされているときのも
のである。先ず、図4のルーチンが起動され、ステップ
100にて、情報読み込みとして上記各センサ35、4
6〜48、温度設定器49aの設定温等をA/D変換し
て読み込む。
う電磁式リレー15の制御処理について、図4を用いて
説明する。なお、以下の処理はキースイッチがオンで、
上記自動制御スイッチ49bもオンされているときのも
のである。先ず、図4のルーチンが起動され、ステップ
100にて、情報読み込みとして上記各センサ35、4
6〜48、温度設定器49aの設定温等をA/D変換し
て読み込む。
【0039】そして、次のステップ110にて、予めR
OMに記憶された下記数式1に基づいて、車室内へ送風
する空調風の目標吹出温度(以下、TAO)を算出す
る。
OMに記憶された下記数式1に基づいて、車室内へ送風
する空調風の目標吹出温度(以下、TAO)を算出す
る。
【0040】
【数1】TAO=Kset ×Tset −Kr ×Tr −Kam×
Tam−Ks ×Ts +C なお、Tset は上記温度設定器による設定温度、Tr は
内気温センサ46の検出値、Tamは外気温センサ47の
検出値、およびTs は日射センサ48の検出値である。
また、Kset 、Kr 、Kam、およびKs はゲイン、Cは
補正用の定数である。
Tam−Ks ×Ts +C なお、Tset は上記温度設定器による設定温度、Tr は
内気温センサ46の検出値、Tamは外気温センサ47の
検出値、およびTs は日射センサ48の検出値である。
また、Kset 、Kr 、Kam、およびKs はゲイン、Cは
補正用の定数である。
【0041】次にステップS120では、上記TAOに
基づいてヒータコア25内に流入する冷却水の必要水温
Tw1 を算出する。簡単に説明すると、上記TAOが大
きくなるほど、車室内の暖房負荷が大きくなるので、必
要水温Tw1 も大きく算出される。続いて、ステップS
130では、外気温センサ47の検出温Tam(外気温)
が所定値T(本実施形態では、−1.5℃)より高いか
否かを判定する。そして、このステップS130での判
定結果がYESの場合は、ステップS200に進んで、
電磁式リレー15をオフ(OFF)とする。これによ
り、インバータ装置7の出力は、出力線13a〜13c
を通じて三相交流モータ6に送られる。
基づいてヒータコア25内に流入する冷却水の必要水温
Tw1 を算出する。簡単に説明すると、上記TAOが大
きくなるほど、車室内の暖房負荷が大きくなるので、必
要水温Tw1 も大きく算出される。続いて、ステップS
130では、外気温センサ47の検出温Tam(外気温)
が所定値T(本実施形態では、−1.5℃)より高いか
否かを判定する。そして、このステップS130での判
定結果がYESの場合は、ステップS200に進んで、
電磁式リレー15をオフ(OFF)とする。これによ
り、インバータ装置7の出力は、出力線13a〜13c
を通じて三相交流モータ6に送られる。
【0042】一方、ステップS130での判定結果がN
O、つまり上記検出温(以下、外気温)Tamが所定値T
より低い場合は、ステップS140に進む。ここで、上
記ステップS130における上記外気温が所定値Tより
小さいか否かを判定した理由を図5に基づいて説明す
る。先ず、始めに本実施形態では、車両用空調装置10
0は、ハイブリッド車に搭載されたものであるので、上
記エンジン23は車両の走行条件よって作動停止を頻繁
に繰り返すようになっている。従って、上記冷却水回路
22内の冷却水は、常に高温に保たれているとは限らな
い。
O、つまり上記検出温(以下、外気温)Tamが所定値T
より低い場合は、ステップS140に進む。ここで、上
記ステップS130における上記外気温が所定値Tより
小さいか否かを判定した理由を図5に基づいて説明す
る。先ず、始めに本実施形態では、車両用空調装置10
0は、ハイブリッド車に搭載されたものであるので、上
記エンジン23は車両の走行条件よって作動停止を頻繁
に繰り返すようになっている。従って、上記冷却水回路
22内の冷却水は、常に高温に保たれているとは限らな
い。
【0043】これにより、通常の車両(イグニッション
スイッチがオンされていればエンジンが常時作動してい
るもの)に比べて、ハイブリッド車は、車室内の暖房熱
源が不足している。また、車室内の暖房を行うのは一般
的に通常外気温が低いときであり、本実施形態では上記
必要水温Tw1 が高いときである。そこで、本発明者ら
は、上述した車両において外気温と、上記水温センサ3
5が検出する実際の水温Twとをパラメータとし、各条
件下において車室内を十分暖房するに必要な上記必要水
温Tw1 を検討して見た。図5にこの実験データを示
す。
スイッチがオンされていればエンジンが常時作動してい
るもの)に比べて、ハイブリッド車は、車室内の暖房熱
源が不足している。また、車室内の暖房を行うのは一般
的に通常外気温が低いときであり、本実施形態では上記
必要水温Tw1 が高いときである。そこで、本発明者ら
は、上述した車両において外気温と、上記水温センサ3
5が検出する実際の水温Twとをパラメータとし、各条
件下において車室内を十分暖房するに必要な上記必要水
温Tw1 を検討して見た。図5にこの実験データを示
す。
【0044】ここで、上述したように各条件下において
車室内を十分暖房するというのは、本実施形態では車室
内の温度が25℃で安定しており、上記日射量Tsが
0、上記設定温度が25℃の場合に、車室内の温度を2
5℃の状態に維持するために必要な必要水温Tw1 とい
うことである。そして、この図5を見て分かるように必
要水温Tw1 は、外気温Tamが低くなるほど車室内は冷
えやすく、当然ながら高くなり、左下がりの特性とな
る。
車室内を十分暖房するというのは、本実施形態では車室
内の温度が25℃で安定しており、上記日射量Tsが
0、上記設定温度が25℃の場合に、車室内の温度を2
5℃の状態に維持するために必要な必要水温Tw1 とい
うことである。そして、この図5を見て分かるように必
要水温Tw1 は、外気温Tamが低くなるほど車室内は冷
えやすく、当然ながら高くなり、左下がりの特性とな
る。
【0045】そして、本発明者らは、図5に上記必要水
温Tw1 のデータに加え、さらにエンジン23を起動さ
せたのち、所定時間後(30分)の冷却水温を付け加え
た。なお、エンジン起動時における水温Tw は外気温T
amと同じ状態にしてある。また、この30分間、エンジ
ン23はアイドル運転(1000rpm)とし、最も冷
却水の上昇が遅いウォームアップ時とした。
温Tw1 のデータに加え、さらにエンジン23を起動さ
せたのち、所定時間後(30分)の冷却水温を付け加え
た。なお、エンジン起動時における水温Tw は外気温T
amと同じ状態にしてある。また、この30分間、エンジ
ン23はアイドル運転(1000rpm)とし、最も冷
却水の上昇が遅いウォームアップ時とした。
【0046】つまり、ウォームアップ時は、車両のあら
ゆる走行条件において、最もヒータコア25での暖房能
力が低いときである。そして、この30分後の水温Tw
の特性は、図5に示すように外気温Tamが低くなるほ
ど、低くなって、右下がりとなる。すなわち、図5では
以下のような事が分かる。
ゆる走行条件において、最もヒータコア25での暖房能
力が低いときである。そして、この30分後の水温Tw
の特性は、図5に示すように外気温Tamが低くなるほ
ど、低くなって、右下がりとなる。すなわち、図5では
以下のような事が分かる。
【0047】つまり、図5において、必要水温Tw1 の
特性と、実際の水温Twの特性とは外気温−1.5℃
(上記所定値T)において交わる。この結果、図5に示
すように外気温が−1.5℃より高いときには必要水温
Tw1 に対して実際の水温Twが高くなるので、電気ヒ
ータ16を使用しなくても、ヒータコア25での必要な
暖房能力を満たせることが分かる。
特性と、実際の水温Twの特性とは外気温−1.5℃
(上記所定値T)において交わる。この結果、図5に示
すように外気温が−1.5℃より高いときには必要水温
Tw1 に対して実際の水温Twが高くなるので、電気ヒ
ータ16を使用しなくても、ヒータコア25での必要な
暖房能力を満たせることが分かる。
【0048】一方、図5に示すように外気温−1.5℃
より低いときには必要水温Tw1 に対して実際の水温T
wが低いので、ヒータコア25での暖房能力が不足す
る。従って、この場合は上記電気ヒータ16に通電を施
して水温Twを高める必要があることが分かる。この結
果、上述のステップS130での判定結果がYES、つ
まり外気温Tamが所定値Tより高いときには、ヒータコ
ア25ので暖房能力が十分であると判定し、電磁式リレ
ー15をオフとし、圧縮機2を作動(ON)させる。な
お、この際、圧縮機2の回転数は、制御装置20によっ
て上記TAOに基づいて算出された目標回転数となるよ
うにインバータ装置7を介して制御される。
より低いときには必要水温Tw1 に対して実際の水温T
wが低いので、ヒータコア25での暖房能力が不足す
る。従って、この場合は上記電気ヒータ16に通電を施
して水温Twを高める必要があることが分かる。この結
果、上述のステップS130での判定結果がYES、つ
まり外気温Tamが所定値Tより高いときには、ヒータコ
ア25ので暖房能力が十分であると判定し、電磁式リレ
ー15をオフとし、圧縮機2を作動(ON)させる。な
お、この際、圧縮機2の回転数は、制御装置20によっ
て上記TAOに基づいて算出された目標回転数となるよ
うにインバータ装置7を介して制御される。
【0049】続いて、ステップS130の判定結果がN
O、つまり外気温Tamが所定値Tより低いときには、ス
テップS140に進んで電気ヒータ16に通電を施す前
に、以下の処理が行われる。ステップS140では、上
記ステップS120にて算出された上記必要水温Tw1
が、実際の水温Twより低いか否かを判定する。つま
り、必要水温Tw1 が、実際の水温Twより低ければ、
電気ヒータ16をオンする必要は無い。従って、ステッ
プS140での判定結果がYESの場合は、さらにステ
ップS150に進み、この判定結果がNOの場合は、ス
テップS200に進んで、電磁式リレー15をオフとす
る。
O、つまり外気温Tamが所定値Tより低いときには、ス
テップS140に進んで電気ヒータ16に通電を施す前
に、以下の処理が行われる。ステップS140では、上
記ステップS120にて算出された上記必要水温Tw1
が、実際の水温Twより低いか否かを判定する。つま
り、必要水温Tw1 が、実際の水温Twより低ければ、
電気ヒータ16をオンする必要は無い。従って、ステッ
プS140での判定結果がYESの場合は、さらにステ
ップS150に進み、この判定結果がNOの場合は、ス
テップS200に進んで、電磁式リレー15をオフとす
る。
【0050】そして、ステップS150では、車載電源
11のバッテリ残量が所定値よりあるか否かが判定され
る。なお、このバッテリ残量は、上記電圧検出手段50
が検出する車載電源の両端電圧にて判定する。そして、
このステップS150での判定結果がNOの場合、つま
りバッテリ残量が所定値より小さいときには、電気ヒー
タ16にて電力を消費すると、上記走行用電動モータに
て車両走行ができなくなるのでステップS200に進ん
で、電気ヒータ16への通電は行わない。
11のバッテリ残量が所定値よりあるか否かが判定され
る。なお、このバッテリ残量は、上記電圧検出手段50
が検出する車載電源の両端電圧にて判定する。そして、
このステップS150での判定結果がNOの場合、つま
りバッテリ残量が所定値より小さいときには、電気ヒー
タ16にて電力を消費すると、上記走行用電動モータに
て車両走行ができなくなるのでステップS200に進ん
で、電気ヒータ16への通電は行わない。
【0051】一方、ステップS150での判定結果がY
ESで、バッテイ残量が所定値よりあると判定される
と、ステップS160〜190にて示す処理にて電磁式
リレー15によって電気ヒータ16に通電が施される。
先ず、ステップS160では、制御装置20にて電磁リ
レー15を作動させる指示信号が発生されると、三相交
流モータ6へのインバータ装置7からの出力電圧を低下
させ、本実施形態では0とする。そして、この後ステッ
プS170に進んで、電磁式リレー15をオンとする。
ESで、バッテイ残量が所定値よりあると判定される
と、ステップS160〜190にて示す処理にて電磁式
リレー15によって電気ヒータ16に通電が施される。
先ず、ステップS160では、制御装置20にて電磁リ
レー15を作動させる指示信号が発生されると、三相交
流モータ6へのインバータ装置7からの出力電圧を低下
させ、本実施形態では0とする。そして、この後ステッ
プS170に進んで、電磁式リレー15をオンとする。
【0052】続いて、ステップS180に進み、電気ヒ
ータ16の通電量を制御するために、チョッピング制御
を行うとともに、モータ停止制御として三相交流モータ
6を停止させる。具体的にはトランジスタ8aのみをオ
ンとして、残りのトタンジスタ8b、9a、9b、10
a、10bをオフとする。これにより、インバータ装置
7からの出力は、出力線13cのみに送られて電気ヒー
タ16への通電は可能となるとともに、当然ながら三相
交流モータ6への通電が遮断されて停止状態となる(こ
れが上記モータ停止制御)。
ータ16の通電量を制御するために、チョッピング制御
を行うとともに、モータ停止制御として三相交流モータ
6を停止させる。具体的にはトランジスタ8aのみをオ
ンとして、残りのトタンジスタ8b、9a、9b、10
a、10bをオフとする。これにより、インバータ装置
7からの出力は、出力線13cのみに送られて電気ヒー
タ16への通電は可能となるとともに、当然ながら三相
交流モータ6への通電が遮断されて停止状態となる(こ
れが上記モータ停止制御)。
【0053】この結果、電気ヒータ16の通電時には、
三相交流モータ6は必ず停止状態とすることができる。
また、一旦電磁式リレー15がオンとなってからオフと
する場合は、上記ステップS160で述べたようにイン
バータ装置7の出力電圧を0としてから、電磁式リレー
15をオフとする。このように本実施形態では、インバ
ータ装置7の出力電圧を0としてから、電磁式リレー1
5をオンオフしたので、電磁式リレー15の耐久性を向
上させることができ、専用の電磁式リレーを新たに製造
しなくとも既存の電磁式リレーを使用でき、コスト低減
を図ることができる。
三相交流モータ6は必ず停止状態とすることができる。
また、一旦電磁式リレー15がオンとなってからオフと
する場合は、上記ステップS160で述べたようにイン
バータ装置7の出力電圧を0としてから、電磁式リレー
15をオフとする。このように本実施形態では、インバ
ータ装置7の出力電圧を0としてから、電磁式リレー1
5をオンオフしたので、電磁式リレー15の耐久性を向
上させることができ、専用の電磁式リレーを新たに製造
しなくとも既存の電磁式リレーを使用でき、コスト低減
を図ることができる。
【0054】また、本実施形態では、電磁式リレー15
の電気接点(可動接点15b、固定接点15c)を3つ
の出力線13a〜13cのうち一つに設けたので、従来
に比べて電気接点の個数を低減でき、さらにコスト低減
を図れる。ここで、このように電磁式リレー15を3つ
の出力線13a〜13cのうち一つに設け、電気ヒータ
16に通電を施すときは、残りの2つの出力線13a、
13bから三相交流モータ6に電力が供給されるといっ
た不具合が起こることがある。
の電気接点(可動接点15b、固定接点15c)を3つ
の出力線13a〜13cのうち一つに設けたので、従来
に比べて電気接点の個数を低減でき、さらにコスト低減
を図れる。ここで、このように電磁式リレー15を3つ
の出力線13a〜13cのうち一つに設け、電気ヒータ
16に通電を施すときは、残りの2つの出力線13a、
13bから三相交流モータ6に電力が供給されるといっ
た不具合が起こることがある。
【0055】しかしながら、本実施形態では、上述した
ようにトランジスタ8aのみをオンとして、残りのトラ
ンジスタ8b、9a、9b、10a、10bをオフとし
たので、三相交流モータ6への通電が遮断でき、上述し
た不具合が未然に防止できる。また、上記チョッピング
制御は、具体的には上記トランジンタ8aをスイッチン
グ制御することで、一定時間におけるトランジスタ8a
のオンオフ周期を変えることで、電気ヒータ16への通
電量をリニアに制御するものある。また、このチョッピ
ング制御を行うためのチョッピング回路(図示しない)
は、インバータ装置7内に設けられている。
ようにトランジスタ8aのみをオンとして、残りのトラ
ンジスタ8b、9a、9b、10a、10bをオフとし
たので、三相交流モータ6への通電が遮断でき、上述し
た不具合が未然に防止できる。また、上記チョッピング
制御は、具体的には上記トランジンタ8aをスイッチン
グ制御することで、一定時間におけるトランジスタ8a
のオンオフ周期を変えることで、電気ヒータ16への通
電量をリニアに制御するものある。また、このチョッピ
ング制御を行うためのチョッピング回路(図示しない)
は、インバータ装置7内に設けられている。
【0056】そして、本実施形態におけるチョッピング
制御では、上記必要水温Tw1 と実際の水温Twとの差
が大きくなるほど電気ヒータ16への通電量を増やすこ
とで、実際の水温Twが必要水温Tw1 となるように制
御する。これにより、水温Twをリニアに制御できると
ともに、実際の水温Twが暖房能力に必要な必要水温T
w1 となるように制御されることで、電気ヒータ16で
の消費電力を最小限に抑えることができるとともに、精
度良く空調制御を行うことができる。
制御では、上記必要水温Tw1 と実際の水温Twとの差
が大きくなるほど電気ヒータ16への通電量を増やすこ
とで、実際の水温Twが必要水温Tw1 となるように制
御する。これにより、水温Twをリニアに制御できると
ともに、実際の水温Twが暖房能力に必要な必要水温T
w1 となるように制御されることで、電気ヒータ16で
の消費電力を最小限に抑えることができるとともに、精
度良く空調制御を行うことができる。
【0057】(他の実施形態)上記実施形態では、電気
ヒータ16の発熱体としてニクロム線を使用したが、本
発明では電気によって発熱するものであればどのような
ものでも良く、セラミックヒータ等でも良い。また、上
記各実施形態では、圧縮機2を駆動するモータとして三
相交流モータを使用したが、単相交流モータでも良い
し、三相以上の交流モータであっても良い。
ヒータ16の発熱体としてニクロム線を使用したが、本
発明では電気によって発熱するものであればどのような
ものでも良く、セラミックヒータ等でも良い。また、上
記各実施形態では、圧縮機2を駆動するモータとして三
相交流モータを使用したが、単相交流モータでも良い
し、三相以上の交流モータであっても良い。
【0058】また、上記各実施形態では、電気ヒータ1
6にて冷却水を加熱したが、どのような熱交換流体であ
っても良い。さらに電気ヒータ16を直接空調ユニット
36内に設置し、電気ヒータ16にて直接空気を加熱す
るようにしても良い。また、上記各実施形態では、電気
ヒータ16に通電する際、トランジスタ8aだけをオン
とし、残りのトランジスタ(8b、9a、9b、10
a、10b)をオフとして三相交流モータ6を停止状態
とした。しかしながら、同様に三相交流モータ6を停止
状態とする手段として、例えばトランジスタにて出力線
13a、13bを同電位とし回転磁界を発生しないよう
にしても良い。
6にて冷却水を加熱したが、どのような熱交換流体であ
っても良い。さらに電気ヒータ16を直接空調ユニット
36内に設置し、電気ヒータ16にて直接空気を加熱す
るようにしても良い。また、上記各実施形態では、電気
ヒータ16に通電する際、トランジスタ8aだけをオン
とし、残りのトランジスタ(8b、9a、9b、10
a、10b)をオフとして三相交流モータ6を停止状態
とした。しかしながら、同様に三相交流モータ6を停止
状態とする手段として、例えばトランジスタにて出力線
13a、13bを同電位とし回転磁界を発生しないよう
にしても良い。
【0059】また、上記各実施形態では、電磁式リレー
15を作動(オンオフ)させる際には、インバータ装置
7の出力電圧を0としたが、電磁式リレー15の許容耐
電圧まで低下させるようにしても良い。なお、本発明の
請求項でいう交流電力とは、車載電源11からの電力を
インバータ装置6にてチョッピングしたものを当然なが
ら含む。
15を作動(オンオフ)させる際には、インバータ装置
7の出力電圧を0としたが、電磁式リレー15の許容耐
電圧まで低下させるようにしても良い。なお、本発明の
請求項でいう交流電力とは、車載電源11からの電力を
インバータ装置6にてチョッピングしたものを当然なが
ら含む。
【図1】本発明実施形態の全体構成図を表す図である。
【図2】上記実施形態における電気ヒータの詳細図であ
る。
る。
【図3】上記実施形態における車両用空調装置の全体構
成図である。
成図である。
【図4】上記実施形態の制御装置20による制御処理を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図5】上記実施形態における必要水温Tw1 と実際の
水温Twとの関係を表す図である。
水温Twとの関係を表す図である。
2…圧縮機、6…三相交流モータ、7…インバータ装
置、15…電磁式リレー、20…制御装置
置、15…電磁式リレー、20…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北峯 康多 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 岩井 正司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 木下 宏 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 野々山 浩司 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 村木 俊彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 松野 孝充 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杢屋 博文 愛知県安城市篠目町井山3番地 アンデン 株式会社内
Claims (12)
- 【請求項1】 交流モータ(6)にて駆動される空調用
の圧縮機(2)を有し、前記交流モータ(6)が、車載
電源(11)の出力を交流電力に変換するインバータ装
置(7)によって制御されるように構成され、 前記インバータ装置(7)の出力を暖房用の電気式加熱
手段(16)に断続する電磁リレー(15)を備える車
両用空調装置であって、 前記電磁リレー(15)を作動させる指示信号を発生す
る信号発生手段(20)と、 前記信号発生手段(20)にて前記指示信号が発生され
ると、前記インバータ装置(7)の出力電圧を低下させ
てから、前記電磁リレー(15)を作動させる制御手段
(20)とを有することを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項2】 前記交流モータ(6)は、三相以上のモ
ータ(6)にて構成されており、 前記電磁リレー(15)の電気接点(15a、15c)
は、前記インバータ装置(7)から前記交流モータ
(6)への複数の出力線(13a〜13c)のうち1つ
に設けられており、 前記制御手段(20)は、 前記電磁リレー(15)を作動させて前記電気式加熱手
段(16)に通電しているときには、前記インバータ装
置(7)にて前記交流モータ(6)を停止状態とするこ
とを特徴とする請求項1記載の車両用空調装置。 - 【請求項3】 前記制御手段(6)は、残りの出力線
(13a、13b)への通電を遮断することで前記交流
モータ(6)を停止させることを特徴とする請求項2記
載の車両用空調装置。 - 【請求項4】 車室内への空気通路をなす空調ケース
(36)と、 前記空調ケース(36)内の空気を熱源流体にて加熱す
る加熱用熱交換器(25)と、 前記加熱用熱交換器(25)に前記熱源流体を循環させ
る熱源流体回路(22)を有し、 前記電気式加熱手段(16)は、前記熱源流体回路中
(22)に配置されていることを特徴とする請求項1な
いし3いずれか1つに記載の車両用空調装置。 - 【請求項5】 前記車室内の内気温度を検出する内気温
度検出手段(46)と、 前記車室内の設定温度を設定する温度設定手段(49
a)と、 前記加熱用熱交換器へ循環する前記熱源流体の温度を検
出する熱源流体温度検出手段(35)と有し、 少なくとも前記内気温度検出手段(46)が検出する前
記内気温度(Tr)と、前記温度設定手段(49a)が設
定する前記設定温度(Tset )とに基づいて、前記熱源
流体の必要温度(Tw1 )を算出する算出手段(12
0)とを有し、 前記制御手段(20)は、 前記熱源流体温度検出手段(35)が検出する流体温度
(Tw)が、前記算出手段(120)が検出する前記必
要温度(Tw1 )より低いときに前記電磁リレー(1
5)を作動させて前記電気式加熱手段(16)に通電す
ることを特徴とする請求項4記載の車両用空調装置。 - 【請求項6】 三相以上の交流モータ(6)にて駆動さ
れる空調用の圧縮機(2)を有し、前記交流モータ
(6)が、車載電源(11)の出力を交流電力に変換す
るインバータ装置(7)によって制御されるように構成
され、 前記インバータ装置(7)の出力を暖房用の電気式加熱
手段(16)に断続する電磁リレー(15)を備える車
両用空調装置であって、 前記電磁リレー(15)の電気接点(15a、15c)
は、前記インバータ装置(7)から前記交流モータ
(6)への複数の出力線(13a〜13c)のうち1つ
に設けられており、 前記電磁リレー(15)を作動させる指示信号を発生す
る信号発生手段(20)を有し、 前記信号発生手段(20)にて前記指示信号が発生さ
れ、前記電磁リレー(15)を作動させて前記電気加熱
手段(16)に通電しているときには、前記インバータ
装置(7)にて前記交流モータ(6)を停止状態とする
制御手段(20)を有することを特徴とする車両用空調
装置。 - 【請求項7】 前記制御手段(6)は、残りの出力線
(13a、13b)への通電を遮断することで前記交流
モータ(6)を停止させることを特徴とする請求項6記
載の車両用空調装置。 - 【請求項8】 車室内への空気通路をなす空調ケース
(36)と、 前記空調ケース(36)内の空気を熱源流体にて加熱す
る加熱用熱交換器(25)と、 前記加熱用熱交換器(25)に前記熱源流体を循環させ
る熱源流体回路(22)を有し、 前記電気式加熱手段(16)は、前記熱源流体回路中
(22)に配置されていることを特徴とする請求項6記
載の車両用空調装置。 - 【請求項9】 前記車室内の内気温度を検出する内気温
度検出手段(46)と、 前記車室内の設定温度を設定する温度設定手段(49
a)と、 前記加熱用熱交換器へ循環する前記熱源流体の温度を検
出する熱源流体温度検出手段(35)と有し、 少なくとも前記内気温度検出手段(46)が検出する前
記内気温度(Tr)と、前記温度設定手段(49a)が設
定する前記設定温度(Tset )とに基づいて、前記熱源
流体の必要温度(Tw1 )を算出する算出手段(12
0)とを有し、 前記制御手段(20)は、 前記熱源流体温度検出手段(35)が検出する流体温度
(Tw)が、前記算出手段(120)が検出する前記必
要温度(Tw1 )より低いときに前記電磁リレー(1
5)を作動させて前記電気式加熱手段(16)に通電す
ることを特徴とする請求項8記載の車両用空調装置。 - 【請求項10】 前記電気式加熱手段(16)へ通電量
をリニアに制御する通電制御手段(20)を有すること
を特徴とする請求項1ないし9いずれか1つに記載の車
両用空調装置。 - 【請求項11】 前記通電制御手段は、前記インバータ
装置(7)の出力をチョッピング制御するチョッピング
制御手段(20)であることを特徴とする請求項10記
載の車両用空調装置。 - 【請求項12】 前記車室内の内気温度を検出する内気
温度検出手段(46)と、 前記車室内の設定温度を設定する温度設定手段(49
a)と、 前記加熱用熱交換器(25)へ流入する前記熱交換流体
の温度を検出する流体温度検出手段(35)と有し、 少なくとも前記内気温度検出手段(46)が検出する前
記内気温度(Tr )と、前記温度設定手段(49a)が
設定する前記設定温度(Tse)とに基づいて、前記熱交
換流体の必要温度(Tw1 )を算出する算出手段(12
0)とを有し、 通電制御手段(20)は、 前記流体温度検出手段(35)が検出する温度(Tw)
が、前記算出手段(120)が検出する前記必要温度
(Tw1 )となるように前記電気式加熱手段(16)を
制御することを特徴とする請求項4または8記載の車両
用空調装置。
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