JP2000166225A - Electric system for automobile - Google Patents

Electric system for automobile

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JP2000166225A
JP2000166225A JP10340565A JP34056598A JP2000166225A JP 2000166225 A JP2000166225 A JP 2000166225A JP 10340565 A JP10340565 A JP 10340565A JP 34056598 A JP34056598 A JP 34056598A JP 2000166225 A JP2000166225 A JP 2000166225A
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年春 渡辺
Masato Ono
正人 大野
Koichi Ueki
浩一 植木
Shigenori Kinoshita
繁則 木下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric system of an automobile, where a system unit for air-condition can be miniaturized/lightened and operation efficiency can be improved. SOLUTION: In an electric system driving the air-condition compressor of a vehicle where an on-vehicle DC power source 1 is made to be a power source, the second DC power source of voltage higher than the voltage of the first DC power source 1 is composed of the on-vehicle first DC power source 1 to a boosting chopper 10. An electric motor 4 for driving compressor is driven from the second DC power source through an inverter 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車載の直流電源を
動力源とする車両空調用コンプレッサを駆動する自動車
の電気システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric system of an automobile for driving a vehicle air-conditioning compressor powered by an on-board DC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の車両空調用コンプレッサを
駆動する車両空調用の電気システム図である。図8にお
いて、1は直流電源、2は電源の主スイッチ、3はイン
バータ、4はコンプレッサ5を駆動する交流電動機、6
は空調システムを示す。空調システム6は冷媒液循環系
61とエバポレータ等の空調機器類62で構成される。
インバータ3はPWMインバータであり、その制御は公
知技術であるので、ここでの説明は省略する。図9は、
図8のインバータの回路構成図である。31は半導体ス
イッチ部、32は入力電圧平滑コンデンサ、33は入力
電圧平滑コンデンサ32の初期充電回路で、この初期充
電回路32は、リレー331とダイオード332と抵抗
333で構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is an electric system diagram for a vehicle air conditioner for driving a conventional vehicle air conditioner compressor. 8, 1 is a DC power supply, 2 is a main switch of the power supply, 3 is an inverter, 4 is an AC motor driving a compressor 5, 6
Indicates an air conditioning system. The air conditioning system 6 includes a refrigerant liquid circulation system 61 and air conditioners 62 such as an evaporator.
The inverter 3 is a PWM inverter, the control of which is a known technique, and a description thereof will be omitted. FIG.
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the inverter of FIG. 8. 31 is a semiconductor switch unit, 32 is an input voltage smoothing capacitor, 33 is an initial charging circuit of the input voltage smoothing capacitor 32, and this initial charging circuit 32 is composed of a relay 331, a diode 332, and a resistor 333.

【0003】次に、図8および図9で、インバータ3の
始動について説明する。自動車始動時、主スイッチ2が
オンすると、インバータ3の入力に直流電源1の電圧が
印加される。この時、初期充電回路33のリレー331
がオンしていると、入力電圧平滑コンデンサ32の電圧
は直流電源1の電圧値の約2倍になる。これは、直流電
源1と入力電圧平滑コンデンサ32間の配線のインダク
タンス(図示せず)と入力電圧平滑コンデンサ32とで
共振するためである。このため、主スイッチ2をオンす
る時、リレー331はオフにしておき、ダイオード33
2と抵抗333を介して非共振型充電にして、直流電源
1の電圧値に充電し、その後リレー331をオンする。
また、従来の自動車の機器の冷却は、エンジン系は水冷
であり、それ以外は空冷である。図8のインバータ3の
冷却も水冷か空冷となっている。
Next, the starting of the inverter 3 will be described with reference to FIGS. When the vehicle is started, when the main switch 2 is turned on, the voltage of the DC power supply 1 is applied to the input of the inverter 3. At this time, the relay 331 of the initial charging circuit 33
Is on, the voltage of the input voltage smoothing capacitor 32 becomes about twice the voltage value of the DC power supply 1. This is because the input voltage smoothing capacitor 32 resonates with the inductance (not shown) of the wiring between the DC power supply 1 and the input voltage smoothing capacitor 32. Therefore, when the main switch 2 is turned on, the relay 331 is turned off, and the diode 33 is turned off.
Non-resonant charging is performed via the resistor 2 and the resistor 333 to charge the battery to the voltage value of the DC power supply 1, and then the relay 331 is turned on.
In addition, conventional cooling of automobile equipment is water-cooled for the engine system and air-cooled for the rest. The cooling of the inverter 3 in FIG. 8 is also water-cooled or air-cooled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】自動車の車載機器は、
小形・軽量、低価格、耐振性、高信頼性が要求されてお
り、図8に示した空調用の電気システムも同様の要求が
ある。しかしながら、車載の直流電源を動力源とする従
来の空調用の電気システムでは、1)直流電源は12V
と低い。また高くても48V以下である。自動車用空調
システムの動力は1kW以上である。電気自動車や家庭
の空調用インバータの入力電圧は120V以上として、
機器の通流電流値を小さくしている。これに対して、イ
ンバータの入力電圧が12Vになると、機器の通流電流
が10倍と大電流となり、機器の損失増大、寸法増大、
高価格化となる。また機械的リレーは耐振性に弱い。こ
のようなことから、空調用を始めとする車載機器の電源
はなるべく高いことと機械的リレーを無くすことが望ま
れている。
The in-vehicle equipment of an automobile is
Small and light weight, low price, vibration resistance, and high reliability are required, and the air conditioning electric system shown in FIG. 8 has the same requirements. However, in a conventional air-conditioning electric system using a vehicle-mounted DC power supply as a power source, 1) the DC power supply is 12 V
And low. Also, it is 48 V or less at the highest. The power of the automotive air conditioning system is 1 kW or more. The input voltage of the inverter for electric vehicles and home air conditioners should be 120V or more.
The flowing current value of the equipment is reduced. On the other hand, when the input voltage of the inverter becomes 12 V, the flowing current of the device becomes 10 times as large as that of the inverter, and the loss and size of the device increase
It will be expensive. Also, mechanical relays are weak in vibration resistance. For this reason, it is desired that the power supply of the on-vehicle equipment such as an air conditioner is as high as possible and that a mechanical relay is eliminated.

【0005】2)電気機器の冷却が水冷か空冷である。
自動車のエンジンの冷却は水冷である。この為、車載機
器の冷却も水冷式が採用されている。エンジン冷却水で
あるため、最高水温は100℃程度になる。一方、車載
機器の中で、半導体電力変換装置は半導体素子はシリコ
ン素子であるため、最大動作温度が125℃であること
から、最大動作温度と冷却水温度との差が少なく、半導
体装置の冷却部が半導体電力変換装置の大きさの多くの
部分を占めている。車載用電力変換装置の小形化のため
には、この冷却部の小形化が大きな課題となっている。
一方、エンジン冷却系とは別に冷却水系を設けて、半導
体電力変換装置を冷却する方法も採用されている。この
場合、冷却水は100℃以下にでき、半導体装置の冷却
部は前記方式より小型化が可能であるが、冷却水の温度
は外気温度以下には出来ないので、半導体装置の小型化
には限界があった。
[0005] 2) Water cooling or air cooling of electrical equipment.
Automotive engine cooling is water-cooled. For this reason, a water-cooled type is also used for cooling the in-vehicle equipment. Since it is engine cooling water, the maximum water temperature is about 100 ° C. On the other hand, among the in-vehicle devices, since the semiconductor element of the semiconductor power conversion device is a silicon element and the maximum operating temperature is 125 ° C., the difference between the maximum operating temperature and the cooling water temperature is small, and the cooling of the semiconductor device Parts occupy a large part of the size of the semiconductor power converter. In order to reduce the size of the in-vehicle power converter, downsizing of the cooling unit is a major issue.
On the other hand, a method of cooling a semiconductor power conversion device by providing a cooling water system separately from an engine cooling system is also adopted. In this case, the cooling water can be reduced to 100 ° C. or less, and the cooling unit of the semiconductor device can be made smaller than the above-described method. There was a limit.

【0006】そこで、本発明の課題は、空調用のシステ
ム機器の小型・軽量化が可能であるとともに、運転効率
の向上を図ることができる自動車の電気システムを提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric system for an automobile, which can reduce the size and weight of system devices for air conditioning and improve the driving efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、電圧を高めれ
ば、機器の小型化、高効率化が出来ることと空調用冷媒
温度は数℃以下であることに着目してなされたものであ
り、上記課題を解決するために、本発明は、車載の直流
電源を動力源とした自動車の空調用コンプレッサを駆動
する電気システムにおいて、前記車載の第一の直流電源
から昇圧チョッパにより、前記第一の直流電源の電圧よ
り高い電圧の第二の直流電源を構成し、この第二の直流
電源からインバータを介してコンプレッサ駆動用電動機
を駆動するようにしたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the fact that, if the voltage is increased, the size and efficiency of the equipment can be reduced, and the temperature of the refrigerant for air conditioning is several degrees Celsius or less. In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides an electric system for driving an air conditioning compressor of an automobile powered by an on-board DC power supply, wherein the first DC power supply on the vehicle is provided with a step-up chopper. And a second DC power supply having a voltage higher than the voltage of the DC power supply. The second DC power supply drives an electric motor for driving the compressor via an inverter.

【0008】また、上記自動車の電気システムにおい
て、前記第二の直流電源から半導体スイッチを介して前
記インバータを接続するようにしてもよく、前記インバ
ータは初期充電回路を省略するようにしてもよい。さら
に、上記自動車の電気システムにおいて、前記インバー
タの直流入力電圧値は空調の負荷の大きさに応じて、前
記昇圧チョッパにより可変するようにしてもよい。ま
た、上記自動車の電気システムにおいて、前記昇圧チョ
ッパの回路構成部品と前記インバータの回路構成部品を
前記空調用の冷媒により冷却される冷却板あるいは共通
冷却板に取り付けるようにしたり、前記昇圧チョッパの
回路構成部品と前記インバータの回路構成部品を前記空
調用の冷媒により直接冷却するようにしてもよい。ま
た、上記自動車の電気システムにおいて、前記昇圧チョ
ッパの半導体スイッチをMOSFETとしたことを特徴
とする。
In the above-mentioned electric system for an automobile, the inverter may be connected from the second DC power supply via a semiconductor switch, and the inverter may be omitted from an initial charging circuit. Furthermore, in the electric system of the vehicle, the DC input voltage value of the inverter may be varied by the boost chopper according to the size of the air conditioning load. Further, in the electric system of the automobile, the circuit component of the boost chopper and the circuit component of the inverter may be attached to a cooling plate or a common cooling plate cooled by the air-conditioning refrigerant, or the circuit of the boost chopper may be mounted. A component and a circuit component of the inverter may be directly cooled by the air-conditioning refrigerant. In the above-mentioned electric system for a vehicle, the semiconductor switch of the step-up chopper is a MOSFET.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第一の実施形態を
示す自動車の電気システムの回路構成図で、請求項1に
記載した発明の実施形態に相当する。図1において、図
8の従来例と同一部材には同一符号を付してその説明は
省略する。図1において、従来例と相違する点は、イン
バータ3の直流電源側に昇圧チョッパ回路10を挿入し
た点である。なお、11はMOSFETなどの半導体ス
イッチ、12は電流平滑リアクトル、13はダイオー
ド、14は入力コンデンサ、15は出力コンデンサであ
る。このような本実施例によれば、車載の第一の直流電
源1から昇圧チョッパ10を介して高圧直流電源を構成
することができ、前記第一の直流電源1の電圧より高い
電圧の第二の直流電源でインバータ3を介してコンプレ
ッサ駆動用電動機4を駆動することができるので、空調
システム機器の小型化、高効率化が可能となる。
FIG. 1 is a circuit diagram of an electric system of an automobile showing a first embodiment of the present invention, and corresponds to the first embodiment of the present invention. 1, the same members as those of the conventional example of FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 1 differs from the conventional example in that a step-up chopper circuit 10 is inserted on the DC power supply side of the inverter 3. Reference numeral 11 denotes a semiconductor switch such as a MOSFET, 12 denotes a current smoothing reactor, 13 denotes a diode, 14 denotes an input capacitor, and 15 denotes an output capacitor. According to the present embodiment, a high-voltage DC power supply can be configured from the first DC power supply 1 mounted on the vehicle via the step-up chopper 10, and the second DC power supply having a higher voltage than the voltage of the first DC power supply 1 can be configured. Since the compressor driving motor 4 can be driven by the DC power source via the inverter 3, the size and efficiency of the air conditioning system equipment can be reduced.

【0010】図2は本発明の第二の実施形態を示す自動
車の電気システムの回路構成図で、請求項2、3の発明
に相当する実施形態である。図2において、図1と同一
部材には同一符号を付してある。図2において、図1と
異なる点は、図1のインバータ3の直流側の初期充電回
路33を無くしたインバータ3aとし、新たに昇圧チョ
ッパ10の出力側にMOSFETなどの半導体スイッチ
16を挿入した昇圧チョッパ10aとしたことである。
FIG. 2 is a circuit diagram of an electric system of a vehicle according to a second embodiment of the present invention, which is an embodiment corresponding to the second and third aspects of the present invention. 2, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. 2 is different from FIG. 1 in that the inverter 3a of FIG. 1 does not include the initial charging circuit 33 on the DC side, and a booster in which a semiconductor switch 16 such as a MOSFET is newly inserted on the output side of the booster chopper 10. That is, the chopper 10a is used.

【0011】図2のシステムの動作を図3により説明す
る。図3は図2の動作タイムチャートと各部動作波形を
示す動作説明図である。時刻T1で主スイッチ2をオン
すると、直流電源1の電圧が昇圧チョッパ回路10aの
入力に印加されるので、昇圧チョッパ回路10aの電流
平滑リアクトル12、ダイオード13を介して、出力電
圧平滑コンデンサ15の電圧は前述の共振作動により、
直流電源1の電圧値Vdの約2倍に充電される。出力電
圧平滑コンデンサ15の充電電圧が直流電源1の電圧値
の約2倍になるが、インバータ3aの入力電圧値(入力
電圧平滑コンデンサ32の電圧値)は直流電源1の電圧
値の2倍以上としているので問題はない。スイッチ16
はオフしているので、インバータ入力電圧は零である。
The operation of the system shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an operation explanatory diagram showing an operation time chart of FIG. 2 and operation waveforms of respective parts. When the main switch 2 is turned on at time T1, the voltage of the DC power supply 1 is applied to the input of the boost chopper circuit 10a. The voltage is controlled by the aforementioned resonance operation.
It is charged to about twice the voltage value Vd of the DC power supply 1. Although the charging voltage of the output voltage smoothing capacitor 15 is about twice the voltage value of the DC power supply 1, the input voltage value of the inverter 3a (the voltage value of the input voltage smoothing capacitor 32) is at least twice the voltage value of the DC power supply 1. There is no problem. Switch 16
Is off, the inverter input voltage is zero.

【0012】次に、時刻T2でスイッチ16をオンし
て、インバータ3aの入力を加圧する。出力電圧平滑コ
ンデンサ15の容量は入力電圧平滑コンデンサ32の容
量に対して無視出きる程小さいので、スイッチ16のオ
ン後に一端零になり、その後に電流平滑リアクトル12
との共振で直流電源1の電圧値Vdの約2倍の電圧に充
電され、その後ほぼ一定に保たれる。時刻T3で昇圧チ
ョッパ10aを作動させて(スイッチ11をスイッチン
グして)昇圧チョッパ10aの出力電圧(インバータ3
aの入力電圧)を目標値(図3ではVs)になるように
制御する。インバータ3aの入力電圧が目標値に達した
時刻T4以降にインバータ3aを作動させて空調システ
ムを駆動させる。空調システムの作動終了迄、スイッチ
16はオン、昇圧チョッパ10aは作動を継続させる。
図3の上述の説明では、時刻T2でスイッチ16をオン
する場合で示したが、スイッチ16をスイッチング(オ
ンとオフの繰り返し)によって、インバータ3aの入力
電圧をたち上げることも可能である。
Next, at time T2, the switch 16 is turned on to pressurize the input of the inverter 3a. Since the capacity of the output voltage smoothing capacitor 15 is so small as to be negligible with respect to the capacity of the input voltage smoothing capacitor 32, it becomes zero once after the switch 16 is turned on.
Is charged to a voltage of about twice the voltage value Vd of the DC power supply 1 and thereafter kept substantially constant. At time T3, the boost chopper 10a is operated (by switching the switch 11), and the output voltage of the boost chopper 10a (the inverter 3
is controlled so as to be a target value (Vs in FIG. 3). After time T4 when the input voltage of the inverter 3a reaches the target value, the inverter 3a is operated to drive the air conditioning system. Until the operation of the air conditioning system is completed, the switch 16 is turned on, and the boost chopper 10a continues to operate.
Although the above description of FIG. 3 shows the case where the switch 16 is turned on at time T2, the input voltage of the inverter 3a can be raised by switching the switch 16 (on and off).

【0013】図4は図1〜図3の回路システムのインバ
ータの動作について示したもので本発明の請求項4に相
当する実施形態であり、インバータの直流入力電圧値を
空調の負荷の大きさに応じて、昇圧チョッパにより可変
するようにしたものである。図4において、Vinはイン
バータ入力電圧、Nは電動機回転数である。空調の負荷
の大きさに応じて、空調用コンプレッサ駆動用電動機4
の回転数を調整して動力を調整する場合、インバータの
入力電圧も併せて調整する。回転数制御としては,空調
システムの効率が最大となるように制御する方法等があ
る。図4の図示例では、インバータ入力電圧は電動機回
転数に比例させる場合で示してある。
FIG. 4 shows the operation of the inverter of the circuit system shown in FIGS. 1 to 3 and is an embodiment corresponding to claim 4 of the present invention. , And can be varied by a step-up chopper. In FIG. 4, Vin is the inverter input voltage, and N is the motor speed. Depending on the size of the air conditioning load, the motor 4 for driving the air conditioning compressor
When the power is adjusted by adjusting the rotation speed of the inverter, the input voltage of the inverter is also adjusted. As the number of revolutions control, there is a method of controlling the efficiency of the air conditioning system to be maximum, and the like. In the example shown in FIG. 4, the case where the inverter input voltage is proportional to the motor speed is shown.

【0014】図5は本発明の第三の実施形態を示す昇圧
チョッパとインバータのシステム構成図で、請求項5に
相当する実施形態である。なお、図5において、図1お
よび図2と同一部材には同一符号を付してある。本実施
例は、昇圧チョッパの回路構成部品とインバータの回路
構成部品を空調用の冷媒により冷却される冷却板にそれ
ぞれ取り付けるようにしたものである。図5において、
100は昇圧チョッパ10aの冷却板で、この冷却板1
00に昇圧チョッパ10aの発熱部品(例えば、半導体
スイッチ11、電流平滑リアクトル12等)を取り付け
る。300はインバータ3aの冷却板で、この冷却板3
00にインバータ3aの発熱部品(例えば、半導体スイ
ッチ部等)を取り付ける。各冷却板100,300に
は、冷却液を通す冷却管400a,400b,400c
を介して、空調システム6の冷媒液循環系に接続する。
冷却管400a,400b,400cを介して、空調シ
ステム6の冷媒を冷却板100,300に流し冷却す
る。空調システムの冷媒温度は数℃以下であるので,冷
却板の温度も同程度の温度に保たれるので,従来の水冷
式に比べ1/10以下の冷却温度になる。
FIG. 5 is a system configuration diagram of a step-up chopper and an inverter according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are mounted on a cooling plate cooled by a refrigerant for air conditioning. In FIG.
100 is a cooling plate of the booster chopper 10a.
At 00, a heat-generating component (for example, the semiconductor switch 11, the current smoothing reactor 12, etc.) of the step-up chopper 10a is attached. Reference numeral 300 denotes a cooling plate of the inverter 3a.
At 00, a heat-generating component (for example, a semiconductor switch unit) of the inverter 3a is attached. Each cooling plate 100, 300 has a cooling pipe 400a, 400b, 400c through which a cooling liquid passes.
Is connected to the refrigerant liquid circulating system of the air conditioning system 6.
The cooling medium of the air conditioning system 6 flows to the cooling plates 100 and 300 via the cooling pipes 400a, 400b and 400c to be cooled. Since the temperature of the refrigerant in the air conditioning system is several degrees Celsius or less, the temperature of the cooling plate is also maintained at about the same temperature.

【0015】図6は本発明の第四の実施形態を示す昇圧
チョッパとインバータのシステム構成図で、請求項6に
相当する実施形態である。本実施例は、昇圧チョッパの
回路構成部品とインバータの回路構成部品を空調用の冷
媒により冷却される共通冷却板に取り付けるようにした
ものである。図6において、図5の実施形態の昇圧チョ
ッパ10aの冷却板100とインバータ3aの冷却板3
00を一体にした共通冷却板100aを冷却管400
d,400eを介して冷媒を流し冷却する。このような
構成にすると、冷却板の共用、冷却板間の冷却配管が不
要となり、システムの小形化となる。
FIG. 6 is a system configuration diagram of a step-up chopper and an inverter according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are mounted on a common cooling plate cooled by a refrigerant for air conditioning. 6, the cooling plate 100 of the step-up chopper 10a and the cooling plate 3 of the inverter 3a in the embodiment of FIG.
00 is integrated with the cooling pipe 400
Cooling is performed by flowing a refrigerant through d and 400e. With such a configuration, a common cooling plate and cooling piping between the cooling plates are not required, and the system can be downsized.

【0016】図7は本発明の第五の実施形態を示す昇圧
チョッパとインバータのシステム構成図で、請求項7に
相当する実施形態である。本実施例は、昇圧チョッパの
回路構成部品とインバータの回路構成部品を空調用の冷
媒により直接冷却するようにしたものである。図におい
て、図1および図2に示した昇圧チョッパ10又は昇圧
チョッパ10aと、インバータ3又はインバータ3aの
回路構成部品を筐体500内に収納し、この筐体500
は冷却管400f,400gを介して空調システム6の
冷媒液循環系に接続する。冷却管400f,400gを
介して冷媒を筐体500内に流し、回路構成部品を直接
冷却する。図7の方式では、回路構成部品を直接温度数
℃の冷媒液で直接冷却するので装置の大幅な小型化が実
現できる。
FIG. 7 is a system configuration diagram of a step-up chopper and an inverter according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are directly cooled by a refrigerant for air conditioning. In the figure, the boost chopper 10 or the boost chopper 10a shown in FIGS. 1 and 2 and the circuit components of the inverter 3 or the inverter 3a are housed in a housing 500.
Is connected to the refrigerant liquid circulation system of the air conditioning system 6 via the cooling pipes 400f and 400g. A coolant flows into the housing 500 via the cooling pipes 400f and 400g, and directly cools circuit components. In the system shown in FIG. 7, since the circuit components are directly cooled by the refrigerant liquid having a temperature of several degrees C., the size of the apparatus can be significantly reduced.

【0017】更に、本発明の請求項8に示すように、昇
圧チョッパの半導体スイッチ11と昇圧チョッパ出力の
半導体スイッチ16はMOSFETにする。MOSFE
Tにすることにより、より低損失化と高周波スイッチン
グが実現出来る。
Further, the semiconductor switch 11 of the boosting chopper and the semiconductor switch 16 of the boosting chopper output are MOSFETs. MOSFE
By setting T, lower loss and high frequency switching can be realized.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、 1)車載の第一の直流電源から昇圧チョッパにより、前
記第一の直流電源の電圧より高い電圧の第二の直流電源
を構成し、この第二の直流電源からインバータを介して
コンプレッサ駆動用電動機を駆動する。 2)インバータの直流入力電圧値を空調の負荷の大きさ
に応じて、昇圧チョッパにより可変制御する。 3)昇圧チョッパの回路構成部品と前記インバータの回
路構成部品を空調用の冷媒により冷却される冷却板ある
いは共通冷却板に取付けるようにする。 4)昇圧チョッパとインバータの回路構成部品を直接空
調用冷媒液により冷却する。 5)昇圧チョッパの半導体スイッチをMOSFETにし
て高周波スイッチングにする。ようにしたので、次の効
果がある。 1)空調用システム機器の大幅な小型・軽量化、低価格
化が可能となる。 2)空調用システムの運転効率の向上を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, 1) a second DC power supply having a higher voltage than the voltage of the first DC power supply is constituted by a step-up chopper from a first DC power supply mounted on a vehicle; The motor for driving the compressor is driven from the second DC power supply via the inverter. 2) The DC input voltage value of the inverter is variably controlled by a step-up chopper according to the size of the air conditioning load. 3) The circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are mounted on a cooling plate cooled by a refrigerant for air conditioning or a common cooling plate. 4) The circuit components of the step-up chopper and the inverter are directly cooled by the refrigerant liquid for air conditioning. 5) The semiconductor switch of the step-up chopper is changed to a MOSFET for high-frequency switching. This has the following effects. 1) It is possible to significantly reduce the size, weight, and cost of air conditioning system equipment. 2) The operation efficiency of the air conditioning system can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態を示す自動車の電気シ
ステムの回路構成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an electric system of a vehicle showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施形態を示す自動車の電気シ
ステムの回路構成図
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an electric system of a vehicle according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2の動作説明図FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of FIG. 2;

【図4】図1および図2の動作説明図FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of FIGS. 1 and 2;

【図5】本発明の第三の実施形態を示す昇圧チョッパと
インバータのシステム構成図
FIG. 5 is a system configuration diagram of a boost chopper and an inverter showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第四の実施形態を示す昇圧チョッパと
インバータのシステム構成図
FIG. 6 is a system configuration diagram of a boost chopper and an inverter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第五の実施形態を示す昇圧チョッパと
インバータのシステム構成図
FIG. 7 is a system configuration diagram of a boost chopper and an inverter according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の自動車空調用の電気システム図FIG. 8 is a diagram of a conventional electric system for vehicle air conditioning.

【図9】図8のインバータの回路構成図FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the inverter of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 主スイッチ 3 インバータ 3a インバータ 4 コンプレッサ駆動用電動機 5 空調用コンプレッサ 6 空調システム 10 昇圧チョッパ 10a 昇圧チョッパ 11 半導体スイッチ 16 半導体スイッチ 32 初期充電回路 100 冷却板 100a 共通冷却板 300 冷却板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Main switch 3 Inverter 3a Inverter 4 Compressor drive motor 5 Air conditioning compressor 6 Air conditioning system 10 Booster chopper 10a Booster chopper 11 Semiconductor switch 16 Semiconductor switch 32 Initial charging circuit 100 Cooling plate 100a Common cooling plate 300 Cooling plate

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 年春 栃木県佐野市栄町7−3番地 カルソニッ ク株式会社テクニカルセンター内 (72)発明者 大野 正人 栃木県佐野市栄町7−3番地 カルソニッ ク株式会社テクニカルセンター内 (72)発明者 植木 浩一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 木下 繁則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5H730 AA15 AS13 BB14 DD04 ZZ07 ZZ11 Continued on the front page. (72) Inventor Toshiharu Watanabe 7-3, Sakaemachi, Sano-shi, Tochigi Prefecture, Calsonic Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Ueki 1-1-1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H730 AA15 AS13 BB14 DD04 ZZ07 ZZ11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車載の直流電源を動力源とした自動車の空
調用コンプレッサを駆動する電気システムにおいて、前
記車載の第一の直流電源から昇圧チョッパにより、前記
第一の直流電源の電圧より高い電圧の第二の直流電源を
構成し、この第二の直流電源からインバータを介してコ
ンプレッサ駆動用電動機を駆動するようにしたことを特
徴とする自動車の電気システム。
1. An electric system for driving an air conditioner compressor of an automobile powered by an on-board DC power supply, wherein a voltage higher than the voltage of the first DC power supply is supplied from a first DC power supply on the vehicle by a step-up chopper. An electric system for an automobile, wherein the second DC power supply is configured to drive a compressor driving motor via an inverter from the second DC power supply.
【請求項2】請求項1において、前記第二の直流電源か
ら半導体スイッチを介して前記インバータを接続したこ
とを特徴とする自動車の電気システム。
2. The electric system according to claim 1, wherein the inverter is connected to the second DC power supply via a semiconductor switch.
【請求項3】請求項2において、前記インバータは初期
充電回路を省略したことを特徴とする自動車の電気シス
テム。
3. An electric system according to claim 2, wherein said inverter does not include an initial charging circuit.
【請求項4】請求項1乃至3の1つにおいて、前記イン
バータの直流入力電圧値は空調の負荷の大きさに応じ
て、前記昇圧チョッパにより可変するようにしたことを
特徴とする自動車の電気システム。
4. The electric vehicle according to claim 1, wherein a DC input voltage value of said inverter is varied by said step-up chopper in accordance with a load of an air conditioner. system.
【請求項5】請求項1乃至4の1つにおいて、前記昇圧
チョッパの回路構成部品と前記インバータの回路構成部
品を前記空調用の冷媒により冷却される冷却板にそれぞ
れ取り付けるようにしたことを特徴とする自動車の電気
システム。
5. The method according to claim 1, wherein the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are respectively mounted on a cooling plate cooled by the air-conditioning refrigerant. And the electrical system of the car.
【請求項6】請求項1乃至4の1つにおいて、前記昇圧
チョッパの回路構成部品と前記インバータの回路構成部
品を前記空調用の冷媒により冷却される共通冷却板に取
り付けるようにしたことを特徴とする自動車の電気シス
テム。
6. The method according to claim 1, wherein the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are mounted on a common cooling plate cooled by the air-conditioning refrigerant. And the electrical system of the car.
【請求項7】請求項1乃至4の1つにおいて、前記昇圧
チョッパの回路構成部品と前記インバータの回路構成部
品を前記空調用の冷媒により直接冷却するようにしたこ
とを特徴とする自動車の電気システム。
7. The electric vehicle according to claim 1, wherein the circuit components of the step-up chopper and the circuit components of the inverter are directly cooled by the air-conditioning refrigerant. system.
【請求項8】請求項1乃至7の1つにおいて、前記昇圧
チョッパの半導体スイッチをMOSFETとしたことを
特徴とする自動車の電気システム。
8. An electric system for an automobile according to claim 1, wherein said semiconductor switch of said step-up chopper is a MOSFET.
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