JP2007326430A

JP2007326430A - Electric heater control device

Info

Publication number: JP2007326430A
Application number: JP2006158164A
Authority: JP
Inventors: Takaya Ozaki; 貴哉尾崎
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric heater control device capable of detecting electric margin in a vehicle by using an existing constitution with excellent economical efficiency and versatility. SOLUTION: This electric heater control device is provided with an on-vehicle electric heater 16 generating heat by energizing and an air conditioning control unit 20 controlling the energizing to the electric heater 16. The air conditioning control unit 20 executes processing to determine generated power of an alternator based on engine speed, processing to calculate electrical equipment total power consumption to be power consumption of all on-vehicle electrical equipment in operation except the electric heater 16, processing to determine marginal power by deducting the electrical equipment power consumption from the alternator generated power, and processing to drive the electric heater 16 when the marginal power is larger than power consumption of the heater 16. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車載の電気ヒータへの通電を制御する電気ヒータ制御装置に関する。 The present invention relates to an electric heater control device that controls energization of an on-vehicle electric heater.

従来、ディーゼル車やいわゆるハイブリッド車などのエンジン冷却水の温度が比較的低い車両に設けられた空調装置おいて、送風の加熱にエンジン冷却水によるヒータコアに加えて、ＰＴＣ素子（Positive Temperature Coefficient）などを用いた通電により発熱する電気ヒータを用いて補助的に加熱を行うようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in air conditioners installed in vehicles with relatively low engine cooling water temperatures, such as diesel vehicles and so-called hybrid vehicles, PTC elements (Positive Temperature Coefficient), etc. in addition to heater cores with engine cooling water for heating air 2. Description of the Related Art There is known a vehicle air conditioner in which heating is performed supplementarily using an electric heater that generates heat when energized using a power source (see, for example, Patent Document 1).

このような電気ヒータでは消費電力が大きいことから、電源の負担が大きくなる。そこで、上記従来技術では、バッテリ充電用のＤＣ−ＤＣコンバータの電気容量と消費電力とを比較し、コンバータの電気容量に余裕がある場合に、１個のＰＴＣユニットをＯＮし、さらに余裕がある場合にもう１個のＰＴＣユニットをＯＮするようにして、電源の負担を抑えながら効率の良い暖房運転を行うようにしている。
特開平１１−１１５４６９号公報 Since such an electric heater consumes a large amount of power, the burden on the power supply increases. Therefore, in the above prior art, the electric capacity and power consumption of the DC-DC converter for charging the battery are compared, and if there is a margin in the converter's electric capacity, one PTC unit is turned on and there is further margin. In this case, the other PTC unit is turned on so that efficient heating operation is performed while suppressing the load on the power source.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-115469

しかしながら、上述の従来技術にあっては、ＤＣ−ＤＣコンバータの電気容量に余裕があるか否かを判定するのに、電流計などの検出機器が必要である。 However, in the above-described prior art, a detection device such as an ammeter is required to determine whether or not the electric capacity of the DC-DC converter is sufficient.

したがって、ハイブリッド車などもともと電流計を有している車両はこれを利用することが可能であるが、もともと電流計を搭載していない車両にあっては、電気ヒータの制御を行うためだけに電流計を設けるのは不経済である。 Therefore, a vehicle that originally has an ammeter, such as a hybrid vehicle, can use this. However, in a vehicle that is not originally equipped with an ammeter, the current is only used to control the electric heater. It is uneconomical to provide a total.

加えて、上述の従来技術では、その時点のコンバータの電気容量の余裕の有無のみに基づいて電気ヒータのＯＮ・ＯＦＦの制御を行っているため、電機系全体では余裕があっても、その時点のコンバータの電気容量に余裕がなければ電気ヒータがＯＦＦされてしまい、効率的な加熱がなされているとはいえなかった。 In addition, in the above-described conventional technology, the electric heater is turned on / off based only on whether or not the electric capacity of the converter at that time is sufficient. If the converter has no sufficient electric capacity, the electric heater is turned off, and it cannot be said that efficient heating is performed.

本発明は、上述の問題点に着目して成されたものであり、車両における電気的な余裕を既存の構成を用いて検出可能として、経済性および汎用性に優れた電気ヒータ装置を提供することを主たる目的とし、さらに、効率的な加熱を可能とする電気ヒータ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and provides an electric heater device that is excellent in economic efficiency and versatility by making it possible to detect an electrical margin in a vehicle using an existing configuration. The main object is to provide an electric heater device that enables efficient heating.

上述の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、通電により発熱する車載の電気ヒータと、この電気ヒータへの通電を制御するコントロールユニットと、を備えた電気ヒータ制御装置であって、前記コントロールユニットが、車載のエンジンにより駆動されて発電を行うオルタネータの発生電力をエンジン回転数に基づいて求める処理と、前記電気ヒータを除く作動中の車載電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を算出する処理と、前記オルタネータ発生電力から電装品消費電力を差し引いて余裕電力を求める処理と、前記余裕電力に基づいて前記電気ヒータの駆動を制御する処理と、を実行することを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 In order to achieve the above-described object, the invention described in claim 1 is an electric heater control device including an in-vehicle electric heater that generates heat by energization, and a control unit that controls energization to the electric heater. The control unit is driven by a vehicle-mounted engine to generate power generated by an alternator based on the engine speed, and the electrical component is the power consumption of all the vehicle-mounted electrical components in operation except the electric heater. Performing a process for calculating total power consumption, a process for subtracting electrical component power consumption from the alternator generated power to obtain a marginal power, and a process for controlling the drive of the electric heater based on the marginal power. A featured electric heater control device was obtained.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ制御装置において、前記電気ヒータが、車載の空調ユニットにおいて、吹出空気を加熱する加熱手段として設けられ、前記コントロールユニットが、前記空調ユニットの作動を制御する空調コントロールユニットであり、この空調コントロールユニットへの、入力情報の一部が、車載のＣＡＮ通信システムを介して得られることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 Moreover, the invention of claim 2 is the electric heater control device according to claim 1, wherein the electric heater is provided as a heating means for heating the blown air in an in-vehicle air conditioning unit, and the control unit comprises: An electric air conditioner control unit for controlling the operation of the air conditioner unit, and a part of input information to the air conditioner control unit is obtained via an in-vehicle CAN communication system.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記電気ヒータにおける必要な発熱量およびこの発熱量に応じた電気ヒータの消費電力であるヒータ消費電力を求める処理と、このヒータ消費電力よりも前記余裕電力が大きい場合に、前記電気ヒータを駆動させる処理と、が含まれることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 According to a third aspect of the present invention, in the electric heater control device according to the first or second aspect, the processing performed by the control unit corresponds to a necessary heat generation amount and the heat generation amount of the electric heater. An electric heater control device comprising: a process for obtaining a heater power consumption which is a power consumption of the electric heater; and a process for driving the electric heater when the margin power is larger than the heater power consumption. It was.

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記余裕電力からヒータ消費電力を差し引いた値のエンジン始動後からの積算値である貯蓄電力を算出する処理と、前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記貯蓄電力が存在する場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する貯蓄時持出判定処理と、が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric heater control device according to the third aspect of the present invention, an integrated value from the start of the engine of a value obtained by subtracting the heater power consumption from the marginal power in the processing performed by the control unit. Even when the marginal power is less than the heater power consumption, and when the stored power is present, the storage-time carry-out determination for permitting heat generation driving of the electric heater is performed. The electric heater control device is characterized in that the processing is included.

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電気ヒータ制御装置において、前記電気ヒータが、独立して発熱駆動可能な複数の発熱ユニットを備え、前記貯蓄時持出判定処理における発熱駆動許可条件に、今回のユニット駆動数が、前回のユニット駆動数以下という条件が加えられていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 According to a fifth aspect of the present invention, in the electric heater control device according to the fourth aspect, the electric heater includes a plurality of heat generating units that can be driven to generate heat independently, The electric heater control device is characterized in that a condition that the current unit drive number is equal to or less than the previous unit drive number is added to the heat generation drive permission condition.

また、請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、エンジンを始動させてからあらかじめ設定された時間が経過するまでの冷間時間には、前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する冷間時持出判定処理が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electric heater control device according to any one of the third to fifth aspects, the processing performed by the control unit includes a preset time after starting the engine. The cold time to elapse includes a cold take-out determination process that permits heat generation driving of the electric heater even when the marginal power is less than the heater power consumption. It was set as the electric heater control apparatus.

また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の電気ヒータ制御装置において、前記冷間時持出判定処理が、前記冷間時間が経過するまでの間、前記余裕電力に補正値を加算させる処理であることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 According to a seventh aspect of the present invention, in the electric heater control device according to the sixth aspect of the present invention, the cold carry-out determination process is performed by adding a correction value to the margin power until the cold time elapses. It was set as the electric heater control apparatus characterized by the process which adds.

また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記ブロワファンが駆動していない場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記バッテリ電圧が設定電圧よりも低い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記外気温度が設定温度よりも高い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記コントロールユニットにおいて、電気的な変動を禁止するモードに入っている場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、の少なくとも１つの判定処理が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 Moreover, in invention of Claim 8, in the electric heater control apparatus of any one of Claims 1-7, when the blower fan is not driven in the processing performed by the control unit, When the determination process for prohibiting the heat generation drive of the electric heater, the determination process for prohibiting the heat generation drive of the electric heater when the battery voltage is lower than a set voltage, and when the outside air temperature is higher than the set temperature, At least one of a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater and a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater when the control unit is in a mode for prohibiting electrical fluctuation. The electric heater control device includes a determination process.

また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが電気ヒータを発熱駆動させる際にはエンジンのアイドル回転数を増加させる処理を行うことを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。 The invention according to claim 9 is the electric heater control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the idle speed of the engine is increased when the control unit drives the electric heater to generate heat. It was set as the electric heater control apparatus characterized by performing the process to make.

本発明の電気ヒータ制御装置にあっては、エンジン回転数に基づいて求めたオルタネータの発生電力から、電気ヒータを除く車載の電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を差し引いて余裕電力を演算し、この余裕電力に基づいて電気ヒータの駆動を制御する。 In the electric heater control device of the present invention, the marginal power is obtained by subtracting the total electric power consumption of electric components, which is the electric power consumption of all on-vehicle electric components excluding the electric heater, from the generated power of the alternator obtained based on the engine speed. And the drive of the electric heater is controlled based on this surplus power.

このように、余裕電力に基づいて電気ヒータの駆動を制御するから、電源に与える負担を抑えることができる。 Thus, since the drive of an electric heater is controlled based on surplus electric power, the burden given to a power supply can be suppressed.

しかも、本発明では、エンジン回転数からオルタネータの発生電力を算出するため、電流計などの機器が不要で、経済的であるとともに、電流計などの電力検出器機を有しない車両にもそのまま適用することができ、汎用性に優れる。 Moreover, in the present invention, since the generated power of the alternator is calculated from the engine speed, it is not necessary to use an instrument such as an ammeter, it is economical, and the present invention is also applied to a vehicle that does not have a power detector such as an ammeter. It can be used and has excellent versatility.

請求項２に記載の発明にあっては、空調ユニットの制御を行う装置において、上記効果を得ることができる。さらに、空調コントロールユニットへの入力情報の一部を車載のＣＡＮ通信システムを介して得られるようにしたため、エンジン回転数や全ての電装品の駆動状態を入力するためにエンジンや各電装品との接続を省略することが可能であり、構成の簡略化を図ることができるとともに、汎用性に優れる。
特に、他の制御系と別個に独立して設けられる空調コントロールユニットにおいて、新たに電力検出器機を新たに設けたり、これと接続したりする必要が無く、既存の構成との変更を抑えることができ、経済性に優れる。また、もともと電装品の駆動状態を示す信号が入力されていない、空調コントロールユニットにあっては、ＣＡＮ通信システムを利用することの有効性が大きい。 In the invention according to claim 2, the above-mentioned effect can be obtained in the apparatus for controlling the air conditioning unit. Furthermore, since part of the input information to the air conditioning control unit can be obtained via the in-vehicle CAN communication system, the engine and each electrical component can be input to input the engine speed and the driving state of all electrical components. Connection can be omitted, the configuration can be simplified, and versatility is excellent.
In particular, in an air conditioning control unit that is provided separately and independently from other control systems, it is not necessary to newly provide or connect to a power detector device, which can suppress changes to the existing configuration. Can be economical. In addition, in an air conditioning control unit in which a signal indicating the driving state of an electrical component is not input, the effectiveness of using a CAN communication system is great.

また、請求項３に記載の発明にあっては、ヒータ消費電力が、オルタネータの発生電力から作動中の電装品の電装品総消費電力を差し引いた余裕電力を越えないため、電源に負担を与えることがない。 In the invention according to claim 3, since the heater power consumption does not exceed the surplus power obtained by subtracting the total electrical power consumption of the electrical components in operation from the generated power of the alternator, a burden is imposed on the power source. There is nothing.

さらに、請求項４に記載の発明では、貯蓄時持出判定処理を行い、余裕電力が電気ヒータの発熱駆動に不足している場合であっても、貯蓄電力が存在する場合は、電源からの電力の持ち出しを可能とする。したがって、電力不足時であっても、貯蓄電力を使って可能な限り電気ヒータを発熱駆動させ、電力ならびに電気ヒータを無駄なく効率的に活用することが可能となる。
しかも、貯蓄電力は、余裕電力から電装品総消費電力およびヒータ消費電力を差し引いて残った電力を積算したもので、エンジン始動後に電源に蓄積された電力に相当するものであるから、放電により減少している可能性も低く、電源から持出して使用しても、電源に負担を与えないようにすることができる。 Furthermore, in the invention according to claim 4, when the saving power is taken out and the stored power is present even if the surplus power is insufficient for the heating drive of the electric heater, Enables power to be taken out. Therefore, even when there is a shortage of power, it is possible to drive the electric heater as much as possible using the stored power and efficiently use the electric power and the electric heater without waste.
In addition, the stored power is the sum of the remaining power by subtracting the total power consumption of the electrical components and the heater power from the surplus power, and is equivalent to the power stored in the power supply after the engine is started. Therefore, even if it is taken out from the power source and used, it is possible to prevent the power source from being burdened.

また、請求項５に記載の発明では、貯蓄電力を使用する際に、電気ヒータにおけるユニット駆動数を増加させないため、ユニット駆動数を増加させて、電源に与える負担が大きくなるのを抑えることができる。
しかも、前回電気ヒータを駆動させていたのに余裕電力の不足から電気ヒータの駆動を停止させる機会を抑え、可能な限り電気ヒータを連続的に駆動させることができる。これにより、いっそうの電気ヒータの効率的な活用を図ることができ、かつ、利用者に違和感を与えることを抑えることができる。 Further, in the invention according to claim 5, since the number of unit drives in the electric heater is not increased when using the stored power, the number of unit drives can be increased to prevent the burden on the power source from increasing. it can.
In addition, the electric heater can be continuously driven as much as possible while suppressing the opportunity to stop the driving of the electric heater due to lack of surplus power even though the electric heater was driven last time. Thereby, the more efficient utilization of the electric heater can be achieved, and the user can be prevented from feeling uncomfortable.

さらに、請求項６に記載の発明では、エンジン始動後のあらかじめ設定された冷間時間には、余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、電気ヒータの発熱駆動を許可する冷間持出判定処理を実行する。
すなわち、エンジン始動直後は、エンジン冷却水温度が低く、電気ヒータの発熱要求度が高い。そこで、この冷間時間には、ある程度の電源からの電力の持ち出しを許可し、電気ヒータによる加熱をできるだけ優先させ、空調ユニットの暖房性能を確保する。
さらに、この冷間持出判定処理を実行する時間を、エンジン始動後のあらかじめ設定された冷間時間内に制限することで、電源に過負荷がかかるのを防止することができる。 Furthermore, in the invention according to claim 6, the cold time permitting the heat generation drive of the electric heater is set in the preset cold time after the engine start even if the surplus power is less than the heater power consumption. Carry out carry-out determination processing.
That is, immediately after the engine is started, the engine coolant temperature is low, and the electric heater is required to generate heat. Therefore, during this cold time, a certain amount of power is taken out from the power source, and heating by the electric heater is prioritized as much as possible to ensure the heating performance of the air conditioning unit.
Furthermore, it is possible to prevent the power supply from being overloaded by limiting the time for executing this cold take-out determination process to a preset cold time after the engine is started.

また、請求項７に記載の発明では、冷間時間が経過するまでの間、余裕電力に補正値を加算させて余裕電力の嵩上げを行う。これにより、電気ヒータの駆動判定時に余裕電力とヒータ消費電力とを比較する際に、補正値による嵩上げの分だけ電気ヒータの駆動が許可されやすくなる。
このように、余裕電力に補正値を加えるだけの簡単な処理により、上記冷間持出判定処理を行うことができる。
また、請求項８に記載の発明では、ブロワファンが駆動していない空調ユニットの非空調制御時に、無駄に電気ヒータを駆動させること、バッテリ電圧が低い場合に、電気ヒータを駆動させて電源に過負荷を与えること、外気温度が高く、空調ユニットの発熱量を高くする必要のない状態で無駄に電気ヒータを駆動させること、エンジンコントロールユニットにおいて電気的な変動が生じて欲しくない状態で、電気ヒータを発熱駆動させることでエンジンコントロールに電気的な変動を与えること、の少なくとも１つを防止することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the correction value is added to the marginal power until the cold time elapses to increase the marginal power. Thereby, when comparing the marginal power and the heater power consumption at the time of driving determination of the electric heater, the driving of the electric heater is easily permitted by the amount of increase due to the correction value.
In this way, the cold carry-out determination process can be performed by a simple process that simply adds a correction value to the surplus power.
In the invention according to claim 8, the non-air-conditioning control of the air-conditioning unit in which the blower fan is not driven causes the electric heater to be wasted, and when the battery voltage is low, the electric heater is driven to serve as a power source. Overloading, driving the electric heater unnecessarily in a state where the outside air temperature is high and the heat generation amount of the air conditioning unit does not need to be increased, and in the state where electrical fluctuations in the engine control unit are not desired It is possible to prevent at least one of giving an electric fluctuation to engine control by driving the heater to generate heat.

さらに、請求項９に記載の発明では、電気ヒータを駆動させる際には、エンジンのアイドル回転数を上昇させるため、オルタネータの発電量を増加させ、電源への負荷をより抑制することができる。 Further, according to the ninth aspect of the present invention, when the electric heater is driven, the engine idling speed is increased, so that the power generation amount of the alternator can be increased and the load on the power source can be further suppressed.

（実施の形態１）
以下に、図１〜図９に基づいて、この発明の最良の実施の形態１の電気ヒータ制御装置について説明する。 (Embodiment 1)
Below, based on FIGS. 1-9, the electric heater control apparatus of the best Embodiment 1 of this invention is demonstrated.

この実施の形態１の電気ヒータ制御装置は、図２に示す車両用空調装置ＡＣに適用されており、この車両用空調装置ＡＣは、空調ユニット１０と、その作動を制御する空調コントロールユニット２０とを備えている。
この空調ユニット１０は、ユニットハウジング１の空気取入口１ａ側から順にブロワファン１２、エバポレータ１３、ヒータコア１４を備えている。 The electric heater control device according to the first embodiment is applied to the vehicle air conditioner AC shown in FIG. 2, and this vehicle air conditioner AC includes an air conditioning unit 10 and an air conditioning control unit 20 that controls the operation thereof. It has.
The air conditioning unit 10 includes a blower fan 12, an evaporator 13, and a heater core 14 in order from the air inlet 1 a side of the unit housing 1.

また、ヒータコア１４の近傍には、エアミックスドア１５が設けられている。このエアミックスドア１５の開度を調節することで、エバポレータ１３を通過した冷気と、ヒータコア１４を通過した暖気との混合割合を任意に調節し、各吹出口１ｂ，１ｃ，１ｄからの吹出空気温度を調節可能となっている。 An air mix door 15 is provided in the vicinity of the heater core 14. By adjusting the opening degree of the air mix door 15, the mixing ratio of the cool air that has passed through the evaporator 13 and the warm air that has passed through the heater core 14 is arbitrarily adjusted, and the air blown from the outlets 1 b, 1 c, 1 d The temperature can be adjusted.

また、ヒータコア１４には、通電により発熱する電気ヒータ１６が並設されている。この電気ヒータ１６は、図１に示すように、２つのＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを備えている。なお、これらＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂは、図示を省略した複数のＰＴＣ素子を備え、これらの素子に通電することで発熱する。 The heater core 14 is provided with an electric heater 16 that generates heat when energized. As shown in FIG. 1, the electric heater 16 includes two PTC units 16a and 16b. The PTC units 16a and 16b include a plurality of PTC elements (not shown), and generate heat by energizing these elements.

空調コントロールユニット２０は、図１に示す温度環境検出センサ群２１から得られる情報に基づいて、空調ユニット１０の運転を制御して、設定スイッチ２２により設定された車室内環境を形成する空調制御を実行する。なお、温度環境検出センサ群２１は、車室の温度に関する情報を検出するセンサ群であって、例えば、車室温度を検出するセンサや、日射量を検出するセンサや、吹出空気温度を検出するセンサなどの空調制御に必要な周知のセンサが含まれているものとするが、本実施例１では、電気ヒータ１６の後述する制御に必要なセンサとして、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ２１ａ、および車外の気温を検出する外気温度センサ２１ｂが含まれている。 The air conditioning control unit 20 controls the operation of the air conditioning unit 10 based on the information obtained from the temperature environment detection sensor group 21 shown in FIG. 1 and performs the air conditioning control for forming the vehicle interior environment set by the setting switch 22. Execute. The temperature environment detection sensor group 21 is a sensor group that detects information related to the temperature of the passenger compartment. For example, the sensor that detects the passenger compartment temperature, the sensor that detects the amount of solar radiation, and the temperature of the blown air are detected. Although known sensors necessary for air-conditioning control such as sensors are included, in the first embodiment, a water temperature sensor 21a that detects the engine coolant temperature is used as a sensor necessary for control of the electric heater 16 to be described later. And an outside air temperature sensor 21b for detecting the temperature outside the vehicle.

さらに、空調コントロールユニット２０は、空調ユニット１０の電気ヒータ１６への通電の制御を行うのにあたり、ＣＡＮ通信システム３０を介して図外のエンジンの回転数を示すエンジン回転数信号ａ、後述の電装品状態信号ｂ、バッテリ４０の電圧を示すバッテリ電圧信号ｃが入力される。 Further, the air-conditioning control unit 20 controls the energization of the electric heater 16 of the air-conditioning unit 10 via the CAN communication system 30, an engine speed signal a indicating the engine speed (not shown), The product status signal b and the battery voltage signal c indicating the voltage of the battery 40 are input.

ＣＡＮ通信システム３０は、車両に搭載された情報を送る既存のバスシステムであり、もともと図外の車両のパワートレイン系の制御や、照明などのボディ系の制御などを実行する図外のメインコントロールユニットに少ないラインで多くの情報を送るために設けられたものである。そして、本実施例１では、もともとＣＡＮ通信システム３０でやり取りされている信号の中から、電気ヒータ１６の制御に必要な情報を空調コントロールユニット２０にも送るようにした。 The CAN communication system 30 is an existing bus system that sends information mounted on a vehicle. The CAN communication system 30 originally performs control of a power train system of a vehicle not shown in the figure, control of a body system such as lighting, and the like. It is provided to send a lot of information to a unit with few lines. In the first embodiment, information necessary for controlling the electric heater 16 is also sent to the air conditioning control unit 20 from signals originally exchanged in the CAN communication system 30.

電装品状態信号ｂは、車載された各種電装品の駆動状態を示す信号であって、本実施例１では、ヘッドライトおよびウインカーランプを含む各種ランプ、ワイパー、リアデフロスタ、エンジン駆動系、エンジンファンなどの電気ヒータ１６以外の車載の全ての電装品の作動状態を示す信号が含まれている。 The electrical component status signal b is a signal indicating the driving status of various electrical components mounted on the vehicle. In the first embodiment, various lamps including headlights and turn signal lamps, wipers, rear defrosters, engine drive systems, engine fans. The signal which shows the operation state of all the electrical components on board other than the electric heaters 16 is included.

次に、空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御について、図３および図４のフローチャートに基づいて説明する。 Next, control of the electric heater 16 performed by the air conditioning control unit 20 will be described based on the flowcharts of FIGS. 3 and 4.

この制御は、イグニッションスイッチＩＧＮをＯＮとすることで開始される。
ステップＳ１〜Ｓ３では、イグニッションスイッチＩＧＮがＯＦＦからＯＮに切り替わった時点からヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃ、つまり、時間を計測する処理を行う。 This control is started by turning on the ignition switch IGN.
In steps S1 to S3, a process of measuring the count value Tptc of the heater timer, that is, the time from when the ignition switch IGN is switched from OFF to ON is performed.

すなわち、ステップＳ１では、イグニッションスイッチＩＧＮが今回ＯＦＦからＯＮに切り替わったか否か判定し、今回ＯＮに切り替わった場合には、ステップＳ２に進み、それ以外はステップＳ３に進む。 That is, in step S1, it is determined whether or not the ignition switch IGN has been switched from OFF to ON. If the ignition switch IGN has been switched to ON this time, the process proceeds to step S2, and otherwise the process proceeds to step S3.

ステップＳ２では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃを０にリセットし、一方、ステップＳ３では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃをカウントアップする。 In step S2, the heater timer count value Tptc is reset to 0, while in step S3, the heater timer count value Tptc is counted up.

次に、ステップＳ４〜Ｓ９では、図外のオルタネータの発電量から現在の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて余裕電力Ｐｃを算出する処理を行う。 Next, in steps S4 to S9, a process of calculating the marginal power Pc by subtracting the current total electrical component power consumption Pt from the power generation amount of the alternator (not shown) is performed.

まず、ステップＳ４において、ＣＡＮ通信システム３０を介して得られる現在のエンジン回転数からオルタネータの発電量Ｐｍｎを算出する。この発電量Ｐｍｎの算出は、あらかじめ空調コントロールユニット２０に記憶されている図５に示すエンジン回転数に対するオルタネータの発電量のマップに基づいて行う。なお、図示のように、マップには、エンジン回転数の上昇時と下降時とでヒステリシスが与えられている。 First, in step S4, the power generation amount Pmn of the alternator is calculated from the current engine speed obtained via the CAN communication system 30. The calculation of the power generation amount Pmn is performed based on a map of the power generation amount of the alternator with respect to the engine speed shown in FIG. As shown in the drawing, the map is provided with hysteresis when the engine speed increases and when the engine speed decreases.

ステップＳ５は、冷間時持ち出し処理に用いる補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを求める。この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、後述するエンジンの始動直後のあらかじめ設定された冷間時間Ｎｓｅｃ（この冷間時間Ｎｓｅｃは、本実施の形態１では、３００秒とする）に限り、バッテリ４０からの電力の持ち出しを許すために設定された値であって、図６に示すようにエンジン回転数に応じて、３段階に設定されている。 In step S5, a correction value Pa_tacho used for the cold take-out process is obtained. This correction value Pa_tacho is limited to a preset cold time Nsec immediately after engine start, which will be described later (this cold time Nsec is 300 seconds in the first embodiment), It is a value set to allow take-out, and is set in three stages according to the engine speed as shown in FIG.

続くステップＳ６では、電気ヒータ１６を除いた全ての車載電装品の消費電力である電装品総消費電力Ｐｔを算出する。この電装品総消費電力Ｐｔは、全ての電装品についてそれぞれの作動状態に応じた消費電力をあらかじめ記憶しておき、電装品状態信号ｂから得られる各電装品の作動情報に基づいて、各作動中の電装品の消費電力を求め、これらを全て合計することで算出することができる。 In subsequent step S6, the total electric power consumption Pt of electric components, which is the electric power consumption of all on-vehicle electric components excluding the electric heater 16, is calculated. This electrical component total power consumption Pt stores power consumption corresponding to each operation state for all electrical components in advance, and based on the operation information of each electrical component obtained from the electrical component state signal b, It can be calculated by obtaining the power consumption of the electrical components inside and adding them all up.

ステップＳ７〜Ｓ９において余裕電力Ｐｃを算出する。この余裕電力Ｐｃは、基本的には、オルタネータの発電量Ｐｍｎから現時点の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて得られる余りの電力であるが、エンジン始動直後の冷間時間Ｎｓｅｃが経過するまでは、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算する。この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、バッテリ４０からの電力の持ち出し分に相当し、バッテリ４０の負担とならない値に設定されている。 In steps S7 to S9, the surplus power Pc is calculated. This surplus power Pc is basically a surplus power obtained by subtracting the current total electrical power consumption Pt of the electrical components from the power generation amount Pmn of the alternator, but until the cold time Nsec immediately after the engine starts elapses. The correction value Pa_tacho is added. The correction value Pa_tacho corresponds to the amount of power taken out from the battery 40 and is set to a value that does not burden the battery 40.

すなわち、ステップＳ７では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃがあらかじめ設定されている冷間時間Ｎｓｅｃ未満であるか否か判定し、冷間時間Ｎｓｅｃ未満の場合、ステップＳ８に進み、冷間時間Ｎｓｅｃを越えている場合には、ステップＳ９に進む。 That is, in step S7, it is determined whether or not the count value Tptc of the heater timer is less than a preset cold time Nsec, and if it is less than the cold time Nsec, the process proceeds to step S8 and exceeds the cold time Nsec. If yes, the process proceeds to step S9.

この冷間時間Ｎｓｅｃが経過した後に進むステップＳ９では、発電量Ｐｍｎから電装品総消費電力Ｐｔを差し引く。一方、冷間時間Ｎｓｅｃ未満の場合に進むステップＳ８では、発電量Ｐｍｎから電装品総消費電力Ｐｔを差し引き、これに始動時持ち出し補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算する補正処理を実行する。 In step S9 that proceeds after the cold time Nsec has elapsed, the total electrical power consumption Pt of the electrical components is subtracted from the power generation amount Pmn. On the other hand, in step S8 that proceeds when the cold time is less than Nsec, a correction process is performed in which the total electrical power consumption Pt of the electrical components is subtracted from the power generation amount Pmn, and the start-up take-out correction value Pa_tacho is added thereto.

このように、冷間時間Ｎｓｅｃが経過した後は、オルタネータの発電量Ｐｍｎから現時点の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて余る電力が余裕電力Ｐｃとなるが、エンジン始動直後の冷間時間Ｎｓｅｃが経過するまでは、バッテリ４０からの電力の持ち出しを許容した電力が余裕電力Ｐｃとなる。 As described above, after the cold time Nsec has elapsed, the remaining electric power Pt is subtracted from the power generation amount Pmn of the alternator to obtain the surplus power Pc. However, the cold time Nsec immediately after starting the engine is reduced. Until the time elapses, the power that allows the power to be taken out from the battery 40 becomes the surplus power Pc.

続くステップＳ１０では、貯蓄電力Ｐｏを算出する。この貯蓄電力Ｐｏは、オルタネータにおける発電量Ｐｍｎのうちで電装品および電気ヒータ１６に消費されずにバッテリ４０に充電される電力Ｐｂを積算したものである。 In the subsequent step S10, the stored power Po is calculated. This stored electric power Po is obtained by integrating the electric power Pb charged in the battery 40 without being consumed by the electrical component and the electric heater 16 in the electric power generation amount Pmn in the alternator.

具体的には、貯蓄電力Ｐｏは、今回得られた余裕電力Ｐｃに前回までの充電分の電力Ｐｂの積算値Ｐｂ∫を加算して求める。また、前回までの積算値Ｐｂ∫は、前回の余裕電力Ｐｃから電気ヒータ１６における消費電力Ｐｐｔｃを差し引いた値を積算して求める。 Specifically, the stored power Po is obtained by adding the integrated value Pb∫ of the power Pb charged up to the previous time to the margin power Pc obtained this time. Also, the previous integrated value Pb∫ is obtained by integrating the value obtained by subtracting the power consumption Pptc in the electric heater 16 from the previous marginal power Pc.

次に、ステップＳ１１〜Ｓ１４では、電気ヒータ１６の駆動禁止条件を判定する判定処理を実行する。 Next, in steps S 11 to S 14, determination processing for determining a drive prohibition condition for the electric heater 16 is executed.

この判定処理として、まず、ステップＳ１１において、空調ユニット１０のブロワファン１２がＯＦＦであるか否か判定し、ＯＦＦすなわち空調ユニット１０が作動していない場合には、電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、ブロワファン１２がＯＮの場合には、次のステップＳ１２の判定処理に進む。 In this determination process, first, in step S11, it is determined whether or not the blower fan 12 of the air conditioning unit 10 is OFF. When the air conditioning unit 10 is OFF, that is, the operation of the electric heater 16 is prohibited. Therefore, the process proceeds to step S26. On the other hand, if the blower fan 12 is ON, the process proceeds to the determination process of the next step S12.

ステップＳ１２では、バッテリ電圧Ｖｎがあらかじめ設定された下限電圧Ｖｓ未満であるか否か判定し、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓ未満の場合には、バッテリ４０が老朽化して負担が大きすぎるとして電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓ以上であれば、バッテリ４０の耐久性に問題が無いとして、次のステップＳ１３の判定処理に進む。なお、この下限電圧Ｖｓは、本実施例では、１２Ｖ未満の電圧に設定されており、かつ、本実施例１では、図７に示すように、下限電圧Ｖｓよりも高電圧側から低電圧側に移行する場合と、低電圧側から高電圧側に移行する場合と、でヒステリシスが与えられており、図示のＶｓ（１）とＶｓ（２）の２種類の値が設定されている。 In step S12, it is determined whether or not the battery voltage Vn is less than a preset lower limit voltage Vs. If the battery voltage Vn is less than the lower limit voltage Vs, the battery 40 is aged and the burden is too great. The process proceeds to step S26 to prohibit the operation of No. 16. On the other hand, if the battery voltage Vn is equal to or higher than the lower limit voltage Vs, it is determined that there is no problem in the durability of the battery 40 and the process proceeds to the determination process in the next step S13. In this embodiment, the lower limit voltage Vs is set to a voltage of less than 12 V. In the present embodiment 1, as shown in FIG. 7, the lower limit voltage Vs is higher than the lower limit voltage Vs. Hysteresis is given in the case of shifting to the low voltage side and the case of shifting from the low voltage side to the high voltage side, and two values of Vs (1) and Vs (2) shown in the figure are set.

ステップＳ１３では、外気温度Ｔａがあらかじめ設定された寒冷判定温度Ｔｓ未満か否か判定し、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓ以上の場合には、電気ヒータ１６の発熱を必要とするほど寒冷な環境ではないとして、電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓ未満の場合は、次のステップＳ１４の判定処理に進む。なお、本実施の形態１では、図８に示すように、寒冷判定温度Ｔｓにヒステリシスが与えられている。 In step S13, it is determined whether or not the outside air temperature Ta is lower than a preset cold determination temperature Ts. If the outside air temperature Ta is equal to or higher than the cold determination temperature Ts, the environment is so cold that the electric heater 16 needs to generate heat. If not, the process proceeds to step S26 to prohibit the operation of the electric heater 16. On the other hand, when the outside air temperature Ta is lower than the cold determination temperature Ts, the process proceeds to the determination process of the next step S14. In the first embodiment, as shown in FIG. 8, hysteresis is given to the cold determination temperature Ts.

ステップＳ１４では、ＣＡＮ通信システム３０からの入力に基づいて図外のメインコントロールユニットの変動カット状態であるか否かの判定を行う。すなわち、車載の電装品を駆動させた際に、制御に悪影響を与えるノイズなどが発生する場合がある。そこで、図外のメインコントロールユニットは、制御の状態により、他の制御作動を許可する許可モードと、他の制御作動について前回値を維持する作動を許す保持モードと、他の制御作動を禁止する禁止モードと、を有している。 In step S14, based on the input from the CAN communication system 30, it is determined whether or not the main control unit is not in a variable cut state. That is, when an on-vehicle electrical component is driven, noise that adversely affects control may occur. Therefore, the main control unit (not shown) prohibits other control operations by a permission mode that permits other control operations, a holding mode that allows operations to maintain the previous values for other control operations, depending on the state of control. A prohibit mode.

そこで、ステップＳ１４では、図外のメインコントロールユニットのモードに応じ、保持モードの場合には、以後の今回の判定をキャンセルし前回値を保持したまま今回の流れを終える。また、禁止モードの場合には、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦにする。また、許可モードの場合には、ステップＳ１５に進む。 Therefore, in step S14, according to the mode of the main control unit (not shown), in the case of the holding mode, the current determination after that is canceled and the current flow is finished while the previous value is held. In the prohibit mode, the process proceeds to step S26, and the electric heater 16 is turned off. If the permission mode is set, the process proceeds to step S15.

次のステップＳ１５〜Ｓ２７では、電気ヒータ１６における発熱量を求め、その結果に基づいて電気ヒータ１６の駆動を制御する。 In the next steps S15 to S27, the amount of heat generated in the electric heater 16 is obtained, and the driving of the electric heater 16 is controlled based on the result.

まず、ステップＳ１５において、冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔａとに基づいて、電気ヒータ１６の発熱量に相当する電気ヒータ１６の各ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの通電個数Ｎｔを演算する。 First, in step S15, the number Nt of energizations of the PTC units 16a and 16b of the electric heater 16 corresponding to the heat generation amount of the electric heater 16 is calculated based on the cooling water temperature Tw and the outside air temperature Ta.

本実施例１では、この通電個数Ｎｔは、あらかじめ記憶されている下記の式１で求めた熱量比Ｃと、図９に示すマップとにより求める。 In the first embodiment, the number Nt of energizations is obtained from the calorie ratio C obtained by the following equation 1 stored in advance and the map shown in FIG.

熱量比Ｃは、空調ユニット１０のヒータコア１４に加熱補助を与える必要度を１〜０の値で示すものである。そして、式１は、冷却水温度Ｔｗおよび外気温度Ｔａが低いほど熱量比Ｃが１に近づき、冷却水温度Ｔｗおよび外気温度Ｔａが高いほど熱量比Ｃが０に近づくように設定されている。
Ｃ＝（５０−Ｔａ）／（Ｔｗ−Ｔａ）・・・・式１ The calorie ratio C indicates the degree of necessity of giving heating assistance to the heater core 14 of the air conditioning unit 10 as a value of 1 to 0. Formula 1 is set so that the heat quantity ratio C approaches 1 as the cooling water temperature Tw and the outside air temperature Ta are low, and the heat quantity ratio C approaches 0 as the cooling water temperature Tw and the outside air temperature Ta are high.
C = (50−Ta) / (Tw−Ta) (1)

また、図９に示すマップは、熱量比Ｃに応じて通電個数Ｎｔを０，１，２のいずれかに決定するよう設定されたマップであり、熱量比Ｃが大きいほど通電個数Ｎｔが大きくなるように設定されている。なお、熱量比Ｃの増加時と減少時とで、減少時の方が増加時よりも通電個数Ｎｔが多くなるようにヒステリシスが与えられている。 Further, the map shown in FIG. 9 is a map set so that the energization number Nt is determined as either 0, 1, or 2 according to the heat quantity ratio C, and the energization number Nt increases as the heat quantity ratio C increases. Is set to Note that hysteresis is given so that the number Nt of energizations increases when the heat ratio C increases and when the heat ratio C decreases.

ステップＳ１６では、通電個数Ｎｔが２であるか否か判定し、通電個数Ｎｔ＝２の場合は、ステップＳ１７に進み、通電個数Ｎｔが２未満の場合には、ステップＳ２１に進む。 In step S16, it is determined whether the energization number Nt is 2. If the energization number Nt = 2, the process proceeds to step S17. If the energization number Nt is less than 2, the process proceeds to step S21.

通電個数Ｎｔ＝２の場合に進むステップＳ１７〜Ｓ２０では、余裕電力Ｐｃに応じて電気ヒータ１６のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電させる処理を行う。 In steps S17 to S20 that proceed when the energization number Nt = 2, a process of energizing the PTC units 16a and 16b of the electric heater 16 according to the surplus power Pc is performed.

すなわち、ステップＳ１７では、余裕電力Ｐｃが２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させるのに必要な電力である２個駆動電力（消費電力）Ｗ２以上であるか否か判定し、余裕電力Ｐｃが２個駆動電力Ｗ２以上であれば、ステップＳ１８に進む。そして、ステップＳ１８において、２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させ、かつ、図外のエンジンの駆動を制御するコントロールユニットに向けてエンジンのアイドリング回転数の上昇を要求するアイドルアップ要求信号をＣＡＮ通信システム３０により出力する。 That is, in step S17, it is determined whether or not the surplus power Pc is equal to or greater than the two drive power (power consumption) W2 that is the power necessary to drive the two PTC units 16a and 16b to generate heat. If the two drive powers W2 or more, the process proceeds to step S18. In step S18, an idle-up request signal for requesting an increase in the engine idling speed is sent to a control unit that controls the driving of the engine (not shown) while driving the two PTC units 16a and 16b to generate heat. The data is output by the CAN communication system 30.

一方、ステップＳ１７において、余裕電力Ｐｃが２個駆動電力Ｗ２を下回っている場合、発熱駆動させるユニット個数を減らす処理に進むが、その前に、バッテリ４０から電力を持ち出して２個駆動させるか否かの貯蓄時持出判定処理を行う。この貯蓄時持出判定処理は、バッテリ４０に貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、これを持ち出して電気ヒータ１６を発熱駆動させる処理である。 On the other hand, if the surplus power Pc is less than the two drive powers W2 in step S17, the process proceeds to a process for reducing the number of units to be driven to generate heat. Carry out the saving judgment process. This saving-time take-out determination process is a process for taking out the stored power Po in the battery 40 and driving the electric heater 16 to generate heat when the stored power Po is present in the battery 40.

すなわち、ステップＳ１９では、前回の処理における電気ヒータ１６の駆動ユニット数が２個であるか否かを判定し、ＮＯすなわち前回の駆動ユニット数が２未満の場合には、後述するステップＳ２２の駆動ユニット数を１個とする駆動判定処理に進む。 That is, in step S19, it is determined whether or not the number of drive units of the electric heater 16 in the previous process is two. If NO, that is, if the previous number of drive units is less than 2, the drive in step S22 described later is performed. Proceed to the drive determination process with one unit.

一方、前回の処理において駆動ユニット数が２個の場合には、ステップＳ２０に進み、貯蓄電力Ｐｏが存在しているか否かを判定し、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、ステップＳ１８に進んで、２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させる。 On the other hand, if the number of drive units is two in the previous process, the process proceeds to step S20, where it is determined whether or not the stored power Po is present. If the stored power Po is present, step S18 is performed. Then, the two PTC units 16a and 16b are driven to generate heat.

次に、ステップＳ１６において、ＮＯと判定されて進むステップＳ２１では、通電個数Ｎｔ＝１であるか否か判定し、通電個数Ｎｔ＝１であれば、ステップＳ２２に進み、通電個数Ｎｔ≠１の場合は、Ｎｔ＝０であるので、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。 Next, in step S21, the process proceeds to step S21, where NO is determined. In step S21, it is determined whether the energization number Nt = 1. If the energization number Nt = 1, the process proceeds to step S22 and In this case, since Nt = 0, the process proceeds to step S26 and the electric heater 16 is turned off.

ステップＳ２２では、余裕電力ＰｃがＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を発熱駆動させるのに必要な電力である１個駆動電力Ｗ１以上であるか否か判定し、余裕電力Ｐｃが１個駆動電力Ｗ１以上であれば、ステップＳ２３に進む。そして、ステップＳ２３において、ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの一方を発熱駆動し、かつ、アイドルアップ要求信号をＣＡＮ通信システム３０により出力する。 In step S22, it is determined whether or not the surplus power Pc is equal to or greater than one drive power W1, which is power necessary to drive one of the PTC units 16a and 16b to generate heat, and the surplus power Pc is equal to one drive power W1. If it is above, it will progress to step S23. In step S23, one of the PTC units 16a and 16b is driven to generate heat, and an idle up request signal is output by the CAN communication system 30.

一方、ステップＳ２２において、余裕電力Ｐｃが１個駆動電力Ｗ１未満である場合、ステップＳ２４，Ｓ２５により前述したステップＳ１９，Ｓ２０と同様に貯蓄時持出判定処理を行う。ここでは、ステップＳ２４において、前回の駆動ユニット数が１以上であるか判定し、１以上であればステップＳ２５に進んで、貯蓄電力Ｐｏが存在するか否か判定し、両ステップＳ２４，Ｓ２５の両方でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２３に進んで、ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの一方を発熱駆動させる。一方、両ステップＳ２４，２５のいずれかでＮＯと判定されれば、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。 On the other hand, in step S22, when the surplus power Pc is less than one drive power W1, the saving time carry-out determination process is performed in steps S24 and S25 in the same manner as in steps S19 and S20 described above. Here, in step S24, it is determined whether the previous drive unit number is 1 or more, and if it is 1 or more, the process proceeds to step S25 to determine whether or not the stored power Po exists, and both steps S24 and S25. If both are determined as YES, the process proceeds to step S23 to drive one of the PTC units 16a and 16b to generate heat. On the other hand, if it is determined NO in either of steps S24 and S25, the process proceeds to step S26, and the electric heater 16 is turned off.

次に、実施例１の作用を説明する。
空調コントロールユニット２０では、エンジン回転数に基づいて常にその時点のオルタネータの発電量Ｐｍｎを算出し（ステップＳ４）、かつ、その時点の電気ヒータ１６を除く全ての車載電装品による電装品総消費電力Ｐｔを算出し（ステップＳ６）、車載電装品で消費されずに余る余裕電力Ｐｃを算出する（ステップＳ８，Ｓ９）。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
The air-conditioning control unit 20 always calculates the power generation amount Pmn of the alternator at that time based on the engine speed (step S4), and the total electric power consumption of all the in-vehicle electric components except the electric heater 16 at that time. Pt is calculated (step S6), and surplus power Pc that is not consumed by the on-vehicle electrical component is calculated (steps S8 and S9).

なお、余裕電力Ｐｃは、エンジンの始動後３００ｓｅｃが経過するまでの冷間時間Ｎｓｅｃの間は、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算して、実際に余っている電力よりも大きな値としている。 The surplus power Pc is set to a value larger than the power that is actually surplus by adding the correction value Pa_tacho during the cold time Nsec until 300 sec elapses after the engine is started.

そして、余裕電力Ｐｃに基づいて電気ヒータ１６の駆動を制御するが、本実施の形態１では、この余裕電力Ｐｃに基づく判定の前に、あらかじめ設定された駆動禁止状態にないかを判定する（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。 Then, the drive of the electric heater 16 is controlled based on the surplus power Pc. In the first embodiment, it is determined whether or not the drive prohibition state is set in advance before the determination based on the surplus power Pc ( Steps S11 to S14).

ここで、ブロワファン１２が停止されており送風の加熱が不要である状態と、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓよりも低くバッテリ４０に負担をかけられない状態と、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓよりも高く電気ヒータ１６による送風の加熱が不要である状態と、図外のメインコントロールユニットが制御を禁止している状態と、のいずれかの駆動禁止状態のときには、ステップＳ１５〜Ｓ２５の駆動判定を行うことなく、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。 Here, the state where the blower fan 12 is stopped and heating of the air blow is unnecessary, the state where the battery voltage Vn is lower than the lower limit voltage Vs and the battery 40 cannot be burdened, and the outside air temperature Ta is the cold determination temperature Ts. Driving determination in steps S15 to S25 when the driving state is higher than the state where heating of the air by the electric heater 16 is unnecessary and the state where the main control unit (not shown) prohibits control. Without proceeding to step S26, the electric heater 16 is turned off.

なお、メインコントロールユニットが前回値保持の状態には、ステップＳ１５〜Ｓ２５の駆動判定を行うことなく、電気ヒータ１６を前回と同一の状態に保持する。 In addition, when the main control unit is in the previous value holding state, the electric heater 16 is held in the same state as the previous time without performing the drive determination in steps S15 to S25.

一方、上記駆動禁止条件および前回値保持条件に含まれない場合には、ステップＳ１５〜Ｓ２５の余裕電力Ｐｃに基づく駆動判定を行う。 On the other hand, when it is not included in the drive prohibition condition and the previous value holding condition, drive determination based on the marginal power Pc in steps S15 to S25 is performed.

この駆動判定では、まず、ステップＳ１５において、外気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとに基づいて、電気ヒータ１６の２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂへの通電個数Ｎｔを算出する。この場合、外気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとが低いほど通電個数Ｎｔが多く算出される。また、冷却水温度Ｔｗが十分に高ければ、外気温度Ｔａが低くても通電個数Ｎｔが少なく算出され、同様に、外気温度Ｔａが高ければ冷却水温度Ｔｗが低くても通電個数Ｎｔが少なく算出される。 In this drive determination, first, in step S15, the number Nt of energizations to the two PTC units 16a and 16b of the electric heater 16 is calculated based on the outside air temperature Ta and the cooling water temperature Tw. In this case, as the outside air temperature Ta and the cooling water temperature Tw are lower, the energization number Nt is more calculated. Further, if the cooling water temperature Tw is sufficiently high, the number of energizations Nt is calculated to be small even if the outside air temperature Ta is low. Similarly, if the outside air temperature Ta is high, the number of energizations Nt is small even if the cooling water temperature Tw is low. Is done.

そして、余裕電力Ｐｃが、算出された通電個数Ｎｔに通電するのに必要な電力（１個駆動電力Ｗ１あるいは２個駆動電力Ｗ２）を有している場合には、その通電個数Ｎｔに応じた数のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電する（ステップＳ１６→Ｓ１７→Ｓ１８の流れ、あるいはＳ１６→ＳＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３の流れ）。 If the surplus power Pc has the power necessary for energizing the calculated energization number Nt (one drive power W1 or two drive powers W2), the surplus power Pc depends on the energization number Nt. A number of PTC units 16a and 16b are energized (step S16 → S17 → S18 flow or S16 → SS21 → S22 → S23 flow).

また、余裕電力Ｐｃが、算出された通電個数Ｎｔに通電するのに必要な電力に満たない場合でも、今回の通電個数Ｎｔが前回の通電個数以下であり、かつ、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合（０以上の場合）には、通電個数ＮｔのＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電する。 Further, even when the surplus power Pc is less than the power necessary for energizing the calculated energization number Nt, the current energization number Nt is equal to or less than the previous energization number and the stored power Po exists. If it is (0 or more), the PTC units 16a and 16b having the number Nt of energizations are energized.

これを、通電個数Ｎｔ＝１の場合を例に説明すると、通電個数Ｎｔ＝１の場合にはステップＳ１６→Ｓ２１→Ｓ２２と進み、ここで、余裕電力ＰｃがＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を駆動させる１個駆動電力Ｗ１に満たない場合、ステップＳ２４に進み、前回の通電個数Ｎｔ_{（ｎ−１）}が１または２であるか判定し、前回の通電個数Ｎｔ_{（ｎ−１）}である場合には、さらに、ステップＳ２５に進んで、貯蓄電力Ｐｏが存在するか判定し、両ステップＳ２４，Ｓ２５でＹＥＳの場合には、ステップＳ２３に進んでＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を駆動させる。 This will be described by taking the case where the energization number Nt = 1 as an example. When the energization number Nt = 1, the process proceeds from step S16 → S21 → S22. If it is less than the single drive power W1 to be driven, the process proceeds to step S24, where it is determined whether the previous energization number Nt _(n-1) is 1 or 2, and is the previous energization number Nt _(n-1). In step S25, it is determined whether or not the stored power Po exists. If YES in both steps S24 and S25, the process proceeds to step S23 to drive one of the PTC units 16a and 16b.

この場合、電気ヒータ１６を含む全電装品の消費電力（Ｐｔ＋Ｗ１）が、オルタネータの発電量Ｐｍｎを上回るが、バッテリ４０には、積算値Ｐｂ∫分の電力が充電されているので、バッテリ４０からある程度電力を持出しても電力に余裕があり、バッテリ４０に過負荷を与えることはない。 In this case, the power consumption (Pt + W1) of all the electrical components including the electric heater 16 exceeds the power generation amount Pmn of the alternator, but the battery 40 is charged with power equivalent to the integrated value Pb. Even if power is taken out to some extent, there is a margin in power and the battery 40 is not overloaded.

なお、通電個数Ｎｔ＝２の場合も、ステップＳ１９，Ｓ２０により、前回の通電個数Ｎｔ_{（ｎ−１）}＝２の場合であって、貯蓄電力Ｐｏが存在する場合には、余裕電力Ｐｃが電気ヒータ１６の消費電力（ｗ２）を下回っている場合でも、電気ヒータ１６を駆動させる。 Even in the case where the energization number Nt = 2, in steps S19 and S20, if the previous energization number Nt _(n−1) = 2 and the stored power Po exists, the surplus power Pc is Even when the power consumption (w2) of the heater 16 is lower, the electric heater 16 is driven.

さらに、エンジンを始動させた後に、冷間時間Ｎｓｅｃ（本実施の形態１では３００ｓｅｃ）が経過するまでは、余裕電力Ｐｃには、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏが加算されている。したがって、エンジン始動直後には、実際の発電量Ｐｍｎが、実際の消費電力（電装品総消費電力Ｐｔに電気ヒータ１６の消費電力Ｗ１，Ｗ２を加算したもの）を下回っていても、電気ヒータ１６が発熱駆動される機会が増える。 Further, the correction value Pa_tacho is added to the surplus power Pc until the cold time Nsec (300 sec in the first embodiment) elapses after the engine is started. Therefore, immediately after the engine is started, even if the actual power generation amount Pmn is less than the actual power consumption (the total power consumption Pt of the electrical components plus the power consumption W1 and W2 of the electric heater 16), the electric heater 16 Increases the chance of heat generation.

以上説明してきたように、本実施の形態１では、電気ヒータ１６を発熱駆動させる電力的な余裕である余裕電力Ｐｃを求めるのにあたり、もともとＣＡＮ通信システム３０で送られていたエンジン回転数信号ａに基づいてオルタネータにおける発電量Ｐｍｎを算出し（ステップＳ４）、そこから、電気ヒータ１６以外の全ての電装品による電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて求めるようにした（ステップＳ９）。 As described above, in the first embodiment, the engine speed signal a originally transmitted by the CAN communication system 30 is obtained in obtaining the marginal power Pc that is the margin of power for driving the electric heater 16 to generate heat. The power generation amount Pmn in the alternator is calculated based on the above (step S4), and the total electric power consumption Pt of the electric components other than the electric heater 16 is subtracted therefrom (step S9).

したがって、この余裕電力Ｐｃを求めるのに、電流計などの検出機器が不要であり、構成の簡略化を図ることができる。特に、電気自動車やハイブリッド車などの推進装置としてモータを有した車両と違ってもともと電流計を備えていないエンジンのみを駆動源とする車両にも、検出機器を追加すること無しに適用することができ、汎用性にも優れる。 Therefore, a detection device such as an ammeter is not required to obtain the surplus power Pc, and the configuration can be simplified. In particular, it can be applied to a vehicle that uses only an engine that does not have an ammeter as a drive source, unlike a vehicle having a motor as a propulsion device such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, without adding a detection device. It is also excellent in versatility.

また、実施の形態実施例１では、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、電気ヒータに通電を行う前に、ブロワファン１２が駆動しているか否か、バッテリ電圧Ｖｎが低過ぎないか否か、外気温度Ｔａが暖房を必要とするほど低いか否か、メインコントロールユニットにおいて、電気的な変動を排除するモードに入っているか否か、を判定し、これらの条件を満足するときのみ、電気ヒータ１６の発熱駆動を行うか否かの判定を行うようにした。 In the first embodiment, in steps S11 to S14, before the electric heater is energized, whether or not the blower fan 12 is driven, whether or not the battery voltage Vn is too low, and the outside air temperature Ta It is determined whether or not the electric heater 16 is low enough to require heating, and whether or not the main control unit is in a mode for eliminating electrical fluctuations. Only when these conditions are satisfied, the electric heater 16 generates heat. A determination was made as to whether or not to drive.

このため、無駄な電気ヒータ１６の発熱駆動を排除することができ、かつ、メインコントロールユニットへの悪影響を排除することができる。 For this reason, useless heat generation driving of the electric heater 16 can be eliminated, and adverse effects on the main control unit can be eliminated.

また、実施例１では、電気ヒータ１６を発熱駆動させるにあたり、発熱駆動させるユニット数（通電個数Ｎｔ）に応じた余裕電力Ｐｃの有無を判定するようにしたため、過剰に電気ヒータ１６を発熱駆動させることを防止して、バッテリ４０に負担をかけるのを防止することができる。 In the first embodiment, when the electric heater 16 is driven to generate heat, the presence / absence of the surplus power Pc corresponding to the number of units to be driven to generate heat (the number Nt of energizations) is determined. Therefore, the electric heater 16 is excessively driven to generate heat. This can prevent the battery 40 from being burdened.

加えて、この電気ヒータ１６の駆動判定にあたり、余裕電力Ｐｃが十分に存在しない場合であっても、既に電気ヒータ１６を発熱駆動させている場合には、通電個数Ｎｔを増加させない場合に限って、かつ、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、発熱駆動させるようにした（ステップＳ１７→Ｓ１９→Ｓ２０→Ｓ１８およびステップＳ２２→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２３）。 In addition, in the drive determination of the electric heater 16, even when the surplus power Pc is not sufficiently present, the electric heater 16 is already driven to generate heat only when the energization number Nt is not increased. In addition, when the stored power Po exists, it is driven to generate heat (steps S17 → S19 → S20 → S18 and steps S22 → S24 → S25 → S23).

このため、その時点の余裕電力Ｐｃが十分でない場合であっても、バッテリ４０から電力を持ち出して電気ヒータ１６を発熱させることができる。したがって、無駄なく電力を使えることができる。しかも、バッテリ４０から電力を持ち出すのは、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合であるので、バッテリ４０に負担をかけることもない。 For this reason, even if the surplus power Pc at that time is not sufficient, the electric heater 16 can generate heat by taking out the power from the battery 40. Therefore, electric power can be used without waste. Moreover, since the power is taken out from the battery 40 when the stored power Po exists, the battery 40 is not burdened.

さらに、エンジン始動後、冷間時間Ｎｓｅｃ（本実施の形態１では３００ｓｅｃ）が経過するまでは、余裕電力Ｐｃに補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算するようにした。したがって、エンジン始動直後には、実際の発電量Ｐｍｎが、実際の消費電力（電装品総消費電力Ｐｔに電気ヒータ１６の消費電力Ｗ１，Ｗ２を加算したもの）を下回っていても、電気ヒータ１６が発熱駆動される機会が増える。これにより、エンジン始動直後の暖房能力を高めることができる。しかも、このバッテリ４０からの持出時間は、エンジンの始動からＮｔｓｅｃに限っているので、バッテリ４０へ与える負担を抑えることができる。 Further, the correction value Pa_tacho is added to the surplus power Pc until the cold time Nsec (300 sec in the first embodiment) elapses after the engine is started. Therefore, immediately after the engine is started, even if the actual power generation amount Pmn is less than the actual power consumption (the total power consumption Pt of the electrical components plus the power consumption W1 and W2 of the electric heater 16), the electric heater 16 Increases the chance of heat generation. Thereby, the heating capability immediately after engine starting can be improved. Moreover, since the take-out time from the battery 40 is limited to Ntsec from the start of the engine, the burden on the battery 40 can be suppressed.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 As described above, the first embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to the first embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are possible. Are included in the present invention.

すなわち、実施の形態１では、制御対象となる電気ヒータとして空調ユニット１０に適用された電気ヒータ１６を例として示したが、これに限定されず、車載の電気ヒータであれば、例えば、座席を暖めるシートヒータなど他の電気ヒータの制御にも適用することができる。 That is, in the first embodiment, the electric heater 16 applied to the air conditioning unit 10 is shown as an example of the electric heater to be controlled. However, the electric heater 16 is not limited to this example. It can also be applied to control of other electric heaters such as a warmed seat heater.

また、実施の形態１では、貯蓄時持出処理と冷間時持出処理の両持出処理を実行するようにした例を示したが、いずれか一方のみを実行するようにしてもよい。 Further, in the first embodiment, an example is shown in which both the saving carry-out process and the cold carry-out process are executed, but only one of them may be executed.

さらに、実施の形態１では、貯蓄時持出処理を実行するにあたり、ステップＳ２０，Ｓ２５において、貯蓄電力Ｐｏ≧０場合に電気ヒータ１６を発熱駆動させるようにしたが、これに限定されず、貯蓄電力Ｐｏがあらかじめ設定された設定値Ｐｓ以上の場合に、電気ヒータ１６を発熱駆動させるようにしてもよい。このようにすれば、よりバッテリ４０を保護することができる。加えて、バッテリ４０保護の観点から、この貯蓄時持出処理を実行する時間に制限を与えるようにしてもよい。 Furthermore, in the first embodiment, when carrying out the saving take-out process, in steps S20 and S25, the electric heater 16 is driven to generate heat when the stored power Po ≧ 0. However, the present invention is not limited to this. The electric heater 16 may be driven to generate heat when the electric power Po is greater than or equal to a preset set value Ps. In this way, the battery 40 can be further protected. In addition, from the viewpoint of protection of the battery 40, a time may be given to execute the saving time export process.

また、実施の形態１では、冷間時持出処理を実行する冷間時間Ｎｓｅｃとして３００ｓｅｃを示したが、この時間は、これに限定されず、エンジン冷却水の上昇特性に応じて適宜設定することができる。 Further, in the first embodiment, 300 sec is shown as the cold time Nsec for executing the cold take-out process, but this time is not limited to this, and is appropriately set according to the rising characteristics of the engine coolant. be able to.

さらに、実施の形態１では、冷間時持出処理の際には、余裕電力Ｐｃに補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算させるようにし、この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、エンジン回転数に応じた変数としたが、一定の値を用いたり、あるいは、時間の経過とともに低下する変数を用いたりすることもできる。 Further, in the first embodiment, the correction value Pa_tacho is added to the surplus power Pc during the cold take-out process, and the correction value Pa_tacho is a variable corresponding to the engine speed, but is constant. You can also use the value of, or use a variable that decreases over time.

また、実施の形態１では、電気ヒータ１６として、２つのＰＴＣユニット（発熱ユニット）１６ａ，１６ｂを有したものを示したが、３以上のＰＴＣユニットを備えたものを用いてもよい。また、発熱ユニットとして、ＰＴＣ素子を有したユニット以外のものを用いてもよい。 In the first embodiment, the electric heater 16 has two PTC units (heat generating units) 16a and 16b. However, an electric heater 16 having three or more PTC units may be used. Further, as the heat generating unit, a unit other than the unit having the PTC element may be used.

本発明の実施の形態１の電気ヒータ制御装置を適用した車両用空調装置ＡＣにおける空調コントロールユニット２０を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the air-conditioning control unit 20 in the vehicle air conditioner AC to which the electric heater control apparatus of Embodiment 1 of this invention is applied. 前記車両用空調装置ＡＣの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the said vehicle air conditioner AC. 前記空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing control of the electric heater 16 performed by the air conditioning control unit 20. 前記空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing control of the electric heater 16 performed by the air conditioning control unit 20. 本発明の実施の形態１で用いるエンジン回転数に対するオルタネータの発電量Ｐｍｎの特性図である。It is a characteristic view of the electric power generation amount Pmn of the alternator with respect to the engine speed used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１で用いる冷間時持出判定処理に用いる補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏの特性図である。It is a characteristic view of correction value Pa_tacho used for the cold taking-out determination process used in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１で用いる下限電圧Ｖｓの特性図である。It is a characteristic view of the lower limit voltage Vs used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１で用いる寒冷判定温度Ｔｓの特性図である。It is a characteristic view of the cold determination temperature Ts used in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１で用いる熱量比ＣとＰＴＣユニットへの通電個数との特性図である。It is a characteristic view of the calorie | heat ratio C used in Embodiment 1 of this invention, and the number of electricity supply to a PTC unit.

Explanation of symbols

１０空調ユニット
１２ブロワファン
１６電気ヒータ
１６ａＰＴＣユニット（発熱ユニット）
１６ｂＰＴＣユニット（発熱ユニット）
２０空調コントロールユニット
３０ＣＡＮ通信システム
４０バッテリ
ＡＣ車両用空調装置 10 Air Conditioning Unit 12 Blower Fan 16 Electric Heater 16a PTC Unit (Heat Generation Unit)
16b PTC unit (heat generation unit)
20 air conditioning control unit 30 CAN communication system 40 battery AC vehicle air conditioner

Claims

An in-vehicle electric heater that generates heat when energized;
A control unit for controlling energization of the electric heater;
An electric heater control device comprising:
The control unit is
A process for obtaining the generated power of an alternator that is driven by an in-vehicle engine to generate power based on the engine speed,
A process of calculating the total electrical power consumption of electrical components, which is the power consumption of all in-vehicle electrical components in operation excluding the electric heater;
A process for obtaining marginal power by subtracting electrical component power consumption from the alternator generated power; and
A process of controlling the driving of the electric heater based on the marginal power;
The electric heater control apparatus characterized by performing.

The electric heater is provided as a heating means for heating the blown air in an in-vehicle air conditioning unit,
The control unit is an air conditioning control unit that controls the operation of the air conditioning unit,
2. The electric heater control device according to claim 1, wherein a part of input information to the air conditioning control unit is obtained through an in-vehicle CAN communication system.

In the processing performed by the control unit,
A process for obtaining a heater power consumption, which is a necessary heat generation amount in the electric heater and a power consumption of the electric heater according to the heat generation amount,
A process for driving the electric heater when the marginal power is larger than the heater power consumption;
The electric heater control device according to claim 1, wherein the electric heater control device is included.

In the processing performed by the control unit,
A process of calculating a stored power that is an integrated value after starting the engine of a value obtained by subtracting the heater power consumption from the surplus power; and
Even when the marginal power is less than the heater power consumption, if the stored power is present, a saving-time carry-out determination process that permits heat generation driving of the electric heater;
The electric heater control device according to claim 3, wherein:

The electric heater includes a plurality of heat generating units that can be driven to generate heat independently.
5. The electric heater control device according to claim 4, wherein a condition that the current unit drive number is equal to or less than the previous unit drive number is added to the heat generation drive permission condition in the storage take-out determination process.

In the process performed by the control unit, the cold time from when the engine is started until a preset time elapses, even if the marginal power is less than the heater power consumption, The electric heater control device according to any one of claims 3 to 5, further comprising a cold-time carry-out determination process for permitting heat generation driving.

The electric heater control device according to claim 6, wherein the cold take-out determination process is a process of adding a correction value to the margin power until the cold time elapses.

In the processing performed by the control unit,
When the blower fan is not driven, a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater;
When the battery voltage is lower than a set voltage, a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater;
When the outside air temperature is higher than a set temperature, a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater;
In the control unit, when entering a mode for prohibiting electrical fluctuation, a determination process for prohibiting heat generation driving of the electric heater;
The electric heater control device according to claim 1, wherein at least one determination process is included.

The electric heater control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit performs a process of increasing an idle speed of the engine when the electric heater is driven to generate heat.