JP3678165B2

JP3678165B2 - 自動車用空調装置

Info

Publication number: JP3678165B2
Application number: JP2001116579A
Authority: JP
Inventors: 尚美後藤; 伸之西井; 康文倉橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2021-04-16
Also published as: US6539739B2; JP2002315306A; US20020148242A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源からの電力で駆動される電動コンプレッサーを備えた自動車用空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直流電源からの電力で駆動される電動コンプレッサを備えた自動車用空調装置においては、図９の回路図に示すように、電動コンプレッサ１４に交流電流を供給するため出力部１１により電流が直流／交流変換される。このため矩形波となる直流電流を平滑するコンデンサ７が設けられている。このコンデンサ７はブレーカ３が閉じられると、バッテリー１よりヒューズ２、ブレーカ３、逆接続保護ダイオード４を経由し、充電突入電流を防止するための充電抵抗５を介して充電される。逆接続保護ダイオード４は、バッテリー１が万一極性逆に接続された際に、電流が流れないようにして回路を保護するものである。
【０００３】
制御部１０はエアコンコントローラ１２より電動コンプレッサ１４を作動させる指令を受けると、コンデンサ７の充電を確認し（例えばコンデンサ７の電圧が電圧検出部８で検出され所定値に達していると）、リレー６を閉じる。次に、出力部１１により電動コンプレッサー１４を駆動させる。制御部１０は１２Ｖ電源１３より電源供給される。スイッチング電源９はバッテリー１の電圧を変換し出力部１１、電圧検出部８に供給している。
【０００４】
一方、制御部１０はエアコンコントローラ１２より電動コンプレッサ１４を停止させる指令を受けると、出力部１１からの出力を停止させ、リレー６を開く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、これら回路の点検・修理において、まずブレーカ３を開きコンデンサ７の放電を待って行うものであり、ブレーカ３を開くとコンデンサ７に充電されている電荷は、スイッチング電源９に消費され放電する。しかしながら、この放電は負荷が軽いために時間がかかるという課題を有していた。そのため、ブレーカ３が開かれた状態で制御部１０が出力部１１により電動コンプレッサ１４を駆動させコンデンサ７を放電させる方法が考えられる。この場合、放電は速くなるが以下の課題がある。
【０００６】
１、電動コンプレッサ１４が接続されていなければならない。
【０００７】
２、電動コンプレッサ１４を駆動させる複雑なソフトの起動が必要で、ハード回路での実現は困難である。
【０００８】
３、制御部１０に１２Ｖ電源１３が接続されていなければならない。また、別途放電抵抗を設けることは装置を大型にしてしまう。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、小型で、電動コンプレッサの接続・複雑なソフトの起動・外部からの制御部用電源を必要とせず、ハード回路での実現が可能な、コンデンサの放電を迅速に行うことの出来る自動車用空調装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、コンデンサの充電に用いる通電装置を、放電にも用いるものである。更には、制御部の電源をスイッチング電源より供給し、直流電源の遮断検出回路を設けるものである。
【００１１】
上記充電用通電装置による放電、スイッチング電源による制御部の電源、直流電源の遮断検出回路によって、別途放電回路は必要なく、通電装置を作動させるだけのソフトで機能させられ、直流電源の遮断検出回路により通電装置を作動させることによりハード回路のみで機能させられるようになり、小型で、電動コンプレッサの接続・複雑なソフトの起動・外部からの制御部用電源を必要とせず、ハード回路での実現が可能な、コンデンサの放電を迅速に行うことの出来る自動車用空調装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、直流電源の遮断時にコンデンサを通電装置により放電させるようにしたものである。そしてこの構成によれば、別途放電回路は必要なく、通電装置を作動させるだけのソフトで機能させられるようになり、小型で、電動コンプレッサの接続・複雑なソフトの起動を必要とせずコンデンサの放電を迅速に行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、放電を制御する制御部を設け、制御部の電源は、直流電源からスイッチング電源を介して供給されるもので、外部からの制御部用電源を必要とせず迅速な放電を可能とすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、スイッチング電源から制御部へ供給される電源の電圧は、コンデンサの電圧が目標とする所定値へ低下するまで維持されるようにするもので、コンデンサの電圧が目標とする所定電圧値まで迅速に放電させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、制御部の電源に、制御部の作動をコンデンサの放電時間以上継続可能とするための電源維持コンデンサを設けたもので、コンデンサを放電し尽くすことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、直流電源からの電源供給が遮断された事を検出する遮断検出回路を設け、制御部は遮断検出回路からの信号に基づき、放電回路を制御するので、外部から直流電源の遮断信号を受信することなく放電を開始することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、放電回路は遮断検出回路により直接制御されるので、制御部のソフト作動は必要なく、ハード回路のみで放電を開始することができる。
【００１８】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１において、ブレーカ３が閉じられると、コンデンサ７は、バッテリー１よりヒューズ２、ブレーカ３、逆接続保護ダイオード４を経由し充電抵抗５により充放電切替えリレー１６を通って充電される。電動コンプレッサー１４を駆動させる場合、制御部１０はエアコンコントローラ１２より電動コンプレッサ１４を作動させる指令を受け、コンデンサ７の充電を確認し（例えばコンデンサ７の電圧が電圧検出部８で検出され所定値に達していると）、リレー６を閉じる。次に、出力部１１により電動コンプレッサー１４を駆動させる。一方、電動コンプレッサー１４を停止させる場合、制御部１０はエアコンコントローラ１２より電動コンプレッサ１４を停止させる指令を受け、出力部１１からの出力を停止させ、リレー６を開にする。
【００２０】
放電させる場合、エアコンコントローラ１２はまずブレーカ３を開き、制御部１０に放電させる指令を出す。制御部１０は充放電切替えリレー１６の接点を図１において下側へ作動させる。これにより、コンデンサ７は充放電切替えリレー１６の上側接点、充電抵抗５、充放電切替えリレー１６の下側接点を経て放電する。充電抵抗５の抵抗値は数十Ω、一方スイッチング電源９の負荷としての抵抗値は凡そ数十ｋΩなので約千倍速く放電する。
【００２１】
よって、この構成によれば、別途放電回路は必要なく、充放電切替えリレー１６を作動させるだけのソフトで機能させられるので、小型で、電動コンプレッサの接続・複雑なソフトの起動を必要とせずコンデンサの放電を迅速に行うことができる。
【００２２】
（実施例２）
図２は、実施例１における充放電切替えリレー１６を、放電用ダイオードＡ１７、放電用ダイオードＢ１８、放電用トランジスタ１９に置き換えた回路である。コンデンサ７は、バッテリー１よりヒューズ２、ブレーカ３、逆接続保護ダイオード４を経由し充電抵抗５により放電用ダイオードＢ１８を通って充電される。この時、放電用トランジスタ１９はＯＦＦしている。
【００２３】
放電させる場合、エアコンコントローラ１２はまずブレーカ３を開き、制御部１０に放電させる指令を出す。制御部１０は放電用トランジスタ１９をＯＮさせる。これにより、コンデンサ７は放電用ダイオードＡ１７、充電抵抗５、放電用トランジスタ１９を経て放電する。放電用ダイオードＢ１８はコンデンサ７から放電用トランジスタ１９に電流が直接流れて破損するのを防止している。よって、この実施例によれば、実施例１に比べリレーに代わり半導体を用いているので、小型で、耐久性を高くできる。
【００２４】
（実施例３）
図３は、実施例２における充電抵抗５を定電流回路２０に置き換えた回路である。バッテリー１の電圧を２００Ｖ、コンデンサ７の静電容量を１０００μＦ、定電流値を０．２Ａとすると充電時間、放電時間ともに１秒となる（２００Ｖ×１０００μ／０．２Ａ）。スイッチング電源９による放電時間は凡そ数十秒なので（時定数：数十ｋΩ×１０００μ）、数十倍速くなる。この実施例によれば、実施例１、２に比べ最大電流を小さく出来るので、放電回路の素子は電流定格の小さいものを選択可能となり、更に小型化できる。
【００２５】
（実施例４）
図４は、実施例３において制御部１０の電源をスイッチング電源９より供給されるようにした回路である。コンデンサ７の放電は制御部１０の電源電圧が制御部１０の作動範囲内に維持されている間、行われる。制御部１０の電源電圧が制御部１０の作動範囲を外れると制御部１０が停止し放電回路も停止する。その後は、スイッチング電源９により放電される。この実施例によれば、外部からの電源として１２Ｖ電源１３を必要としないので、放電させる際に１２Ｖ電源１３の接続をしなくても可能となる。もって、作業が簡単・容易になる。
【００２６】
図５は本実施例におけるスイッチング電源９から制御部１０への出力電圧の特性を示した図で、横軸の入力電圧はスイッチング電源９への入力電圧でありコンデンサ７の電圧に等しい。図において、制御部１０は電圧ＶＯで作動し、その電圧より下がると停止する。コンデンサ７が定電流回路２０で放電されるとコンデンサ７の電圧は低下し電圧ＶＬになったところで制御部１０は停止する。制御部１０が停止すると放電回路も停止するが、電圧ＶＬになるまでは、定電流回路２０で放電するので短時間である（実施例３の例を適用すると１秒以下）。この電圧ＶＬをスイッチング電源９の特性を調整して、点検・修理時において支障の無い電圧にしておけば短時間で点検・修理に取り掛かることが出来る。
【００２７】
図６は本実施例における制御部１０の電源回路周辺を示した図で、制御部１０の中には制御ソフトを起動させるマイコン１５、そのマイコン１５の電源５Ｖラインに接続される５Ｖ電源コンデンサ２６が設けられている。５Ｖ電源コンデンサ２６の静電容量は、コンデンサ７が放電し尽くすのに要する時間以上、マイコン１５の電源５Ｖを保持できる値に設定してある。マイコン１５は実力３Ｖ程度でも作動可能なので３Ｖまで低下してもよい。制御部１０の作動・停止は実質マイコン１５の作動・停止で決まる。よって、コンデンサ７が放電し尽くすまで制御部１０・放電回路が機能し、コンデンサ７は短時間で放電し尽くすこととなる（実施例３の例を適用すると１秒）。もって、短時間で点検・修理に取り掛かることが出来る。
【００２８】
（実施例５）
図７は、実施例４の図４に直流電源バッテリー１の接続が遮断された事を検出する遮断検出回路を設けたものである。遮断検出回路は、分圧抵抗Ａ２１、分圧抵抗Ｂ２２、逆接続保護ダイオードＢ２３により構成されている。逆接続保護ダイオードＢ２３は逆接続保護ダイオード４と同趣旨で設けられている。放電させる場合、エアコンコントローラ１２からの信号に関係なく放電される。ブレーカ３が開かれた時、ヒューズ２が溶断した時、またコネクタが外された時、バッテリー１への接続が遮断されると、分圧抵抗Ａ２１、分圧抵抗Ｂ２２による分圧電圧は０Ｖとなり、制御部１０入力される。これにより、制御部１０は放電信号と判定し、放電用トランジスタ１９をＯＮさせる。これにより、コンデンサ７は放電用ダイオードＡ１７、定電流回路２０、放電用トランジスタ１９を経て放電する。
【００２９】
この実施例によれば、制御部１０は遮断検出回路からの信号に基づき、放電回路を制御するので、エアコンコントローラ１２からの信号（外部から直流電源の遮断信号）を受信することなく放電を開始することができる。従って、点検・修理の際の放電がコネクタを外す等で簡単に行える。ヒューズが切れた場合、放電作業は必要ない。
【００３０】
（実施例６）
図８は、実施例５の図７において、遮断検出回路が放電回路を駆動出来るように変更したものである。バッテリー１への接続が遮断されていない時、分圧抵抗Ａ２１、分圧抵抗Ｂ２２による分圧電圧が放電用トランジスタＢ２４をＯＮさせる。これにより、放電用トランジスタ１９のベース電圧は０Ｖとなり放電用トランジスタ１９はＯＦＦとなっている。
【００３１】
放電させる場合、エアコンコントローラ１２からの信号に関係なく放電される。ブレーカ３が開かれた時、ヒューズ２が溶断した時、またコネクタが外された時、バッテリー１への接続が遮断されると、分圧抵抗Ａ２１、分圧抵抗Ｂ２２による分圧電圧は０Ｖとなる。放電用トランジスタＢ２４のベース電圧は０Ｖとなり放電用トランジスタ２４はＯＦＦとなる。これにより、放電用ベース抵抗２５から放電用トランジスタ１９にベース電流が流れ、放電用トランジスタ１９はＯＮとなる。よって、コンデンサ７は放電用ダイオードＡ１７、定電流回路２０、放電用トランジスタ１９を経て放電する。
【００３２】
この実施例によれば、放電回路は遮断検出回路により直接制御されるので、制御部１０のソフト作動は必要なく、ハード回路のみで放電を開始することができる。従って、制御部１０のソフトは軽くなり、制御部１０の状況（電源電圧等）に関係なく放電できる。なお、上記実施例では通電装置として充電抵抗５、定電流回路２０を用いたが、他の手段を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明は、直流電源の遮断時にコンデンサの充電に用いる通電装置を用いてコンデンサを放電させるようにするもので、この構成によれば、別途放電回路は必要なく、通電装置を作動させるだけのソフトで機能させられるようになり、小型で、電動コンプレッサの接続・複雑なソフトの起動を必要とせずコンデンサの放電を迅速に行うことができるという効果を奏する。
【００３４】
請求項２に記載の発明は、放電を制御する制御部を設け、制御部の電源を、直流電源からスイッチング電源を介して供給するもので、この構成によれば、外部の制御部用電源とそれへの接続を必要とせず、迅速な放電を可能とすることができるという効果を奏する。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、スイッチング電源から制御部へ供給される電源の電圧は、コンデンサの電圧が目標とする所定電圧電圧値へ低下するまで維持されるようにするもので、この構成によれば、コンデンサの電圧が目標とする所定電圧値まで迅速に放電させることができるという効果を奏する。
【００３６】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、制御部の電源に、制御部の作動をコンデンサの放電時間以上継続可能とするための電源維持コンデンサを設けるもので、この構成によれば、コンデンサを放電し尽くすことができるという効果を奏する。
【００３７】
請求項５に記載の発明は、直流電源からの電源供給が遮断された事を検出する遮断検出回路を設け、制御部は遮断検出回路からの信号に基づき、放電回路を制御するもので、この構成によれば、外部から直流電源の遮断信号を受信することなく放電を開始することができ、点検・修理が容易に迅速に行えるという効果を奏する。
【００３８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、放電回路は遮断検出回路により直接制御されるもので、この構成によれば、制御部のソフト作動は必要なく、ハード回路のみで放電を開始することができ、点検・修理が容易に迅速に行え、制御部の状況に関係なく放電できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す回路図
【図２】本発明の第２実施例を示す回路図
【図３】本発明の第３実施例を示す回路図
【図４】本発明の第４実施例を示す回路図
【図５】本発明の第４実施例に係るスイッチング電源特性図
【図６】本発明の第４実施例に係るマイコン電源図
【図７】本発明の第５実施例を示す回路図
【図８】本発明の第６実施例を示す回路図
【図９】従来例の回路図
【符号の説明】
１バッテリー
５充電抵抗
６リレー
７コンデンサ
９スイッチング電源
１０制御部
１１出力部
１３１２Ｖ電源
１４電動コンプレッサ
１６充放電切替リレー
１７放電用ダイオードＡ
１８放電用ダイオードＢ
１９放電用トランジスタ
２０定電流回路
２４放電用トランジスタＢ
２５放電用ベース抵抗
２６５Ｖ電源コンデンサ

Claims

直流電源と、前記直流電源に直列に接続される通電装置と、前記通電装置と並列に接続される開閉装置と、前記直流電源から前記通電装置を介して充電されるコンデンサと、前記直流電源から前記開閉装置を介して電力を供給され、空調用の電動コンプレッサを駆動する出力部とを備えた自動車用空調装置において、前記直流電源の遮断時に前記コンデンサを前記通電装置により放電させることを特徴とする自動車用空調装置。
放電を制御する制御部を設け、前記制御部の電源は、直流電源からスイッチング電源を介して供給されることを特徴とする請求項１記載の自動車用空調装置。
直流電源遮断時の制御部の電源は、コンデンサからスイッチング電源を介して供給され、制御部へ供給される電源の電圧は、コンデンサの電圧が目標とする所定電圧値へ低下するまで維持されることを特徴とする請求項２記載の自動車用空調装置。
制御部の電源には、直流電源遮断時の前記制御部の作動をコンデンサの放電時間以上継続可能とするための電源維持コンデンサが設けられていることを特徴とする請求項２記載の自動車用空調装置。
直流電源からの電源供給が遮断されたことを検出する遮断検出回路を設け、制御部は前記遮断検出回路からの信号に基づき、放電を制御することを特徴とする請求項２から４のうちいずれか一項記載の自動車用空調装置。
直流電源からの電源供給が遮断されたことを検出する遮断検出回路を設け、放電は遮断検出回路により直接制御されることを特徴とする請求項１記載の自動車用空調装置。