JP4867937B2 - Induction heating device for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、車両用誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle induction heating apparatus.
車両、例えば自動車においては、被加熱部材を加熱(加温)する要求が多々ある。例えば、空調用ヒータコアで空調用エアを加熱することや、エンジンを有するものにあっては、排気ガス浄化触媒を加熱してその早期活性化を行う等のことが要求される。特許文献1には、車室の暖房のために、空調用ヒータコアの直下流において、空調用エアを加熱するための直流抵抗(発熱素子)を配設したものが開示されている。
In vehicles such as automobiles, there are many demands for heating (heating) a member to be heated. For example, heating air-conditioning air with an air-conditioning heater core, or those having an engine, require heating the exhaust gas purification catalyst to activate it early.
一方、モータによって車両を駆動するようにしたものがあり、この車両駆動用モータとして、効率等の観点から交流モータを用いることも行われている。そして、車両の駆動を交流モータで行う場合には、蓄電装置からの直流電流を交流電流に変換して交流モータへ供給するための変換器(通常はインバータ)が設けられることになる。
前述した直流抵抗を用いたヒータ(発熱素子)は、効率が極めて悪いものとなる。このため、誘導加熱を利用して加熱することが考えられるが、この場合は、直流電流を交流電流に変換する変換器が別途必要になり、コストアップや部品点数増加という問題を生じることになる。 The heater (heating element) using the DC resistance described above is extremely inefficient. For this reason, it is conceivable to use induction heating, but in this case, a separate converter for converting a direct current into an alternating current is required, resulting in problems such as an increase in cost and an increase in the number of parts. .
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、誘導加熱用の変換器を別途専用に設けることなく誘導加熱を行えるようにした車両用誘導加熱装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a vehicle induction heating apparatus that can perform induction heating without separately providing a converter for induction heating. It is in.
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項1に記載のように、
車両駆動用の交流モータと、
前記交流モータへ供給する電力を蓄電した蓄電装置と、
複数のスイッチング素子を有し、前記蓄電装置からの直流電流を交流電流に変換して前記交流モータへ供給するための変換器と、
前記変換器と交流モータとの間に接続され、被加熱部材を誘導加熱するための誘導加熱用コイルと、
を備え、
前記誘導加熱用コイルが、前記複数のスイッチング素子のうち前記変換器から前記交流モータへ通電する際に同時にONされないスイッチング素子同士を接続する第1の結線上に接続されている、
ようにしてある。
In order to achieve the above object, the following solution is adopted in the present invention. That is, as described in
An AC motor for driving the vehicle;
A power storage device storing power supplied to the AC motor;
A converter having a plurality of switching elements, for converting a direct current from the power storage device into an alternating current and supplying the alternating current to the alternating current motor;
An induction heating coil connected between the converter and the AC motor for induction heating of the heated member;
With
The induction heating coil is connected on a first connection that connects switching elements that are not simultaneously turned on when energizing the AC motor from the converter among the plurality of switching elements.
It is like that.
上記解決手法によれば、蓄電装置と交流モータとの間に介在される変換器を、誘導加熱用の変換器として有効に利用することができ、誘導加熱用の変換器を別途専用に設けることが不要になる。勿論、誘導加熱であることから、効率のよいものとなり、しかも被加熱部材を全体的に加熱する上でも好ましいものとなる。以上に加えて、車両の停止時に、交流モータが回転駆動されないように交流モータへの通電を停止したときでも、誘導加熱を行うことができる。 According to the above solution, the converter interposed between the power storage device and the AC motor can be effectively used as a converter for induction heating, and a separate converter for induction heating is provided separately. Is no longer necessary. Of course, since it is induction heating, it becomes efficient, and it is also preferable for heating the member to be heated as a whole. In addition to the above, induction heating can be performed even when the energization of the AC motor is stopped so that the AC motor is not rotationally driven when the vehicle is stopped.
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項2以下に記載のとおりである。すなわち、
前記複数のスイッチング素子のうち前記変換器から前記交流モータへ通電する際に同時にONされるスイッチング素子同士を接続する第2の結線上にも、前記誘導加熱用コイルが接続されている、ようにしてある(請求項2対応)。この場合、回転駆動のための交流モータへの通電を利用して、誘導加熱を行うことができる。特に、車両の走行時に、通電される誘導加熱コイルの数を使い分けて加熱調整する等の上で好ましいものとなる。
A preferred mode based on the above solution is as described in
The induction heating coil is connected to a second connection that connects switching elements that are simultaneously turned on when energizing the AC motor from the converter among the plurality of switching elements. (Corresponding to claim 2). In this case, induction heating can be performed by using energization to an AC motor for rotational driving. In particular, it is preferable in adjusting the heating by properly using the number of induction heating coils to be energized when the vehicle is traveling.
前記被加熱部材の昇温要求が大きい状態のときに、前記第1の結線および第2の結線の両方から前記誘導加熱用コイルに対して通電を行うように設定されている、ようにしてある(請求項3対応)。この場合、昇温要求が大きいときに、誘導加熱のために通電される誘導加熱用コイルの数を増大させて、被加熱部材を十分に加熱することができる。 The induction heating coil is set to be energized from both the first connection and the second connection when the temperature rise requirement of the heated member is large. (Claim 3). In this case, when the temperature increase request is large, the number of induction heating coils energized for induction heating can be increased to sufficiently heat the member to be heated.
前記誘導加熱用コイルへの通電を遮断するスイッチ手段を有している、ようにしてある(請求項4対応)。この場合、誘導加熱を必要としないときには誘導加熱用コイルへの通電を遮断して、電力消費を低減する上で好ましいものとなる。 Switch means for cutting off energization to the induction heating coil is provided (corresponding to claim 4). In this case, when induction heating is not required, it is preferable to cut off the power supply to the induction heating coil to reduce power consumption.
本発明によれば、誘導加熱用の変換器を別途専用に設けることなく誘導加熱を行なうことができる。また、車両の停止時に、交流モータが回転駆動されないように交流モータへの通電を停止したときでも、誘導加熱を行うことができる。 According to the present invention, induction heating can be performed without separately providing a converter for induction heating. In addition, induction heating can be performed even when the energization of the AC motor is stopped so that the AC motor is not rotationally driven when the vehicle is stopped.
図1において、車両としての自動車VCは、交流モータ1を有する。この交流モータ1によって、デファレンシャルギア2を介して左右の前輪3FR、3FLが駆動される。なお、左右の後輪3RR、3RLは従動輪とされている。
In FIG. 1, an automobile VC as a vehicle has an
10は蓄電装置としての高電圧バッテリであり、この高電圧バッテリ10からの直流電流が、変換器としてのインバータからなるDC−ACコンバータ11によって交流電流に変換されて、この変換された交流電流が交流モータ1へ供給される。また、12はエンジン、13はエンジン12によって駆動される交流発電機である。発電機13によって発電された電力は、インバータからなるAC−DCコンバータ14を介して高電圧バッテリ10へ供給される一方、前記DC−ACコンバータ11を介して交流モータ1へも供給されるようになっている。なお、DC−ACコンバータ11と交流モータ1とに関連させて、誘導加熱される対象となる被加熱部材としてのヒータコアHCが設けられるが、この点については後述する。
交流モータ1への電力(交流電流)供給は、例えば、発電機13からのみ行われる態様と、高電圧バッテリ10からのみ行われる態様と、高電圧バッテリ10および発電機13の両方から行われる態様とが、自動車VCの運転状態や高電圧バッテリ10への蓄電状態等に応じて変更される。また、エンジン12は、実施形態では燃料としてのガソリンを用いるようになっており、燃料タンク15にはガソリンを貯溜するようになっている。そして、エンジン12は、レシプロエンジンとされている。
For example, the power (alternating current) supply to the
図2は、自動車VCに装備された空調用システムを示す。この図2において、20は空調ダクトであり、その一端部側には、外気導入用の取入口21と内気導入用の取入口22が形成されている。そして、切換モータ23によって駆動される切換ダンパ24によって、取入口21と取入口22との任意の一方のみが開口された状態が選択されるようになっている。空調用ダクト20の他端部側には、3つの空調エア吹出口25〜27が形成されている。吹出口25は、デフロスタ用であり、吹出口26は前席乗員の顔付近へ空調エアを吹き出すものであり、吹出口27は乗員の足下へ空調エアを吹き出すものである。
FIG. 2 shows an air conditioning system installed in an automobile VC. In FIG. 2,
空調ダクト20内には、前記取入口21,22と吹出口25〜27との間において、エバポレータ28と、エバポレータ28の下流側において前記ヒータコアHCが配設されている。また、空調ダクト20内には、各取入口21,22とエバポレータ28との間において、空調ファン29が配設され、またエバポレータ28とヒータコアHCとの間においてエアミックスダンパ30が配設されている。エアミックスダンパ30は、エバポレータ28で冷却されたエアが、ヒータコアHCを通過する割合とバイパスする割合とを変更するものとなっており、駆動モータ31によってその位置が無段階あるいは段階的に変更される。
In the
ヒータコアHCを通過した空調エアは主として吹出口25,26側へと流れ、ヒータコアHCをバイパスした空調エアは主として吹出口27側へと流れるように、ヒータコアHCとエアミックスダンパ30と各吹出口25〜27の位置が設定されている。また、吹出口25は、切換ダンパ32によって開閉され、吹出口26は切換ダンパ33によって開閉され、吹出口27は、切換ダンパ34によって開閉される。そして、各切換ダンパ32〜34は、駆動モータ35によって同調制御されて、自動空調が乗員によって選択されたときは、各切換ダンパ32〜34の開閉が自動調整されるようになっている。
The air-conditioning air that has passed through the heater core HC flows mainly toward the
図2中、CUは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ(制御ユニット)である。このコントローラCUによって、空調ファン(用の駆動モータ)29を駆動制御することによる空調エアの量、モータ31を駆動制御することによるエアミックスダンパ30の切換位置の変更、モータ23,35による各切換ダンパ24,32〜34の開閉が変更制御される。この制御のために、各種センサあるいはスイッチS1〜S8からの信号が入力される。センサS1は、エバポレータ28を通過した直後のエア温度を検出する温度センサである。センサS2は、駆動モータ31の駆動位置つまりエアミックスダンパ30の位置を検出するセンサ(ポテンショメータ)である。センサS3は、内気(室内)温度を検出する温度センサである。センサS4は、外気の温度を検出する温度センサである。センサS5は、エンジン12の冷却水温度を検出する温度センサである。センサS6は、室内に照射される日射量を検出する日射センサである。スイッチS7は、乗員によってマニュアル操作される室内温度の設定スイッチである。スイッチS8は、エンジン12の始動を行うためのイグニッションスイッチである(ON/OFFの作動状態の検出)。コントローラCUは、上記各センサあるいはスイッチS1〜S8からの入力信号に基づいて、前述したように、空調エア量や、各ダンパ24,30,32〜34の制御を行う。
In FIG. 2, CU is a controller (control unit) configured using a microcomputer. By this controller CU, the amount of air-conditioning air by driving and controlling the air-conditioning fan (drive motor) 29, change of the switching position of the
前述したヒータコアHCが、図3に示される。ヒータコアHCのケーシング40内には、エンジン12の冷却水が流れる冷却水通路が配設されて、この冷却水通路に多数の電熱フィンが設けられている。つまり、ケーシング40内を通過する空調エアを冷却水の有する高温を利用して加温するようになっている。また、ケーシング40の外周には、後述する誘導加熱用コイルCが巻回されている。ケーシング40は、導電部材(例えばステンレス等の金属で、電気抵抗が大きい大きい部材で構成することが好ましい)で形成されて、誘導加熱用コイルCに交流電流を流すことによって、誘導加熱によってケーシング40が加熱されることになる。つまり、ケーシング40内を通過する空調エアが、誘導加熱によっても加温されるようになっている。なお、後述するように、誘導加熱用コイルCは、車両駆動用の交流モータ1が三相交流モータとされていることに対応させてコイルC1、C2、C3の3本設けられているが、図3では、この3本のコイルC1〜C3をまとめて代表的にコイルCとして示してある。勿論、3本の誘導加熱用コイルC1〜C3は、例えばケーシング40の長手方向に直列に配設する等、ケーシング40への配設態様は適宜選択できるものである。また、誘導加熱用コイルCは、ケーシング40の外周に巻回する場合に限らず、ケーシング40の底部に配設する等によっても誘導加熱を行うことができる(誘導加熱用コイルCから発生される磁力線の影響する範囲にケーシング40が位置すればよい)。
The above-described heater core HC is shown in FIG. A cooling water passage through which the cooling water for the
図4は、3相交流モータ1の電磁コイルU,V,Wと、誘導加熱用コイルC1〜C3と、変換器としてのDC−ACコンバータ11との接続例を示すものである。DC−ACコンバータ11は、高電圧バッテリ10の+側と−側とに接続される互いに並列な3本の結線51,52,53を有する。結線51には、入力側スイッチング素子Tr11と出力側スイッチング素子Tr12とが直列に接続されると共に、該スイッチング素子Tr11とTr12との間において誘導加熱用コイルC1が接続されている。結線52には、入力側スイッチング素子Tr21と出力側スイッチング素子Tr22とが直列に接続されると共に、該スイッチング素子Tr21とTr22との間において誘導加熱用コイルC2が接続されている。結線53には、入力側スイッチング素子Tr31と出力側スイッチング素子Tr32とが直列に接続されると共に、該スイッチング素子Tr31とTr32との間において誘導加熱用コイルC3が接続されている。
FIG. 4 shows a connection example of the electromagnetic coils U, V, W of the three-
交流モータ1の3つの電磁コイルが符合U、VあるいはWで示される。電磁コイルUは、その一端が中性点αに接続される一方、その他端が、結線61を介してスイッチング素子Tr11と誘導加熱用コイルC1との間において結線51に接続されている。電磁コイルWは、その一端が中性点αに接続される一方、その他端が、結線62を介してスイッチング素子Tr21と誘導加熱用コイルC2との間において結線52に接続されている。電磁コイルVは、その一端が中性点αに接続される一方、その他端が、結線63を介してスイッチング素子Tr31と誘導加熱用コイルC3との間において結線53に接続されている。
The three electromagnetic coils of the
交流モータ1を回転(車両前進方向の回転)させるには、6つのスイッチング素子Tr11〜Tr32のうち2つのスイッチング素子を、例えば図4から図5、図6,図7,図8,図9のように順次ONすることにより行われ、図9の後は図4の状態に戻る(逆転はその逆の順にONすればよい)。すなわち、まず、図4のようにスイッチング素子Tr11とTr32をONすることによって、電流が、電磁コイルU、Vを通って誘導加熱用コイルC3を流れることになる。図5は、スイッチング素子Tr11とTr22とをONしたものであり、電流は、電磁コイルU、Wを通って誘導加熱用コイルC2を流れる。図6は、スイッチング素子Tr22とTr31とをONしたものであり、電流は、電磁コイルV、Wを通って誘導加熱用コイルC2を流れる。図7は、スイッチング素子Tr31とTr12とをONしたものであり、電流は、電磁コイルV、Uを通って誘導加熱用コイルC1を流れる。図8は、スイッチング素子Tr21とTr12とをONしたものであり、電流は、電磁コイルW、Uを通って誘導加熱用コイルC1を流れる。図9は、スイッチング素子Tr21とTr32とをONしたものであり、電流は、電磁コイルW、Vを通って誘導加熱用コイルC3を流れる。 In order to rotate the AC motor 1 (rotation in the vehicle forward direction), two switching elements among the six switching elements Tr11 to Tr32 are connected, for example, as shown in FIG. 4 to FIG. 5, FIG. 6, FIG. In this way, the operation is performed by sequentially turning ON, and after FIG. 9, the state returns to the state of FIG. 4 (reversal may be turned ON in the reverse order). That is, first, by turning on the switching elements Tr11 and Tr32 as shown in FIG. 4, current flows through the induction heating coil C3 through the electromagnetic coils U and V. In FIG. 5, the switching elements Tr11 and Tr22 are turned on, and the current flows through the induction heating coil C2 through the electromagnetic coils U and W. In FIG. 6, the switching elements Tr22 and Tr31 are turned on, and the current flows through the induction heating coil C2 through the electromagnetic coils V and W. In FIG. 7, the switching elements Tr31 and Tr12 are turned on, and the current flows through the induction heating coil C1 through the electromagnetic coils V and U. In FIG. 8, the switching elements Tr21 and Tr12 are turned on, and the current flows through the induction coils C1 through the electromagnetic coils W and U. In FIG. 9, the switching elements Tr21 and Tr32 are turned on, and the current flows through the induction heating coil C3 through the electromagnetic coils W and V.
図4〜図9に示すようなスイッチング素子Tr11〜Tr32のON、OFFの切換えによって、電磁コイルU、V、Wが順次励磁されることによって、交流モータ1の回転子(ロータで図示略)が回転駆動されることになる。そして、交流モータ1を回転駆動する際には(電磁コイルU、V、Wに通電されるときには)、3つの誘導加熱用コイルC1〜C3が1つずつ順次通電されることになり、誘導加熱によってヒータコアHCが加熱されることになる。図17には、上述した図4〜図9でのON、OFFの切換をまとめて示してあり、図17中、符合「1」で示す状態が、対応するスイッチング素子がONされるときである。勿論、各スイッチング素子Tr11〜Tr32のON、OFFを例えばデューティ制御する等によって、電流値や周波数が変更されることになる(交流モータ1の回転数や発生トルクの変更)。
By switching the switching elements Tr11 to Tr32 as shown in FIGS. 4 to 9 on and off, the electromagnetic coils U, V, and W are sequentially excited, so that the rotor of the AC motor 1 (not shown in the rotor). It will be rotationally driven. When the
図10〜図12は、交流モータ1をサーボロック状態としてその回転駆動を停止させつつ、誘導加熱用コイルC1〜C3に通電させる状態が示される。実施形態では、サーボロック状態を、全ての電磁コイルU、V、Wに通電することによって達成するようになっている。すなわち、図10では、スイッチング素子Tr11,Tr22,、Tr32をONした場合であり、2つの誘導加熱用コイルC2とC3とが通電されることになる。図11では、スイッチング素子Tr21、Tr12,Tr32をONした場合であり、2つの誘導加熱用コイルC1とC3とが通電される。図12は、スイッチング素子Tr31,Tr12,Tr22をONした場合であり、2つの誘導加熱用コイルC1とC2とが通電される。なお、サーボロック状態を得るには、図10〜図12に示す他、回転子の位置に応じて図4〜図9に示すような通電態様を適宜切換えて、交流モータ1の回転子が回転駆動されないようにしてもよい。
10 to 12 show a state where the induction heating coils C1 to C3 are energized while the
図13〜図15は、交流モータ1の電磁コイルU、V、Wに対して通電することなく、誘導加熱用コイルC1〜C3に通電させる態様が示される。すなわち、図13は、Tr11とTr12とがONされた場合であり、誘導加熱用コイルC1が通電される。図14は、Tr21とTr22とがONされた場合であり、誘導加熱用コイルC2が通電される。図15は、Tr31とTr32とがONされた場合であり、誘導加熱用コイルC3が通電される。この図13〜図15に示すような態様は、車両停止時に、交流モータ1(の電磁コイルU、V、W)への通電を行うことなく、誘導加熱を得る場合に好適な態様である。なお、2つのスイッチング素子Tr11とTr12,Tr21とTr22あるいはTr31とTr32とを同時にONしても、その間に誘導加熱用コイルC1、C2あるいはC3が接続されているので、+側と−側とで短絡を生じることはない。
FIGS. 13 to 15 show a mode in which the induction heating coils C <b> 1 to C <b> 3 are energized without energizing the electromagnetic coils U, V, and W of the
図13においては、2つのスイッチング素子Tr11とTr12とは、交流モータ1を回転駆動する場合には同時にONとされない関係となっている。図14においては、2つのスイッチング素子Tr21とTr22とは、交流モータ1を回転駆動する場合には同時にONとされない関係となっている。図15においては、2つのスイッチング素子Tr31とTr32とは、交流モータ1を回転駆動する場合には同時にONとされない関係となっている。つまり、特許請求の範囲において、結線51、52、53がそれぞれ前記1の結線に対応し、結線61,62,63が第2の結線に対応している。
In FIG. 13, the two switching elements Tr <b> 11 and Tr <b> 12 are not simultaneously turned on when the
図16は、交流モータ1を回転駆動するための通電を利用して誘導加熱用コイルC1〜C3に順次通電させる態様(図16実線で示す電流の流れ)と、図13〜図15に示す通電態様でもって誘導加熱用コイルC1〜C3に順次通電させる態様(図16破線で示す電流の流れ)とを合わせて行うようにした場合の一例を示すものである。この図16は、図4での交流モータ1への通電態様に加えて、図13に示す通電態様を付加したものであり、2つの誘導加熱用コイルC1とC3とが同時に通電されることになる。2つの誘導加熱用コイルに同時に通電させるには、この他、スイッチング素子Tr21がONされているときは、スイッチング素子Tr22をONすればよく、スイッチング素子Tr31がONされているときは、スイッチング素子Tr32をONすればよい。図17には、2つの誘導加熱用コイルを同時に通電させる場合にONするスイッチング素子を、「△」印によって示してある(交流モータ1を回転駆動させる場合には、△印のスイッチング素子をONすることは不要である)。
FIG. 16 shows a mode in which the induction heating coils C1 to C3 are sequentially energized by using energization for rotationally driving the AC motor 1 (current flow shown by a solid line in FIG. 16), and energization shown in FIGS. This is an example in which the mode (current flow shown by broken lines in FIG. 16) in which the induction heating coils C1 to C3 are sequentially energized is combined with the mode. FIG. 16 is obtained by adding the energization mode shown in FIG. 13 in addition to the energization mode to the
図18は、誘導加熱用コイルC1〜C3を利用して、ヒータコアHCを加熱制御するための制御例を示すフローチャートであり、以下このフローチャートについて説明する。なお、以下の説明で、Qはステップを示す。まずQ1において、イグニッションスイッチS8の作動状況が読み込まれ、次いでQ2において、イグニッションスイッチS8がONであるか否かが判別される。このQ2の判別でNOのときはQ1に戻る。 FIG. 18 is a flowchart showing a control example for controlling the heating of the heater core HC using the induction heating coils C1 to C3. This flowchart will be described below. In the following description, Q indicates a step. First, at Q1, the operating state of the ignition switch S8 is read, and then at Q2, it is determined whether or not the ignition switch S8 is ON. If the determination of Q2 is NO, the process returns to Q1.
上記Q2の判別でYESのときは、Q3において、スイッチS7によって設定された設定温度が読み込まれる。この後、Q4において、速度指令値が0であるか否かが判別される。このQ3の判別は、車両が停止状態であるか否かの判別であって、例えば、アクセル開度が0で、かつ車速センサ(図示略)で検出される車速が0のときに、Q4の判別でYESとなる。Q4の判別でNOのときは、走行中であり、交流モータ1を駆動するときである(図4〜図9に示すような通電態様を順次行う制御の実行)。このときは、Q5において、車両の運転状態(例えば車速やアクセル開度に応じた要求トルク)から、交流モータ1の目標回転数および目標発生トルクが演算される。この後、Q6において、Q5での演算結果を満足するような交流電流の電流値および周波数でもって交流モータ1が回転駆動される。
If the determination in Q2 is YES, the set temperature set by the switch S7 is read in Q3. Thereafter, at Q4, it is determined whether or not the speed command value is zero. This determination of Q3 is a determination of whether or not the vehicle is in a stopped state. For example, when the accelerator opening is 0 and the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown) is 0, Q4 It becomes YES by discrimination. When the determination in Q4 is NO, the vehicle is running and the
上記Q7の後は、Q8において、設定温度に応じてエアミックスダンパ30の開度が調整される。次いで、Q9において、設定温度とセンサS3で検出された実際の室内温度との差に基づいて、エアミックスダンパ30の開度が補正される。
After Q7, the opening degree of the
上記Q9の後は、Q10において、誘導加熱による発熱量が十分であるか否かが判別される。このQ10での判別は、例えば、エンジン冷却水温度が設定温度と実際の温度との差に対して低すぎる場合で、かつQ7での誘導加熱による発熱量が十分でない場合に、発熱量が不十分であるとされる。このQ10の判別でYESのときは、そのままQ1へリターンされる。また、Q10の判別でNOのときは、誘導加熱による発熱量を増大させるべく、Q11の処理が行われる。すなわち、Q11では、2つの誘導加熱用コイルを同時に通電させる態様とされる(例えば図16に示すような通電態様で、図17に示す「1」と「△」とで示すスイッチング素子を図17に示す順でONする)。この場合、スイッチング素子Tr11とTr12、Tr21とTr22、Tr31とTr32の3組のうちいずれか単独で、または交互に作動させることができる。また、スイッチング素子Tr12、Tr22、Tr32をデューティ制御することによって発熱量を微妙に調整することができる。 After Q9, it is determined in Q10 whether the amount of heat generated by induction heating is sufficient. The determination at Q10 is, for example, when the engine coolant temperature is too low with respect to the difference between the set temperature and the actual temperature, and when the amount of heat generated by induction heating at Q7 is not sufficient, It is said that it is enough. If YES in Q10, the process returns to Q1 as it is. If NO in Q10, the process of Q11 is performed to increase the amount of heat generated by induction heating. That is, in Q11, two induction heating coils are simultaneously energized (for example, in the energization mode as shown in FIG. 16, the switching elements indicated by “1” and “Δ” shown in FIG. 17 are shown in FIG. Turn on in the order shown in the figure). In this case, the switching elements Tr11 and Tr12, Tr21 and Tr22, and Tr31 and Tr32 can be operated alone or alternately. Further, the amount of heat generated can be finely adjusted by duty-controlling the switching elements Tr12, Tr22, Tr32.
前記Q4の判別でYESのときは、車両が停止中のときである。このときは、Q12において、交流モータ1に通電することなく、誘導加熱用コイルC1〜C3のみに通電させる態様とされる(図13〜図15の態様)。この場合、Q11での処理と同様に、スイッチング素子Tr11とTr12、Tr21とTr22、Tr31とTr32の3組のうちいずれか単独で、または交互に作動させることができる。また、スイッチング素子Tr12、Tr22、Tr32をデューティ制御することによって発熱量を微妙に調整することができる。
When the determination in Q4 is YES, the vehicle is stopped. At this time, in Q12, the
上記Q12の後は、Q13〜Q16の処理を経るが、Q13〜Q15は、前述したQ8〜Q10と同じである。また、Q15の判別でNOのときに実行されるQ16は、Q11に対応しているが、車両停車中であることから、交流モータ1がサーボロック状態とされる(例えば図10〜図12で示す通電態様で、同時に2つの誘導加熱用コイルに通電させる)。
After Q12, the processes of Q13 to Q16 are performed, but Q13 to Q15 are the same as Q8 to Q10 described above. Further, Q16 executed when NO is determined in Q15 corresponds to Q11. However, since the vehicle is stopped, the
図19〜図21は、本発明の第2の実施形態を示すものである。本実施形態では、誘導加熱用コイルC1〜C3への通電を任意に遮断できるようにしたものである。このため、各誘導加熱用コイルC1〜C3を、例えばリレースイッチRS1、RS2あるいはRS3を介して対応する結線51、52あるいは53に接続するようにしてある。また、誘導加熱用コイルC1、C2あるいはC3とリレースイッチRS1、RS2あるいはRS3をバイパスさせて、2つのスイッチング素子Tr11とTr12、Tr21とTr22あるいはTr31とTr32とを断続するためのリレースイッチRS11,RS12あるいはRS13が設けられている。上記リレースイッチRS1〜RS3を全てOFFしたときは、誘導加熱用コイルC1〜C3への通電が遮断されて、誘導加熱が実行されないことになる。そのため、誘導加熱によるヒータコアHCの加熱が不要なときには、誘導加熱コイルC1〜C3への通電を遮断することができるので、誘導加熱コイルC1〜C3による不要な電力消費を抑制することができる。リレースイッチRS1〜RS3を全てOFFすると共にリレースイッチRS11〜RS13を全てONしておくことにより、誘導加熱を停止しつつ交流モータ1の回転駆動を行うことができる。
19 to 21 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, energization to the induction heating coils C1 to C3 can be arbitrarily interrupted. For this reason, each induction heating coil C1 to C3 is connected to the
図20,図21は、図19の回路を用いた誘導加熱に関する制御例を示すフローチャートであり、以下このフローチャートについて説明する。なお、図20,図21のフローチャートは、図18のフローチャートに対応しているため、以下の説明では、主として図18のフローチャートと相違する部分について説明する。また、電磁コイルU、V、W用のリレースイッチRS11〜RS13は、イグニッションスイッチS8がONされているときは全てONされ、イグニッションスイッチS8がOFFされたときにOFFされるようになっている。 FIGS. 20 and 21 are flowcharts showing an example of control related to induction heating using the circuit of FIG. 19, and this flowchart will be described below. 20 and 21 correspond to the flowchart of FIG. 18, and therefore, in the following description, portions different from the flowchart of FIG. 18 will be mainly described. Further, the relay switches RS11 to RS13 for the electromagnetic coils U, V, and W are all turned on when the ignition switch S8 is turned on, and are turned off when the ignition switch S8 is turned off.
まず、Q21〜Q23の処理が行われるが、この処理は図18のQ1〜Q3に対応している。Q23の後は、Q24において、ヒータコアHCを誘導加熱する必要性があるか否かが判別される。このQ24での判別は、例えば、エンジン冷却水温度が設定温度に対して十分に高いときや、室内温度が設定温度以上のときに誘導加熱が不要であり、それ以外のときに誘導加熱が必要であるとされる。このQ24の判別でYESのときは、Q25において、誘導加熱用のリレースイッチRS1〜RS3が全てONされる。このQ25の後は、Q26以降の処理が行われるが、Q26〜Q33は、図18のQ4〜Q11と同じであり、またQ34〜Q38は、図18のQ12〜Q16と同じである。 First, Q21 to Q23 are processed. This process corresponds to Q1 to Q3 in FIG. After Q23, it is determined in Q24 whether or not the heater core HC needs to be inductively heated. The determination at Q24 is, for example, that induction heating is unnecessary when the engine coolant temperature is sufficiently higher than the set temperature, or when the room temperature is equal to or higher than the set temperature, and induction heating is required at other times. It is said that. If YES in Q24, all induction heating relay switches RS1 to RS3 are turned on in Q25. After Q25, the processing after Q26 is performed, but Q26 to Q33 are the same as Q4 to Q11 in FIG. 18, and Q34 to Q38 are the same as Q12 to Q16 in FIG.
前記Q24の判別でNOのときは、図21のQ41において、誘導加熱用のリレースイッチRS1〜RS3が全てOFFされる。この後、Q42〜Q44の処理が行われるが、Q42〜Q44は、図18のQ5,Q6と同じである(図20のQ27,Q28とも同じ)。このQ41〜Q44の処理の後は、図20のQ21へリターンされる。 When the determination in Q24 is NO, in Q41 of FIG. 21, all of the induction heating relay switches RS1 to RS3 are turned off. Thereafter, processing of Q42 to Q44 is performed. Q42 to Q44 are the same as Q5 and Q6 in FIG. 18 (same as Q27 and Q28 in FIG. 20). After the processes of Q41 to Q44, the process returns to Q21 of FIG.
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。エンジン12によって車両を駆動するようにしてもよい(例えば走行状態等に応じてエンジン12と交流モータ1との両方による駆動と、交流モータ1のみによる駆動等とを切換える)。エンジン12を有しない車両であってもよい。誘導加熱される被加熱部材としては、実施形態に示すものに限らず、例えばエンジン12の排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒であってもよく、この場合、排気ガス浄化触媒を早期に活性化温度にまで昇温させることができるようになる。また、本発明の誘導加熱方式によれば、誘導加熱用コイルC1〜C3を排気通路の外部に配置することができるので、排気ガス浄化触媒を暖めるヒータを排気通路内部に配設する場合に比べて、排気通路の抵抗増大を避ける上でも好ましいものとなる。誘導加熱される被加熱部材としては、その他にも、例えばシート(シート暖房用の加熱用部材)、室内装備品としての電気ポット(内の加熱用部材)等、適宜選択できるものである。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims, and includes, for example, the following cases. . The vehicle may be driven by the engine 12 (for example, driving by both the
1:交流モータ
10:高電圧バッテリ(蓄電装置)
11:DC−ACコンバータ(変換器)
12:エンジン
13:発電機
51〜53:第1の結線
61〜63:第2の結線
VC:自動車(車両)
HC:ヒータコア
CU:コントローラ
C(C1〜C3):誘導加熱用コイル
Tr11〜Tr32:スイッチング素子
U、V、W:交流モータの電磁コイル
RS1〜RS3:誘導加熱用のリレースイッチ
1: AC motor 10: High voltage battery (power storage device)
11: DC-AC converter (converter)
12: Engine 13: Generators 51-53: First connection 61-63: Second connection VC: Automobile (vehicle)
HC: heater core CU: controller C (C1-C3): induction heating coils Tr11-Tr32: switching elements U, V, W: AC motor electromagnetic coils RS1-RS3: induction heating relay switch
Claims (4)
前記交流モータへ供給する電力を蓄電した蓄電装置と、
複数のスイッチング素子を有し、前記蓄電装置からの直流電流を交流電流に変換して前記交流モータへ供給するための変換器と、
前記変換器と交流モータとの間に接続され、被加熱部材を誘導加熱するための誘導加熱用コイルと、
を備え、
前記誘導加熱用コイルが、前記複数のスイッチング素子のうち前記変換器から前記交流モータへ通電する際に同時にONされないスイッチング素子同士を接続する第1の結線上に接続されている、
ことを特徴とする車両用誘導加熱装置。 An AC motor for driving the vehicle;
A power storage device storing power supplied to the AC motor;
A converter having a plurality of switching elements, for converting a direct current from the power storage device into an alternating current and supplying the alternating current to the alternating current motor;
An induction heating coil connected between the converter and the AC motor for induction heating of the heated member;
With
The induction heating coil is connected on a first connection that connects switching elements that are not simultaneously turned on when energizing the AC motor from the converter among the plurality of switching elements.
An induction heating apparatus for a vehicle characterized by the above.
前記複数のスイッチング素子のうち前記変換器から前記交流モータへ通電する際に同時にONされるスイッチング素子同士を接続する第2の結線上にも、前記誘導加熱用コイルが接続されている、ことを特徴とする車両用誘導加熱装置。 In claim 1,
The induction heating coil is connected to a second connection that connects switching elements that are simultaneously turned on when the AC motor is energized from the converter among the plurality of switching elements. A vehicle induction heating device.
前記被加熱部材の昇温要求が大きい状態のときに、前記第1の結線および第2の結線の両方から前記誘導加熱用コイルに対して通電を行うように設定されている、ことを特徴とする車両用誘導加熱装置。 In claim 2,
It is set so that the induction heating coil is energized from both the first connection and the second connection when the temperature rise request of the heated member is large. A vehicle induction heating device.
前記誘導加熱用コイルへの通電を遮断するスイッチ手段を有している、ことを特徴とする車両用誘導加熱装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
An induction heating apparatus for vehicles, comprising switch means for cutting off energization to the induction heating coil.
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