JP6156004B2 - Air conditioning control device for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、車室内空間の空調を行う空調装置を制御する車両用空調制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle air-conditioning control device that controls an air-conditioning device that air-conditions a vehicle interior space.

従来、熱効率に優れる内燃機関を搭載した車両や、内燃機関が常時駆動しないハイブリッド車や、そもそも内燃機関を備えない電気自動車等においては、車室内暖房のための熱源が不足するので、それを補うために、例えばPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータ等の電気式ヒータが採用される。このような電気式ヒータは、空調装置の空気流路の途中に配設され、車室内空間に吹き出される空調風を加熱することにより車室内暖房を行う。このような電気式ヒータは、電力の供給を受けて作動するものであるが、発熱のために消費電力が大きく、他の電装品や車両の補機に比べて高い電流値を必要とする。   Conventionally, in a vehicle equipped with an internal combustion engine with excellent thermal efficiency, a hybrid vehicle in which the internal combustion engine is not constantly driven, or an electric vehicle that does not have an internal combustion engine in the first place, the heat source for heating the vehicle interior is insufficient. Therefore, for example, an electric heater such as a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater is employed. Such an electric heater is disposed in the middle of the air flow path of the air conditioner, and performs heating in the vehicle interior by heating the conditioned air blown into the vehicle interior space. Such an electric heater operates by receiving power supply, but consumes a large amount of power due to heat generation, and requires a higher current value than other electrical components and vehicle auxiliary machines.

一方、車両の減速時や降坂時等、車両が駆動力を必要とせず、アクセルペダルが踏み込まれていないときに、オルタネータにより発電し、発電された電力をキャパシタに蓄電し、車両の電装品や補機に供給する減速エネルギー回生システムが知られている(特許文献1)。   On the other hand, when the vehicle does not require driving force, such as when the vehicle is decelerating or downhill, and the accelerator pedal is not depressed, the alternator generates power, and the generated power is stored in the capacitor. A deceleration energy regeneration system that supplies power to an auxiliary machine is known (Patent Document 1).

このシステムでは、オルタネータは、車両の走行状態に応じて所定の範囲で変動する電圧にて電力を発生する可変電圧オルタネータが採用される。また、キャパシタは、上記オルタネータにより発電された電力をその発電電圧に対応した電圧にて蓄電する。そして、可変電圧オルタネータによる発電やキャパシタへの蓄電は発電電圧が高いほど高効率となることから、基本的には、オルタネータの発電電圧は車両の電装品や補機の定格電圧(12Vが一般的)よりも高い電圧(例えば24V)に設定され、上記発電及び蓄電が12Vよりも高い24Vで行われる。そして、オルタネータ及びキャパシタの側の電力を上記電装品や補機に供給するときは、その電圧がDC/DCコンバータにより24Vから12Vに降圧されて供給される。   In this system, the alternator is a variable voltage alternator that generates electric power at a voltage that varies within a predetermined range in accordance with the running state of the vehicle. The capacitor stores the electric power generated by the alternator at a voltage corresponding to the generated voltage. Since the power generation by the variable voltage alternator and the power storage in the capacitor become more efficient as the power generation voltage is higher, the power generation voltage of the alternator is basically the rated voltage (12V is generally used for vehicle electrical components and auxiliary equipment). ) Is set to a higher voltage (for example, 24V), and the power generation and storage are performed at 24V higher than 12V. Then, when the electric power on the alternator and capacitor side is supplied to the electrical component and the auxiliary equipment, the voltage is stepped down from 24V to 12V by the DC / DC converter and supplied.

その場合に、多くの電装品や補機が同時に電力を必要とすると、これらに供給される電流値の総計がDC/DCコンバータの供給可能電流値を超えることが想定される。そのようなシーンは、特に、消費電力の大きい上記電気式ヒータがオンのとき、とりわけ空調風を加熱する必要量が多いときに起き易い。そこで、DC/DCコンバータをバイパスするバイパス回路を設け、上記シーンの発生が想定されるときは、バイパス回路をオンにして、オルタネータ及びキャパシタの側(これを上流側とする)から電力をDC/DCコンバータを通さずに上記バイパス回路を介して電装品及び補機の側(これを下流側とする)に直接供給することが提案される。   In that case, if many electrical components and auxiliary equipment require electric power at the same time, it is assumed that the total of the current values supplied to them exceeds the suppliable current value of the DC / DC converter. Such a scene is likely to occur particularly when the electric heater with high power consumption is turned on, particularly when there is a large amount of heat necessary to heat the conditioned air. Therefore, a bypass circuit that bypasses the DC / DC converter is provided, and when the above scene is expected to occur, the bypass circuit is turned on, and power is supplied from the alternator and capacitor side (this is the upstream side) to the DC / DC. It is proposed to supply directly to the electrical equipment and auxiliary equipment side (this is the downstream side) through the bypass circuit without passing through the DC converter.

ところが、バイパス回路がオンのときは、上記オルタネータ及びキャパシタの側の電圧(24V)がDC/DCコンバータにより降圧されないから、上記オルタネータ及びキャパシタの側の電圧を上記電装品等の定格電圧(12V程度)に設定する必要がある。そのため、オルタネータの発電電圧が相対的に低い12V程度に固定され、オルタネータによる発電(12Vの発電)は行われるが、発電電圧が12Vと低いためにキャパシタへの蓄電が効率的に行われず、発電された電力の蓄電機会をロスするという問題が起きる。   However, when the bypass circuit is on, the voltage on the alternator and capacitor side (24V) is not stepped down by the DC / DC converter, so that the voltage on the alternator and capacitor side is set to the rated voltage (about 12V) of the electrical components. ) Must be set. Therefore, the power generation voltage of the alternator is fixed to about 12V, which is relatively low, and power generation by the alternator (power generation of 12V) is performed. However, since the power generation voltage is as low as 12V, power storage in the capacitor is not efficiently performed. The problem of losing the electricity storage opportunity of the generated power occurs.

この問題に対処するために、消費電力の大きい電気式ヒータをDC/DCコンバータに対してオルタネータ及びキャパシタと同じ上流側に配置し、その定格電圧を可変電圧オルタネータの最大発電電圧(24V)以上に高くすることが提案される。このようにすれば、電気式ヒータに対しては、オルタネータ及びキャパシタの側の24Vの電力を供給すればよくなり、電気式ヒータがオンのときでも、オルタネータは24Vで効率よく発電でき、キャパシタは電力の蓄電機会をロスすることなく24Vで効率よく蓄電できる。しかも、電気式ヒータが抜けた分、電装品及び補機の側の消費電力が少なくなり、バイパス回路がオンになる頻度が減少するから、この点からも電力の蓄電機会のロスが抑制される。   In order to cope with this problem, an electric heater with high power consumption is arranged on the same upstream side as the alternator and the capacitor with respect to the DC / DC converter, and the rated voltage is made higher than the maximum generated voltage (24V) of the variable voltage alternator. It is proposed to be high. In this way, it is only necessary to supply 24V power on the alternator and capacitor side to the electric heater, and even when the electric heater is on, the alternator can generate power efficiently at 24V, and the capacitor Electricity can be efficiently stored at 24V without losing the opportunity to store electric power. In addition, since the electric heater and the auxiliary equipment are removed, power consumption is reduced and the frequency of turning on the bypass circuit is reduced. This also suppresses the loss of power storage opportunity. .

特開2012−240486号公報JP 2012-240486 A

しかしながら、電気式ヒータをDC/DCコンバータに対してオルタネータ及びキャパシタと同じ上流側に配置するか他の電装品等と同じ下流側に配置するかに拘らず、依然として次のような問題がある。   However, regardless of whether the electric heater is disposed on the same upstream side as the alternator and capacitor with respect to the DC / DC converter or on the same downstream side as other electrical components, there are still the following problems.

すなわち、例えば外気温の低下等により空調装置側の要請で電気式ヒータがオフからオンに切り替わった場合、それまで行われていなかった電気式ヒータへの電力供給が急峻に立ち上がることになる。この電気式ヒータへの電力供給はオルタネータ及びキャパシタの側から行われることになるが、下流側の他の電装品等への電力供給を継続しつつ、消費電力の大きい電気式ヒータへの電力供給が追加されるので、電力を補うためにオルタネータによる発電が開始される。しかし、オルタネータの発電量が十分大きくなるにはある程度の時間がかかるため、その間はキャパシタのみから電力が一方的に持ち出される。そのため、キャパシタの蓄電量が一時的であるにせよ急激に低下する。そして、このような蓄電量の急減(急変)はキャパシタの寿命を低下させてしまうのである。   That is, for example, when the electric heater is switched from OFF to ON at the request of the air conditioner due to a decrease in the outside air temperature or the like, the power supply to the electric heater that has not been performed so far suddenly rises. Power supply to the electric heater is performed from the alternator and capacitor side, but power supply to the electric heater with high power consumption is continued while supplying power to other electrical components on the downstream side. Therefore, power generation by the alternator is started to supplement the power. However, since it takes a certain amount of time for the power generation amount of the alternator to become sufficiently large, electric power is unilaterally taken out only from the capacitor during that period. For this reason, the amount of electricity stored in the capacitor is abruptly reduced even if it is temporary. Such a sudden decrease (rapid change) in the amount of electricity stored reduces the life of the capacitor.

そこで、本発明は、電気式ヒータがオフからオンに切り替わった場合でも、キャパシタの蓄電量の急減が抑制される車両用空調制御装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle air-conditioning control device that suppresses a sudden decrease in the amount of electricity stored in a capacitor even when the electric heater is switched from off to on.

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、車室内空間の空調を行う空調装置を制御する車両用空調制御装置であって、車両の走行状態に応じて発電電圧が所定の範囲で変動する発電装置と、上記発電装置により発電された電力を上記発電電圧に対応した電圧にて蓄電する蓄電装置と、上記空調装置の作動状態に応じてオンとオフとが切り替わり、オフからオンに切り替わったときは、上記発電装置及び蓄電装置の側から電力が供給され、所定の目標出力にて作動し、車室内空間に吹き出される空調風を加熱する電気式ヒータと、上記電気式ヒータがオフからオンに切り替わったとき、上記電気式ヒータの出力を上記目標出力まで漸増させる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記蓄電装置の蓄電量が多いほど上記漸増の増加速度を大きくする、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to solve the above problems, the present invention is an air conditioning control device for a vehicle that controls an air conditioning device that air-conditions a vehicle interior space, and the generated voltage fluctuates within a predetermined range in accordance with the running state of the vehicle. The power generation device, the power storage device that stores the power generated by the power generation device at a voltage corresponding to the power generation voltage, and the on / off switch according to the operating state of the air conditioner, and the switch from off to on. In this case, electric power is supplied from the power generation device and power storage device side, operates at a predetermined target output, and heats the conditioned air blown into the vehicle interior space, and the electric heater is turned off. when switched on from, and a control means for gradually increasing the output of the electric heater to the target output, the control means, the rate of increase of about the increasing many storage amount of the storage device Increase, characterized in that (claim 1).

本発明によれば、空調装置の作動状態に応じて電気式ヒータがオフからオンに切り替わったとき、上記電気式ヒータの出力をゼロの状態から目標出力まで漸増させるようにしたから、それまで行われていなかった電気式ヒータへの電力供給が緩やかに立ち上がることになる。そのため、たとえ発電装置からの電力供給が遅れて、蓄電装置のみから電力が一方的に持ち出される状況となっても、蓄電装置の蓄電量は徐々に低下し、急激に低下することがない。以上により、本発明によれば、電気式ヒータがオフからオンに切り替わった場合でも、蓄電装置の蓄電量の急減(急変)が抑制され、その結果、蓄電装置の寿命の低下が抑制される車両用空調制御装置が提供される。
また、本発明によれば、制御手段が、蓄電装置の蓄電量が多いほど上記漸増の増加速度を大きくするので、蓄電装置の蓄電量が比較的多く、蓄電量が急激に低下しても蓄電装置の寿命に与える影響が比較的小さいときは、電気式ヒータの出力が比較的速やかに目標出力まで増大する。そのため、電気式ヒータがオフからオンに切り替わったときの空調風の温度上昇の応答遅れが低減される。
According to the present invention, when the electric heater is switched from OFF to ON according to the operating state of the air conditioner, the output of the electric heater is gradually increased from the zero state to the target output. The power supply to the electric heater, which was not known, starts up slowly. Therefore, even if power supply from the power generation device is delayed and power is unilaterally taken out only from the power storage device, the amount of power stored in the power storage device gradually decreases and does not rapidly decrease. As described above, according to the present invention, even when the electric heater is switched from OFF to ON, a sudden decrease (rapid change) in the amount of power stored in the power storage device is suppressed, and as a result, a decrease in the life of the power storage device is suppressed. An air conditioning control device is provided.
Further, according to the present invention, the control means increases the rate of increase of the gradual increase as the amount of power stored in the power storage device increases. When the influence on the life of the apparatus is relatively small, the output of the electric heater increases to the target output relatively quickly. Therefore, the response delay of the temperature rise of the conditioned air when the electric heater is switched from OFF to ON is reduced.

本発明においては、上記発電装置及び蓄電装置の側から供給される電力の電圧を所定の電圧に降圧するDC/DCコンバータと、上記発電装置の最大発電電圧以下の定格電圧を有し、上記DC/DCコンバータにより降圧された電力が供給される電気負荷と、をさらに備え、上記電気式ヒータは、上記発電装置の最大発電電圧以上の定格電圧を有し、上記発電装置及び蓄電装置の側から電力が上記DC/DCコンバータを介さずに供給されることが好ましい(請求項2)。   In the present invention, the DC / DC converter that steps down the voltage of the power supplied from the power generation device and the power storage device to a predetermined voltage, and a rated voltage equal to or lower than the maximum power generation voltage of the power generation device, the DC An electric load to which the electric power stepped down by the DC converter is supplied, and the electric heater has a rated voltage equal to or higher than the maximum power generation voltage of the power generation device, from the power generation device and the power storage device side. It is preferable that power is supplied without going through the DC / DC converter.

この構成によれば、発電装置の最大発電電圧以下の定格電圧を有する電気負荷には、発電装置及び蓄電装置の側から供給される電力がDC/DCコンバータにより所定の電圧に降圧されて供給されるのに対し、発電装置の最大発電電圧以上の定格電圧を有する電気式ヒータには、発電装置及び蓄電装置の側から電力がDC/DCコンバータを介さずにそのまま供給される。つまり、消費電力の大きい電気式ヒータをDC/DCコンバータに対して発電装置及び蓄電装置と同じ側に配置し、その定格電圧を発電装置の最大発電電圧以上に高くしたから、上述したように、発電装置で発電された電力の蓄電装置への蓄電機会のロスが抑制される。その上で、併せて、電気式ヒータがオフからオンに切り替わったときの蓄電装置の蓄電量の急減(急変)が抑制される。   According to this configuration, electric power supplied from the power generation device and the power storage device side is stepped down to a predetermined voltage by the DC / DC converter and supplied to an electrical load having a rated voltage equal to or lower than the maximum power generation voltage of the power generation device. On the other hand, electric power having a rated voltage equal to or higher than the maximum power generation voltage of the power generation device is supplied with electric power as it is from the power generation device and the power storage device without passing through the DC / DC converter. In other words, the electric heater with high power consumption is arranged on the same side as the power generation device and the power storage device with respect to the DC / DC converter, and the rated voltage is made higher than the maximum power generation voltage of the power generation device. Loss of power storage opportunity to the power storage device of the power generated by the power generation device is suppressed. In addition, a sudden decrease (rapid change) in the amount of power stored in the power storage device when the electric heater is switched from off to on is also suppressed.

以上のように、本発明は、電気式ヒータがオフからオンに切り替わった場合でも、キャパシタの蓄電量の急減が抑制される車両用空調制御装置を提供するので、車室内空間の空調を行う空調装置を制御する車両用空調制御装置の技術の発展・向上に寄与する。   As described above, the present invention provides a vehicle air conditioning control device that suppresses a sudden decrease in the amount of electricity stored in a capacitor even when the electric heater is switched from off to on. It contributes to the development and improvement of the technology of the vehicle air-conditioning control device that controls the device.

本発明の実施形態に係る車両の空調装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle air conditioner which concerns on embodiment of this invention. 上記車両の電気系統の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric system of the said vehicle. 上記車両の制御系統の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the said vehicle. 上記制御系統の車両制御ユニットが行う制御のフローチャートである。It is a flowchart of the control which the vehicle control unit of the said control system performs. 同じく別の制御(PTC始動時制御)のフローチャートである。It is a flowchart of another control (control at the time of PTC start) similarly. 上記PTC始動時制御の速暖制御のタイムチャートである。It is a time chart of the quick heating control of the said PTC start time control. 同じくステップ制御のタイムチャートである。It is a time chart of step control similarly. 同じく別のPTC始動時制御のタイムチャートである。It is a time chart of another PTC start time control similarly.

(1)空調装置
図1は、本実施形態に係る車両(図示せず)の空調装置1の構成を示す概略図である。本実施形態で空調装置1において「上流」「下流」というときは特に断らない限り空調風の流れに関していう。
(1) Air Conditioner FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an air conditioner 1 of a vehicle (not shown) according to the present embodiment. In the present embodiment, “upstream” and “downstream” in the air conditioner 1 refer to the flow of conditioned air unless otherwise specified.

空調装置1は、車両の前部に備えられ、車室内空間2の空調を行う(符号7は後述するようにフロントウインドシールドである)。空調装置1は、車外空間3の空気(以下「外気」ともいう)を空調装置1に導入する外気導入モードと、車室内空間2の空気(以下「内気」ともいう)を空調装置1に導入する内気循環モードとの間で設定が切り替え可能に構成されている。空調装置1は、外気導入モードのときに外気を取り入れるための外気取入口4と、内気循環モードのときに内気を取り入れるための内気取入口5とを備えている。   The air conditioner 1 is provided in the front part of the vehicle and performs air conditioning of the vehicle interior space 2 (reference numeral 7 is a front windshield as will be described later). The air conditioner 1 introduces the air in the outside space 3 (hereinafter also referred to as “outside air”) into the air conditioner 1 and the air in the vehicle interior space 2 (hereinafter also referred to as “inside air”) into the air conditioner 1. The setting can be switched between the inside air circulation mode. The air conditioner 1 includes an outside air inlet 4 for taking in outside air in the outside air introduction mode, and an inside air inlet 5 for taking in inside air in the inside air circulation mode.

空調装置1は、空調装置1で冷却又は加熱された空気(空調風)を車室内空間2に吹き出すための複数の吹き出し口(矢印で図示)6a〜6eを備えている。具体的に、ベント吹き出し口6aは、前席の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。ヒート吹き出し口6bは、前席の乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。デフロスタ吹き出し口6cは、フロントウインドシールド7の内面に向けて下方から上方に空調風を吹き出す。リヤベント吹き出し口6dは、後席の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。リヤヒート吹き出し口6eは、後席の乗員の足元に向けて空調風を吹き出す。   The air conditioner 1 includes a plurality of air outlets (shown by arrows) 6 a to 6 e for blowing out air (air conditioned air) cooled or heated by the air conditioner 1 to the vehicle interior space 2. Specifically, the vent outlet 6a blows out conditioned air toward the upper body of the front passenger. The heat outlet 6b blows out air-conditioned air toward the feet of the passenger in the front seat. The defroster outlet 6c blows conditioned air upward from below toward the inner surface of the front windshield 7. The rear vent outlet 6d blows conditioned air toward the upper half of the passenger in the rear seat. The rear heat outlet 6e blows out air-conditioned air toward the feet of the passengers in the rear seat.

空調装置1は、外気取入口4及び内気取入口5が一端に形成されたメインダクト部8を備えている。メインダクト部8に、内外気切り替えダンパ9、ブロワ10、及び冷却装置11(図3参照)のエバポレータ11aが上流側からこの順に配設されている。   The air conditioner 1 includes a main duct portion 8 in which an outside air intake 4 and an inside air intake 5 are formed at one end. Inside / outside air switching damper 9, blower 10, and evaporator 11 a of cooling device 11 (see FIG. 3) are arranged in this order from the upstream side in main duct portion 8.

内外気切り替えダンパ9は、外気取入口4及び内気取入口5の直下流に配置され、外気取入口4と内気取入口5とを選択的に塞ぐ。内外気切り替えダンパ9により外気取入口4が塞がれると、内気取入口5からメインダクト部8に空気が導入され、内気循環モードが実現可能となる。逆に、内外気切り替えダンパ9により内気取入口5が塞がれると(図1が示す状態)、外気取入口4からメインダクト部8に空気が導入され、外気導入モードが実現可能となる。   The inside / outside air switching damper 9 is disposed immediately downstream of the outside air inlet 4 and the inside air inlet 5 and selectively closes the outside air inlet 4 and the inside air inlet 5. When the outside air intake 4 is blocked by the inside / outside air switching damper 9, air is introduced from the inside air intake 5 into the main duct portion 8, and the inside air circulation mode can be realized. Conversely, when the inside air intake 5 is blocked by the inside / outside air switching damper 9 (the state shown in FIG. 1), air is introduced from the outside air inlet 4 into the main duct portion 8, and the outside air introduction mode can be realized.

なお、内外気切り替えダンパ9は、外気取入口4を塞ぐ位置と内気取入口5を塞ぐ位置との間に位置して、外気取入口4と内気取入口5との開度の割合を調節し、これにより吹き出し口6a〜6eから吹き出されるときの空調風の外気と内気との混合比率を種々調節することが可能に構成されている。   The inside / outside air switching damper 9 is located between the position where the outside air inlet 4 is closed and the position where the inside air inlet 5 is blocked, and adjusts the opening ratio between the outside air inlet 4 and the inside air inlet 5. Thus, the mixing ratio of the outside air and the inside air of the conditioned air when blown out from the blowout ports 6a to 6e can be variously adjusted.

ブロワ10は、内外気切り替えダンパ9の直下流に配置され、作動することにより外気取入口4又は内気取入口5からメインダクト部8に空気を導入する。これにより外気取入口4又は内気取入口5から吹き出し口6a〜6eに向けて流れる空調風が生じる。   The blower 10 is disposed immediately downstream of the inside / outside air switching damper 9 and operates to introduce air into the main duct portion 8 from the outside air inlet 4 or the inside air inlet 5. As a result, conditioned air flows from the outside air inlet 4 or the inside air inlet 5 toward the outlets 6a to 6e.

エバポレータ11aは、冷房用の熱交換器であり、ブロワ10の直下流に配置され、空調風を冷却する。   The evaporator 11a is a heat exchanger for cooling, and is disposed immediately downstream of the blower 10 to cool the conditioned air.

メインダクト部8の下流側は、冷房用の第1空気流路8aと暖房用の第2空気流路8bとに分岐し、その分岐部8cに温度コントロールダンパ12が設けられている。   The downstream side of the main duct portion 8 branches into a first air flow path 8a for cooling and a second air flow path 8b for heating, and a temperature control damper 12 is provided at the branched portion 8c.

温度コントロールダンパ12は、エバポレータ11aの直下流に配置され、第1空気流路8aと第2空気流路8bとを選択的に塞ぐ。温度コントロールダンパ12により第1空気流路8aが塞がれると(図1が示す状態)、空調風は第2空気流路8bを通過して吹き出し口6a〜6eから車室内空間2に吹き出される。この経路は主に暖房時における空調風の経路である。逆に、温度コントロールダンパ12により第2空気流路8bが塞がれると、空調風は第1空気流路8aを通過して吹き出し口6a〜6eから車室内空間2に吹き出される。この経路は主に冷房時における空調風の経路である。   The temperature control damper 12 is disposed immediately downstream of the evaporator 11a, and selectively closes the first air flow path 8a and the second air flow path 8b. When the first air flow path 8a is blocked by the temperature control damper 12 (the state shown in FIG. 1), the conditioned air passes through the second air flow path 8b and is blown out from the outlets 6a to 6e to the vehicle interior space 2. The This route is mainly a route of conditioned air during heating. On the contrary, when the second air flow path 8b is closed by the temperature control damper 12, the conditioned air passes through the first air flow path 8a and is blown out from the outlets 6a to 6e to the vehicle interior space 2. This route is mainly a route of conditioned air during cooling.

なお、温度コントロールダンパ12は、第1空気流路8aを塞ぐ位置と第2空気流路8bを塞ぐ位置との間に位置して、第1空気流路8aと第2空気流路8bとの開度の割合を調節し、これにより吹き出し口6a〜6eから吹き出されるときの空調風の温度(吹き出し温度)を種々微調整することが可能に構成されている。   The temperature control damper 12 is located between the position where the first air flow path 8a is closed and the position where the second air flow path 8b is closed, and the temperature control damper 12 is located between the first air flow path 8a and the second air flow path 8b. By adjusting the ratio of the opening, it is possible to finely adjust the temperature of the conditioned air (blowout temperature) when blown out from the blowout ports 6a to 6e.

第2空気流路8bに、ヒータコア41及びPTCヒータ42が上流側からこの順に配設されている。   The heater core 41 and the PTC heater 42 are arranged in this order from the upstream side in the second air flow path 8b.

ヒータコア41は、暖房用の熱交換器であり、温度コントロールダンパ12の直下流に配置され、空調風を加熱する。ヒータコア41は、暖房用の熱源として利用し得るエンジン冷却水がその内部を循環する。   The heater core 41 is a heat exchanger for heating, and is disposed immediately downstream of the temperature control damper 12 to heat the conditioned air. In the heater core 41, engine coolant that can be used as a heat source for heating circulates inside.

PTCヒータ42もまた、暖房用の熱交換器であり、ヒータコア41の直下流に配置され、ヒータコア41で加熱された空調風をさらに加熱する。PTCヒータ42は、電力の供給を受けて作動する電気式ヒータであり、図示しないPTC素子(正特性サーミスタ)に電力が供給されることによって発熱する。PTCヒータ42は、作動時に発熱して温度が上昇すると抵抗値が増大して電流量を抑制する自己温度制御機能を有する。一方、PTCヒータ42は、非作動時に温度が低下すると抵抗値が減少して電流が流れ易くなり、そのため、冷間始動時は多量の電流(突入電流)が流れるという特性を有する。   The PTC heater 42 is also a heat exchanger for heating, and is disposed immediately downstream of the heater core 41 and further heats the conditioned air heated by the heater core 41. The PTC heater 42 is an electric heater that operates when supplied with electric power, and generates heat when electric power is supplied to a PTC element (positive characteristic thermistor) (not shown). The PTC heater 42 has a self-temperature control function that increases the resistance value and suppresses the amount of current when the temperature rises due to heat generation during operation. On the other hand, the PTC heater 42 has a characteristic that when the temperature is lowered during non-operation, the resistance value decreases and current flows easily, so that a large amount of current (rush current) flows during cold start.

本実施形態に係る車両は、動力源(エンジン)(図示せず)として熱効率に優れる内燃機関を搭載している。そのため、燃費性能に優れる反面、熱損失が少ないので、ヒータコア41を循環するエンジン冷却水の温度が相対的に低くなる。そのため、ヒータコア41だけでは暖房用の熱源として不足するので、それを補うために、追加の暖房用熱源としてPCTヒータ42が採用されている。   The vehicle according to the present embodiment is equipped with an internal combustion engine having excellent thermal efficiency as a power source (engine) (not shown). Therefore, while the fuel efficiency is excellent, since the heat loss is small, the temperature of the engine coolant circulating through the heater core 41 becomes relatively low. For this reason, the heater core 41 alone is insufficient as a heat source for heating. In order to compensate for this, a PCT heater 42 is employed as an additional heating heat source.

第1空気流路8aと第2空気流路8bとは下流で再び合流し、合流部8の下流に複数の吹き出し口6a〜6eが配置されている。   The first air flow path 8 a and the second air flow path 8 b merge again downstream, and a plurality of outlets 6 a to 6 e are disposed downstream of the merge portion 8.

なお、符号43は、吹き出し口6a〜6eを選択するために、各吹き出し口6a〜6eに通じる空気流路に個別に設けられた開閉弁等のアクチュエータである(図3参照)。   In addition, the code | symbol 43 is actuators, such as an on-off valve separately provided in the air flow path connected to each blowing port 6a-6e, in order to select the blowing ports 6a-6e (refer FIG. 3).

(2)電気系統−減速エネルギー回生システム
図2は、上記空調装置1を備えた本実施形態に係る車両の電気系統90の構成を示すブロック図である。本実施形態で電気系統90において「上流」「下流」というときは特に断らない限り発電装置13からDC/DCコンバータ15を経て第1、第2電気負荷25,34に向かう電流の流れに関していう。
(2) Electric System-Deceleration Energy Regeneration System FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric system 90 of a vehicle according to this embodiment provided with the air conditioner 1. In the present embodiment, the terms “upstream” and “downstream” in the electrical system 90 refer to the flow of current from the power generator 13 to the first and second electrical loads 25 and 34 through the DC / DC converter 15 unless otherwise specified.

この車両の電気系統90においては減速エネルギー回生システムが構築されている。すなわち、上記電気系統90は、発電装置13、第1蓄電装置14、DC/DCコンバータ15、第2蓄電装置16、第1電気負荷25、及び第2電気負荷34を備えている。   In the electric system 90 of the vehicle, a deceleration energy regeneration system is constructed. That is, the electric system 90 includes the power generation device 13, the first power storage device 14, the DC / DC converter 15, the second power storage device 16, the first electric load 25, and the second electric load 34.

発電装置13として、車両の減速時や降坂時等、車両が駆動力を必要とせず、アクセルペダル(図示せず)が踏み込まれていないときに、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する(つまり発電する)減速回生オルタネータが採用されている。特に、本実施形態では、車両の走行状態に応じて所定の範囲で変動する電圧(例えば14〜24V程度)にて電力を発生する可変電圧オルタネータが採用されている。したがって、本実施形態では、発電装置13の最小発電電圧は14Vであり、最大発電電圧は24Vである。この最小発電電圧及び最大発電電圧は、必ずしも可変電圧オルタネータにて発電可能な電圧範囲の下限(発電可能最小電圧)及び上限(発電可能最大電圧)に限らず、例えば、発電可能最小電圧と発電可能最大電圧との間の電圧範囲の下限及び上限も含まれるものとする。発電装置13は、第1ハーネス17を介して、DC/DCコンバータ15と電気的に接続されている。   As the power generation device 13, when the vehicle does not require driving force, such as when the vehicle is decelerating or downhill, and the accelerator pedal (not shown) is not depressed, the kinetic energy is converted into electric energy and recovered. A decelerating regenerative alternator (that generates electricity) is used. In particular, in the present embodiment, a variable voltage alternator that generates electric power at a voltage (for example, about 14 to 24 V) that fluctuates within a predetermined range according to the traveling state of the vehicle is employed. Therefore, in this embodiment, the minimum power generation voltage of the power generator 13 is 14V, and the maximum power generation voltage is 24V. The minimum power generation voltage and the maximum power generation voltage are not necessarily limited to the lower limit (minimum voltage that can be generated) and the upper limit (maximum voltage that can be generated) of the voltage range that can be generated by the variable voltage alternator. The lower and upper limits of the voltage range between the maximum voltage shall be included. The power generation device 13 is electrically connected to the DC / DC converter 15 via the first harness 17.

第1蓄電装置14として、複数の電気二重層キャパシタセル(図示せず)が直列に接続された構成のキャパシタが採用されている。第1蓄電装置14は第2蓄電装置16よりも急速な充放電が可能であるという特性を有する。第1蓄電装置14は、上記第1ハーネス17に電気的に接続されている。これにより、第1蓄電装置14は、上記発電装置13により発電された電力が上記第1ハーネス17を介して供給され、上記電力をその発電電圧に対応した電圧(例えば14〜24V程度)にて蓄電する。つまり、第1蓄電装置14は、発電装置13の発電電圧が所定の範囲で変動しても、その変動する発電電圧を蓄電できる。   A capacitor having a configuration in which a plurality of electric double layer capacitor cells (not shown) are connected in series is employed as the first power storage device 14. The first power storage device 14 has a characteristic that it can be charged and discharged more rapidly than the second power storage device 16. The first power storage device 14 is electrically connected to the first harness 17. Thereby, the first power storage device 14 is supplied with the power generated by the power generation device 13 via the first harness 17 and supplies the power at a voltage (for example, about 14 to 24 V) corresponding to the power generation voltage. Accumulate electricity. That is, even if the power generation voltage of the power generation device 13 fluctuates within a predetermined range, the first power storage device 14 can store the fluctuating power generation voltage.

第1電気負荷25は、ナビゲーション装置(図2に「Navi」と表示)21、オーディオ装置(同じく「Audio」と表示)22、メータユニット(同じく「メータ」と表示)23、及び車室内照明装置(同じく「照明」と表示)24等、車両の電装品の群である。ここで、例えばナビゲーション装置21の消費電流値は2.9A、オーディオ装置22は2.1A、メータユニット23は0.8Aである。第1電気負荷25は、第1給電回路26を介して、DC/DCコンバータ15と電気的に接続されている。第1電気負荷25の定格電圧は12Vである。すなわち、第1電気負荷25は、発電装置13の最大発電電圧(24V)より低い定格電圧を有する。なお、本明細書において、定格電圧とは、メーカーによって補償された使用限度という意味での、いわゆる定格電圧に限らず、電気負荷25,34やPTCヒータ42が異常を生じることなく動作可能な電圧、すなわち耐電圧も含まれるものとする。   The first electrical load 25 includes a navigation device (shown as “Navi” in FIG. 2) 21, an audio device (also shown as “Audio”) 22, a meter unit (also shown as “meter”) 23, and a vehicle interior lighting device. A group of electrical components of the vehicle such as 24 (also indicated as “lighting”). Here, for example, the current consumption value of the navigation device 21 is 2.9 A, the audio device 22 is 2.1 A, and the meter unit 23 is 0.8 A. The first electric load 25 is electrically connected to the DC / DC converter 15 via the first power feeding circuit 26. The rated voltage of the first electric load 25 is 12V. That is, the first electric load 25 has a rated voltage lower than the maximum generated voltage (24 V) of the power generator 13. In the present specification, the rated voltage is not limited to the so-called rated voltage in the sense of the use limit compensated by the manufacturer, and the voltage at which the electric loads 25 and 34 and the PTC heater 42 can operate without causing an abnormality. That is, withstand voltage is also included.

第2電気負荷34は、エンジン始動用のスタータ31、パワーステアリング装置(図2に「パワステ」と表示)32、及びABS(アンチロックブレーキシステム)・DSC(横滑り防止)装置33等、車両の補機の群である。ここで、例えばパワーステアリング装置32の消費電流値は0.5〜4A、ABS・DSC装置33は0.5Aである。第2電気負荷34は、第1給電回路26から分岐した第2給電回路35を介して、DC/DCコンバータ15と電気的に接続されている。第2電気負荷34の定格電圧もまた12Vである。すなわち、第2電気負荷34もまた、発電装置13の最大発電電圧(24V)より低い定格電圧を有する。   The second electric load 34 is a vehicle starter 31, a power steering device (shown as “power steering” in FIG. 2) 32, an ABS (anti-lock brake system) / DSC (side slip prevention) device 33, etc. A group of machines. Here, for example, the current consumption value of the power steering device 32 is 0.5 to 4A, and the ABS / DSC device 33 is 0.5A. The second electric load 34 is electrically connected to the DC / DC converter 15 via a second power feeding circuit 35 branched from the first power feeding circuit 26. The rated voltage of the second electric load 34 is also 12V. That is, the second electric load 34 also has a rated voltage lower than the maximum generated voltage (24 V) of the power generator 13.

第2蓄電装置16として、長期に亘り電力を例えば12V程度にて蓄電可能な鉛蓄電池が採用されている。第2蓄電装置16は、上記第2給電回路35に電気的に接続されている。   As the second power storage device 16, a lead storage battery capable of storing power at, for example, about 12V for a long period of time is employed. The second power storage device 16 is electrically connected to the second power feeding circuit 35.

そして、本実施形態では、上記空調装置1に採用されたPTCヒータ42が、上記第1電気負荷25及び第2電気負荷34とは別に、上記第1ハーネス17に電気的に接続されている。すなわち、PTCヒータ42はDC/DCコンバータ15の上流側(発電装置13及び第1蓄電装置14の側)にあり、第1電気負荷25及び第2電気負荷34はDC/DCコンバータ15の下流側にある。なお、PTCヒータ42は、上記第1蓄電装置14よりも下流側で上記第1ハーネス17に接続されている。ここで、PTCヒータ42の消費電流値は80Aである。つまり、PTCヒータ42は、発熱のために消費電力が大きく、他の電装品21〜24や補機31〜33に比べて高い電流値を必要とする。PTCヒータ42の定格電圧は24Vである。すなわち、PTCヒータ42は、発電装置13の最大発電電圧(24V)と同じ値の定格電圧を有する。   In the present embodiment, the PTC heater 42 employed in the air conditioner 1 is electrically connected to the first harness 17 separately from the first electric load 25 and the second electric load 34. That is, the PTC heater 42 is on the upstream side of the DC / DC converter 15 (the power generation device 13 and the first power storage device 14 side), and the first electric load 25 and the second electric load 34 are downstream of the DC / DC converter 15. It is in. The PTC heater 42 is connected to the first harness 17 on the downstream side of the first power storage device 14. Here, the current consumption value of the PTC heater 42 is 80A. That is, the PTC heater 42 consumes a large amount of power due to heat generation, and requires a higher current value than the other electrical components 21 to 24 and the auxiliary machines 31 to 33. The rated voltage of the PTC heater 42 is 24V. That is, the PTC heater 42 has a rated voltage having the same value as the maximum generated voltage (24 V) of the power generator 13.

DC/DCコンバータ15をバイパスするバイパス回路27が設けられている。バイパス回路27の一端は第1ハーネス17に接続され、他端は第2給電回路35に接続されている。バイパス回路27上にバイパスリレー28が配設されている。   A bypass circuit 27 that bypasses the DC / DC converter 15 is provided. One end of the bypass circuit 27 is connected to the first harness 17, and the other end is connected to the second power feeding circuit 35. A bypass relay 28 is disposed on the bypass circuit 27.

DC/DCコンバータ15は、上流側(発電装置13及び第1蓄電装置14の側)から供給される電力の電圧(例えば24V)を下流側の第1、第2電気負荷25,34の定格電圧(例えば12V)に降圧して下流側に供給する機能を有する。   The DC / DC converter 15 converts the voltage (for example, 24V) of power supplied from the upstream side (the power generation device 13 and the first power storage device 14 side) to the rated voltage of the first and second electric loads 25 and 34 on the downstream side. It has a function of reducing the voltage to (for example, 12 V) and supplying it downstream.

本実施形態において、上記電気系統90を以上のような構成にした理由、特に、PTCヒータ42を第1、第2電気負荷25,34とは別にDC/DCコンバータ15の上流側に配置した理由は、およそ以下の通りである。   In the present embodiment, the reason why the electric system 90 is configured as described above, in particular, the reason why the PTC heater 42 is arranged on the upstream side of the DC / DC converter 15 separately from the first and second electric loads 25 and 34. Is approximately as follows.

すなわち、この電気系統90(減速エネルギー回生システム)では、発電装置13は、車両の走行状態に応じて所定の範囲で変動する電圧(最小発電電圧14V〜最大発電電圧24V)にて電力を発生する可変電圧オルタネータが採用されている。また、第1蓄電装置14は、上記発電装置13により発電された電力をその発電電圧に対応した電圧(14〜24V)にて蓄電するキャパシタが採用されている。そして、可変電圧オルタネータによる発電やキャパシタへの蓄電は発電電圧が高いほど高効率となることから、基本的には、発電装置13の発電電圧は車両の電装品21〜24や補機31〜33の定格電圧(12V)よりも高い電圧(例えば24V)に設定され、上記発電及び蓄電が12Vよりも高い24Vで行われる。そして、発電装置13及び第1蓄電装置14の側の電力を上記電装品21〜24や補機31〜33に供給するときは、その電圧がDC/DCコンバータ15により24Vから12Vに降圧されて供給される。   In other words, in the electric system 90 (deceleration energy regeneration system), the power generation device 13 generates power at a voltage (minimum generated voltage 14V to maximum generated voltage 24V) that varies within a predetermined range according to the traveling state of the vehicle. A variable voltage alternator is used. The first power storage device 14 employs a capacitor that stores the power generated by the power generation device 13 at a voltage (14 to 24 V) corresponding to the power generation voltage. Since the power generation by the variable voltage alternator and the power storage in the capacitor become more efficient as the power generation voltage is higher, the power generation voltage of the power generation device 13 is basically the vehicle electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33. Is set to a voltage (for example, 24V) higher than the rated voltage (12V), and the power generation and storage are performed at 24V higher than 12V. When the power on the power generation device 13 and the first power storage device 14 side is supplied to the electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33, the voltage is stepped down from 24V to 12V by the DC / DC converter 15. Supplied.

その場合に、多くの電装品21〜24や補機31〜33が同時に電力を必要とすると、これらに供給される電流値の総計がDC/DCコンバータ15の供給可能電流値を超えることが想定される。そのようなシーンは、特に、消費電力の大きいPTCヒータ42がDC/DCコンバータ15の下流側に配置されている場合に、PTCヒータ42がオンのとき、とりわけ空調風を加熱する必要量が多いときに起き易い。そこで、DC/DCコンバータ15をバイパスするバイパス回路27を設け、上記シーンの発生が想定されるときは、バイパス回路27をオン(つまりバイパスリレー28をオン)にして、発電装置13及び第1蓄電装置14の側(上流側)から電力をDC/DCコンバータ15を通さずにバイパス回路27を介して電装品21〜24及び補機31〜33の側(下流側)に直接供給するようにしたものである。   In that case, when many electrical components 21 to 24 and auxiliary machines 31 to 33 require electric power at the same time, it is assumed that the total current value supplied to them exceeds the suppliable current value of the DC / DC converter 15. Is done. In such a scene, in particular, when the PTC heater 42 with high power consumption is arranged on the downstream side of the DC / DC converter 15, particularly when the PTC heater 42 is turned on, there is a large amount of necessity for heating the conditioned air. Sometimes easy to get up. Therefore, a bypass circuit 27 that bypasses the DC / DC converter 15 is provided, and when the occurrence of the scene is assumed, the bypass circuit 27 is turned on (that is, the bypass relay 28 is turned on), and the power generator 13 and the first power storage Power is supplied directly from the device 14 side (upstream side) to the electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33 side (downstream side) via the bypass circuit 27 without passing through the DC / DC converter 15. Is.

ところが、バイパス回路27がオンのときは、発電装置13及び第1蓄電装置14の側の電圧(24V)がDC/DCコンバータ15により降圧されないから、発電装置13及び第1蓄電装置14の側の電圧を電装品21〜24及び補機31〜33の定格電圧(12V)に設定する必要がある。そのため、発電装置13の発電電圧が相対的に低い12Vに固定され、発電装置13による発電(12Vの発電)は行われるが、発電電圧が12Vと低いために第1蓄電装置14への蓄電が効率的に行われず、発電装置13で発電された電力の第1蓄電装置14への蓄電機会をロスするという問題が起きる。   However, when the bypass circuit 27 is on, the voltage (24V) on the power generation device 13 and the first power storage device 14 side is not stepped down by the DC / DC converter 15. It is necessary to set the voltage to the rated voltage (12 V) of the electrical components 21 to 24 and the auxiliary machines 31 to 33. For this reason, the power generation voltage of the power generation device 13 is fixed to 12 V, which is relatively low, and power generation by the power generation device 13 (12 V power generation) is performed. However, since the power generation voltage is as low as 12 V, power storage in the first power storage device 14 is not performed. There is a problem in that it is not performed efficiently, and the power storage opportunity of the power generated by the power generation device 13 to the first power storage device 14 is lost.

この問題に対処するために、消費電力の大きいPTCヒータ42をDC/DCコンバータ15に対して発電装置13及び第1蓄電装置14と同じ上流側に配置し、その定格電圧を発電装置13の最大発電電圧(24V)と同じ電圧に高くしたものである。このようにすることにより、PTCヒータ42に対しては、発電装置13及び第1蓄電装置14の側の24Vの電力を供給すればよくなり、PTCヒータ42がオンのときでも、発電装置13は24Vで効率よく発電でき、第1蓄電装置14は電力の蓄電機会をロスすることなく24Vで効率よく蓄電できる。しかも、PTCヒータ42が抜けた分、電装品21〜24及び補機31〜33の側の消費電力が少なくなり、バイパス回路27がオンになる頻度が減少するから、この点からも電力の蓄電機会のロスが抑制される。   In order to cope with this problem, a PTC heater 42 with high power consumption is arranged on the same upstream side as the power generation device 13 and the first power storage device 14 with respect to the DC / DC converter 15, and the rated voltage is set to the maximum of the power generation device 13. The voltage is increased to the same voltage as the generated voltage (24V). In this way, 24V power on the power generation device 13 and first power storage device 14 side may be supplied to the PTC heater 42, and the power generation device 13 can be operated even when the PTC heater 42 is on. Electric power can be generated efficiently at 24V, and the first power storage device 14 can efficiently store electric power at 24V without losing a power storage opportunity. In addition, since the PTC heater 42 is removed, the power consumption on the electrical components 21 to 24 and auxiliary devices 31 to 33 side is reduced, and the frequency of turning on the bypass circuit 27 is reduced. Opportunity loss is suppressed.

さて、上記電気系統90の動作を簡単に説明する。通常時は、バイパス回路27をオフ(つまりバイパスリレー28をオフ)にする。上流側の電力、すなわち車両の減速時や降坂時等に発電装置13で発電された14〜24V程度の電力又は第1蓄電装置14で蓄電された14〜24V程度の電力は、DC/DCコンバータ15で12V程度に降圧された後、第1給電回路26を通って第1電気負荷25に供給されるとともに、第2給電回路35を通って第2電気負荷34及び第2蓄電装置16にも供給され、有効に利用される。このとき、第2蓄電装置16の蓄電電圧が例えば12V程度に設定された規格電圧よりも低い場合は、上記上流側からの電力により第2蓄電装置16が蓄電される。また、上流側の電力、すなわち、発電装置13で発電された14〜24V程度の電力又は第1蓄電装置14で蓄電された14〜24V程度の電力は、バイパス回路27の状態に拘らず、常に直接そのままPTCヒータ42に供給される。   Now, the operation of the electric system 90 will be briefly described. Normally, the bypass circuit 27 is turned off (that is, the bypass relay 28 is turned off). The upstream power, that is, the power of about 14 to 24 V generated by the power generation device 13 when the vehicle decelerates or descends, or the power of about 14 to 24 V stored by the first power storage device 14 is DC / DC After being stepped down to about 12 V by the converter 15, the voltage is supplied to the first electric load 25 through the first power supply circuit 26, and to the second electric load 34 and the second power storage device 16 through the second power supply circuit 35. Is also supplied and used effectively. At this time, when the storage voltage of the second power storage device 16 is lower than the standard voltage set to about 12 V, for example, the second power storage device 16 is stored with the power from the upstream side. Further, upstream power, that is, power of about 14 to 24 V generated by the power generation device 13 or power of about 14 to 24 V stored by the first power storage device 14 is always maintained regardless of the state of the bypass circuit 27. It is directly supplied to the PTC heater 42 as it is.

第1蓄電装置14の電力が消費され、その電圧が例えば14V未満に低下した場合は、バイパス回路27をオン(つまりバイパスリレー28をオン)にし、この状態で発電装置13を駆動して12〜14V程度の電圧にて発電を行う。バイパス回路27をオンにすると、上流側の電力(12〜14V程度の電力)は、DC/DCコンバータ15で降圧されることなく、バイパス回路27及び第2給電回路35を通って第2電気負荷34及び第2蓄電装置16に供給されるとともに、第1給電回路26を通って第1電気負荷25にも供給され、有効に利用される。また、上流側の電力は、このときも、直接そのままPTCヒータ42に供給される。   When the power of the first power storage device 14 is consumed and the voltage drops below, for example, 14V, the bypass circuit 27 is turned on (that is, the bypass relay 28 is turned on), and the power generation device 13 is driven in this state to Power generation is performed at a voltage of about 14V. When the bypass circuit 27 is turned on, the upstream power (power of about 12 to 14 V) is not stepped down by the DC / DC converter 15, and passes through the bypass circuit 27 and the second power feeding circuit 35 to generate the second electric load. 34 and the second power storage device 16, and also supplied to the first electric load 25 through the first power feeding circuit 26, and is used effectively. Further, the upstream power is supplied directly to the PTC heater 42 as it is.

(3)制御系統
図3は、上記空調装置1及び上記電気系統90を備えた本実施形態に係る車両の制御系統の構成を示すブロック図である。
(3) Control System FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system for a vehicle according to the present embodiment including the air conditioner 1 and the electric system 90.

車両制御ユニット50及びPT(パワートレイン)制御ユニット60は、それぞれ、CPU、ROM、RAM等を含む周知の構成のマイクロプロセッサであり、相互に情報通信可能に接続されている。車両制御ユニット50は、空調装置1のコントローラである空調装置コントローラ51とも相互に情報通信可能に接続されている。   Each of the vehicle control unit 50 and the PT (powertrain) control unit 60 is a microprocessor having a known configuration including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is connected so as to be capable of information communication with each other. The vehicle control unit 50 is also connected to an air conditioner controller 51 that is a controller of the air conditioner 1 so as to be able to communicate information with each other.

車両制御ユニット50は、車室内空間2の空気の温度を検出する車内温度センサ52、第1蓄電装置14の蓄電電圧を検出する第1電圧センサ53、及び第2蓄電装置16の蓄電電圧を検出する第2電圧センサ54から、各検出信号を入力する。車両制御ユニット50は、PT制御ユニット60を介して、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ61、及び車外空間3の空気の温度を検出する外気温センサ62から、各検出信号を入力する。車両制御ユニット50は、さらに、PT制御ユニット60を介して、発電装置13の発電量及び発電電圧に関する情報も入力する。   The vehicle control unit 50 detects an in-vehicle temperature sensor 52 that detects the temperature of the air in the vehicle interior space 2, a first voltage sensor 53 that detects the stored voltage of the first power storage device 14, and the stored voltage of the second power storage device 16. Each detection signal is input from the second voltage sensor 54. The vehicle control unit 50 inputs detection signals from the water temperature sensor 61 that detects the temperature of the engine cooling water and the outside air temperature sensor 62 that detects the temperature of the air in the outside space 3 via the PT control unit 60. The vehicle control unit 50 further inputs information regarding the power generation amount and power generation voltage of the power generation device 13 via the PT control unit 60.

車両制御ユニット50は、空調装置1に対しては、上述した内外気切り替えダンパ9、ブロワ10、冷却装置11(エバポレータ11a)、温度コントロールダンパ12、及びPTCヒータ42に、それぞれ制御信号を出力する。車両制御ユニット50は、さらに、吹き出し口選択用アクチュエータ43にも、制御信号を出力する。すなわち、上記吹き出し口6a〜6eは、乗員が空調装置コントローラ51を操作することによって、あるいは車両制御ユニット50が行う制御によって、いずれの吹き出し口6a〜6eから空調風を吹き出すかが選択される。そのため、各吹き出し口6a〜6eに通じる空気流路に、吹き出し口選択用のアクチュエータとして、開閉弁(図示せず)が個別に設けられており、車両制御ユニット50は、これらの開閉弁に制御信号を出力することによって、吹き出し口6a〜6eを選択することが可能に構成されている。   The vehicle control unit 50 outputs control signals to the above-described inside / outside air switching damper 9, blower 10, cooling device 11 (evaporator 11 a), temperature control damper 12, and PTC heater 42, respectively, for the air conditioner 1. . The vehicle control unit 50 further outputs a control signal to the outlet selection actuator 43. In other words, the air outlets 6a to 6e are selected from which air outlets 6a to 6e are blown out by the occupant operating the air conditioner controller 51 or by the control performed by the vehicle control unit 50. Therefore, on-off valves (not shown) are individually provided as air outlet selection actuators in the air flow paths leading to the air outlets 6a to 6e, and the vehicle control unit 50 controls these on-off valves. By outputting a signal, the outlets 6a to 6e can be selected.

車両制御ユニット50は、電気系統90に対しては、上述した発電装置13、DC/DCコンバータ15、及びバイパスリレー28に制御信号を出力する。   The vehicle control unit 50 outputs a control signal to the power generation device 13, the DC / DC converter 15, and the bypass relay 28 described above for the electric system 90.

(4)制御動作−その1
上述のように、本実施形態では、発電装置13で発電された電力の第1蓄電装置14への蓄電機会をロスするという問題に対処するために、PTCヒータ42をDC/DCコンバータ15に対して発電装置13及び第1蓄電装置14と同じ上流側に配置している。そのため、PTCヒータ42はDC/DCコンバータ15を介さずに発電装置13及び第1蓄電装置14と直結している。そして、これにより次のような新たな問題が起きる。
(4) Control action-1
As described above, in the present embodiment, the PTC heater 42 is connected to the DC / DC converter 15 in order to deal with the problem of losing the power storage opportunity of the power generated by the power generation device 13 to the first power storage device 14. The power generator 13 and the first power storage device 14 are disposed on the same upstream side. Therefore, the PTC heater 42 is directly connected to the power generation device 13 and the first power storage device 14 without passing through the DC / DC converter 15. This causes the following new problems.

すなわち、発電装置13は、上述のように、車両の走行状態に応じて所定の範囲で変動する電圧(例えば14〜24V程度)にて電力を発生する可変電圧オルタネータであるため、発電装置13の発電電圧は常に上記範囲内で変動する。PTCヒータ42が他の電装品21〜24や補機31〜33と同じ下流側に配置されているときは、DC/DCコンバータ15がこの変動する電圧を所定の電圧(例えば12V)に降圧するので、PTCヒータ42には常に一定の電圧(降圧された電圧)が供給される。しかし、PTCヒータ42を上流側に配置したことにより、この変動する電圧がそのまま供給されるので、PTCヒータ42の発熱量が変動し、狙いの温度の空調風が得られず、車室内空間2の空調によって乗員が感じる快適さが損なわれるという問題が起きる。   That is, as described above, the power generation device 13 is a variable voltage alternator that generates electric power at a voltage (for example, about 14 to 24 V) that varies within a predetermined range according to the traveling state of the vehicle. The generated voltage always varies within the above range. When the PTC heater 42 is disposed on the same downstream side as the other electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33, the DC / DC converter 15 steps down the fluctuating voltage to a predetermined voltage (for example, 12V). Therefore, a constant voltage (a stepped down voltage) is always supplied to the PTC heater 42. However, since the fluctuating voltage is supplied as it is because the PTC heater 42 is arranged on the upstream side, the amount of heat generated by the PTC heater 42 fluctuates, and the conditioned air at the target temperature cannot be obtained. There is a problem that the comfort that passengers feel is impaired by the air conditioning.

そこで、車両制御ユニット50は、発電装置13で発電された電力の第1蓄電装置14への蓄電機会のロスを抑制するためにPTCヒータ42をDC/DCコンバータ15の上流側に配置した本実施形態において、図4にフローチャートで示す制御を行うことにより、PTCヒータ42の発熱量の変動を抑制する。   In view of this, the vehicle control unit 50 has the PTC heater 42 disposed on the upstream side of the DC / DC converter 15 in order to suppress the loss of the power storage opportunity of the power generated by the power generation device 13 to the first power storage device 14. In the embodiment, the fluctuation of the heat generation amount of the PTC heater 42 is suppressed by performing the control shown in the flowchart in FIG.

いま、図4において、PTCヒータ42がオフであるとする。ステップS1で、車両制御ユニット50は、PTCリクエストがあるか否かを判定する。つまり、例えば、外気温が低下した等の理由により、空調装置1側の要請で、空調装置コントローラ51から車両制御ユニット50にPTCヒータ42をオフからオンに切り替える要求の信号が入力されたか否かを判定するのである。その結果、NOの場合はリターンし、YESの場合はステップS2に進む。   In FIG. 4, it is assumed that the PTC heater 42 is off. In step S1, the vehicle control unit 50 determines whether there is a PTC request. That is, for example, whether a request signal for switching the PTC heater 42 from OFF to ON is input from the air conditioner controller 51 to the vehicle control unit 50 at the request of the air conditioner 1 due to a decrease in the outside air temperature or the like. Is determined. As a result, if NO, the process returns, and if YES, the process proceeds to step S2.

ステップS2で、車両制御ユニット50は、外気温及び水温が閾値以下か否かを判定する。つまり、外気温センサ62から入力される車外空間3の空気の温度及び水温センサ61から入力されるエンジン冷却水の温度が、それぞれ個別に設定されたPTCヒータ作動判定用の閾値以下か否かを判定するのである。その結果、少なくともいずれか一方の温度が閾値を超える場合は、PTCヒータ42の作動が不要と判断されて、判定がNOとなり、リターンする。これに対し、両方の温度がそれぞれ閾値以下の場合は、PTCヒータ42の作動が必要と判断されて、判定がYESとなり、ステップS3に進む。   In step S2, the vehicle control unit 50 determines whether or not the outside air temperature and the water temperature are equal to or lower than threshold values. That is, whether or not the temperature of the air in the vehicle exterior space 3 input from the outside air temperature sensor 62 and the temperature of the engine coolant input from the water temperature sensor 61 are equal to or less than the individually set threshold values for PTC heater operation determination. Judgment is made. As a result, if at least one of the temperatures exceeds the threshold value, it is determined that the operation of the PTC heater 42 is unnecessary, the determination is NO, and the process returns. On the other hand, when both temperatures are below the threshold values, it is determined that the PTC heater 42 needs to be operated, the determination is YES, and the process proceeds to step S3.

ステップS3で、車両制御ユニット50は、PTC目標出力値を演算する。   In step S3, the vehicle control unit 50 calculates a PTC target output value.

具体的に、車両制御ユニット50は、外気温に基いてPTCヒータ42の出力電力値(Dta)を決定する。その場合、外気温がTa1(例えば10℃)未満のときは、最大値(例えば1000W)が選択され、Ta2(例えば20℃)を超えるときは、最小値(0W)が選択され、Ta1以上Ta2以下のときは、その温度に応じて最大値と最小値との間の値が選択される。   Specifically, the vehicle control unit 50 determines the output power value (Dta) of the PTC heater 42 based on the outside air temperature. In that case, when the outside air temperature is less than Ta1 (for example, 10 ° C.), the maximum value (for example, 1000 W) is selected, and when it exceeds Ta2 (for example, 20 ° C.), the minimum value (0 W) is selected. In the following cases, a value between the maximum value and the minimum value is selected according to the temperature.

同様に、車両制御ユニット50は、エンジン冷却水温に基いてPTCヒータ42の出力電力値(Dtw)を決定する。その場合、水温がTw1(例えば65℃)未満のときは、最大値(例えば1000W)が選択され、Tw2(例えば75℃)を超えるときは、最小値(0W)が選択され、Tw1以上Tw2以下のときは、その温度に応じて最大値と最小値との間の値が選択される。   Similarly, the vehicle control unit 50 determines the output power value (Dtw) of the PTC heater 42 based on the engine coolant temperature. In that case, when the water temperature is lower than Tw1 (for example, 65 ° C.), the maximum value (for example, 1000 W) is selected, and when it exceeds Tw2 (for example, 75 ° C.), the minimum value (0 W) is selected. In this case, a value between the maximum value and the minimum value is selected according to the temperature.

そして、車両制御ユニット50は、外気温に基いて決定された出力電力値(Dta)と、エンジン冷却水温に基いて決定された出力電力値(Dtw)とを比較し、小さいほうの値(同じときはその値)をPTC目標出力値(W)とする。   The vehicle control unit 50 compares the output power value (Dta) determined based on the outside air temperature with the output power value (Dtw) determined based on the engine coolant temperature, and the smaller value (the same) (When that value) is set as the PTC target output value (W).

次いで、ステップS4で、車両制御ユニット50は、総消費電流値が閾値以下か否かを判定する。つまり、それまで行われていなかった消費電力の大きいPTCヒータ42への電力供給が開始するので、発電装置13及び第1蓄電装置14の側からの電力供給が、下流側の他の電装品21〜24や補機31〜33への電力供給を継続しつつ、すべて満足に行えるか否かを判定するのである。その結果、NOの場合はリターンし、YESの場合はステップS5に進む。   Next, in step S4, the vehicle control unit 50 determines whether the total current consumption value is equal to or less than a threshold value. That is, since power supply to the PTC heater 42 with large power consumption that has not been performed before is started, the power supply from the power generation device 13 and the first power storage device 14 side is another electrical component 21 on the downstream side. -24 and the auxiliary machines 31 to 33 are continuously supplied with power, and it is determined whether or not all can be performed satisfactorily. As a result, if NO, the process returns, and if YES, the process proceeds to step S5.

ステップS5で、車両制御ユニット50は、ALT発電電圧からPTC作動量を決定する。   In step S5, the vehicle control unit 50 determines the PTC operation amount from the ALT power generation voltage.

具体的に、PTCヒータ42への電力供給が追加されるので、電力を補うために発電装置13による発電が開始される。車両制御ユニット50は、この発電装置13の現在の発電電圧に基いてPTCヒータ42の作動量を制御する。   Specifically, since power supply to the PTC heater 42 is added, power generation by the power generation device 13 is started to supplement the power. The vehicle control unit 50 controls the operation amount of the PTC heater 42 based on the current power generation voltage of the power generation device 13.

PTCヒータ42の作動量は、下記式(1)に従い、PTCヒータ42の定格容量に対する目標電力値の比率を示すデューティ値で設定される。   The operation amount of the PTC heater 42 is set as a duty value indicating the ratio of the target power value to the rated capacity of the PTC heater 42 according to the following equation (1).

式(1):デューティ値(%)=(目標電力値(W)/PTCヒータ42の定格容量(W))×(第1蓄電装置14の上限電圧(V)/現在のDC/DCコンバータ15の入力電圧(V))×100   Formula (1): Duty value (%) = (Target power value (W) / Rated capacity of PTC heater 42 (W)) × (Upper limit voltage (V) of first power storage device 14 / Current DC / DC converter 15 Input voltage (V)) x 100

車両制御ユニット50は、目標電力値(W)として、ステップS3で決定したPTC目標出力値(W)を代入し、PTCヒータ42の定格容量(W)として、例えば2000Wを代入し、第1蓄電装置14の上限電圧(V)として、例えば24.3Vを代入し、現在のDC/DCコンバータ15の入力電圧(V)として、PT制御ユニット60を介して車両制御ユニット50に入力される現在の発電装置13の発電電圧(V)を代入する。   The vehicle control unit 50 substitutes the PTC target output value (W) determined in step S3 as the target power value (W), substitutes 2000 W, for example, as the rated capacity (W) of the PTC heater 42, and performs the first power storage. For example, 24.3 V is substituted as the upper limit voltage (V) of the device 14, and the current input voltage (V) of the current DC / DC converter 15 is input to the vehicle control unit 50 via the PT control unit 60. The generated voltage (V) of the power generator 13 is substituted.

次いで、ステップS6で、車両制御ユニット50は、PTC出力を指示する。つまり、PTCヒータ42に対して、ステップS5で設定したデューティ値を制御信号として出力する。   Next, in step S6, the vehicle control unit 50 instructs the PTC output. That is, the duty value set in step S5 is output to the PTC heater 42 as a control signal.

例えば、いま、式(1)において、目標電力値(W)が400Wであるとする。PTCヒータ42の定格容量(W)及び第1蓄電装置14の上限電圧(V)は固定値であるから、デューティ値(%)は、現在のDC/DCコンバータ15の入力電圧(V)、すなわち現在の発電装置13の発電電圧(V)に応じて変化する。発電装置13の発電電圧が14〜24Vの範囲内で変動するものとすると、現在の発電電圧が24Vのときは、上記設例の場合、デューティ値は20.3%となり、14Vのときは、34.7%となる。車両制御ユニット50は、ステップS6で、このように現在の発電装置13の発電電圧(V)に応じて変化するデューティ値(%)をPTCヒータ42に対して指示することになる。これにより、常に変動する発電装置13の発電電圧に拘らず、PTCヒータ42は常に目標の熱量を発生し、目標電力値(上記設例の場合400W)を達成する。   For example, it is assumed that the target power value (W) is 400 W in equation (1). Since the rated capacity (W) of the PTC heater 42 and the upper limit voltage (V) of the first power storage device 14 are fixed values, the duty value (%) is the current input voltage (V) of the DC / DC converter 15, that is, It changes according to the power generation voltage (V) of the current power generation device 13. Assuming that the power generation voltage of the power generation device 13 fluctuates within the range of 14 to 24V, when the current power generation voltage is 24V, in the above example, the duty value is 20.3%, and when it is 14V, the duty value is 34%. .7%. In step S <b> 6, the vehicle control unit 50 instructs the PTC heater 42 with the duty value (%) that changes in accordance with the current power generation voltage (V) of the power generation device 13 in this way. As a result, the PTC heater 42 always generates a target amount of heat regardless of the power generation voltage of the power generation device 13 that constantly varies, and achieves the target power value (400 W in the above example).

これに対し、例えば、現在の発電装置13の発電電圧が14Vのときに、24Vのときと同じ20.3%のデューティ値をPTCヒータ42に対して出力すると、PTCヒータ42は、目標電力値が400Wであるのに、234Wの熱量しか発生せず(つまり発熱量が変動し)、暖房が不足し、車室内空間2の空調によって乗員が感じる快適さが損なわれてしまうのである。本実施形態では、PTCヒータ42の発熱量の変動が抑制されるので、このような問題に対処することができる。   On the other hand, for example, when the power generation voltage of the current power generation device 13 is 14 V, the same 20.3% duty value as when 24 V is output to the PTC heater 42, the PTC heater 42 outputs the target power value. However, only 234W of heat is generated (that is, the amount of generated heat fluctuates), heating is insufficient, and the comfort felt by the occupant is impaired by air conditioning of the vehicle interior space 2. In this embodiment, since the fluctuation | variation of the emitted-heat amount of the PTC heater 42 is suppressed, such a problem can be coped with.

車両制御ユニット50は、ステップS6の後、リターンし、以降は、PTCヒータ42がオン、つまりPTCヒータ42の作動中に、上記ステップS1〜S6を繰り返し行う。その場合、車両制御ユニット50は、ステップS1で、例えば、乗員が空調装置コントローラ51を操作して設定温度が変化したか否かを判定する。   The vehicle control unit 50 returns after step S6, and thereafter, the PTC heater 42 is turned on, that is, while the PTC heater 42 is operating, the steps S1 to S6 are repeated. In that case, the vehicle control unit 50 determines whether or not the set temperature has changed by, for example, the occupant operating the air conditioner controller 51 in step S1.

(5)制御動作−その2(PTC始動時制御)
また、本実施形態では、PTCヒータ42をDC/DCコンバータ15に対して発電装置13及び第1蓄電装置14と同じ上流側に配置するか他の電装品21〜24や補機31〜33と同じ下流側に配置するかに拘らず、依然として次のような問題がある。
(5) Control action-2 (Control at PTC start)
In the present embodiment, the PTC heater 42 is disposed on the same upstream side as the power generation device 13 and the first power storage device 14 with respect to the DC / DC converter 15, or the other electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33. Regardless of whether they are arranged on the same downstream side, there are still the following problems.

すなわち、例えば外気温の低下等により空調装置1側の要請でPTCヒータ42がオフからオンに切り替わった場合、それまで行われていなかったPTCヒータ42への電力供給が急峻に立ち上がることになる。このPTCヒータ42への電力供給は発電装置13及び第1蓄電装置14の側から行われることになるが、下流側の他の電装品21〜24や補機31〜33への電力供給を継続しつつ、消費電力の大きいPTCヒータ42への電力供給が追加されるので、電力を補うために発電装置13による発電が開始される。しかし、発電装置13の発電量が十分大きくなるにはある程度の時間がかかるため、その間は第1蓄電装置14のみから電力が一方的に持ち出される。そのため、第1蓄電装置14の蓄電量が一時的であるにせよ急激に低下する。そして、このような蓄電量の急減(急変)は第1蓄電装置14の寿命を低下させてしまうのである。   That is, for example, when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON at the request of the air conditioner 1 due to a decrease in the outside air temperature or the like, the power supply to the PTC heater 42 that has not been performed so far suddenly rises. The power supply to the PTC heater 42 is performed from the power generation device 13 and the first power storage device 14 side, but the power supply to the other electrical components 21 to 24 and the auxiliary devices 31 to 33 on the downstream side is continued. However, since power supply to the PTC heater 42 with high power consumption is added, power generation by the power generation device 13 is started to supplement the power. However, since it takes a certain amount of time for the power generation amount of the power generation device 13 to be sufficiently large, electric power is unilaterally taken out only from the first power storage device 14 during that time. For this reason, the amount of power stored in the first power storage device 14 decreases rapidly, even if it is temporary. Such a sudden decrease (rapid change) in the amount of power storage reduces the life of the first power storage device 14.

そこで、車両制御ユニット50は、図5にフローチャートで示す制御(PTC始動時制御)を行うことにより、PTCヒータ42がオフからオンに切り替わった場合でも、第1蓄電装置14の蓄電量の急減を抑制する。車両制御ユニット50は、本発明の「制御手段」に相当する。   Therefore, the vehicle control unit 50 performs the control (PTC start time control) shown in the flowchart of FIG. 5, so that even when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON, the storage amount of the first power storage device 14 is rapidly decreased. Suppress. The vehicle control unit 50 corresponds to the “control unit” of the present invention.

図5のステップS11〜S15は、PTCヒータ42をオフからオンに切り替えるとき、つまりPTCヒータ42の始動時に、図4のステップS6において行われる。ステップS11で、車両制御ユニット50は、PTCヒータ42は冷間始動か否かを判定する。この判定は、例えばPTCヒータ42の作動履歴等から行うことができる。その結果、YESの場合は、ステップS12で、上述の突入電流(PTCヒータ42の冷間始動時に抵抗値の減少により多量に流れる電流)を抑制する制御(突入電流抑制制御)を実行し、NOの場合は、ステップS13に進む。   Steps S11 to S15 in FIG. 5 are performed in step S6 in FIG. 4 when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON, that is, when the PTC heater 42 is started. In step S11, the vehicle control unit 50 determines whether or not the PTC heater 42 is cold started. This determination can be made from the operation history of the PTC heater 42, for example. As a result, in the case of YES, in step S12, control (inrush current suppression control) for suppressing the above inrush current (current that flows in a large amount due to a decrease in the resistance value when the PTC heater 42 is cold-started) is executed. In this case, the process proceeds to step S13.

ステップS13で、車両制御ユニット50は、CAPA電圧が閾値以上か否かを判定する。つまり、第1電圧センサ53から入力される第1蓄電装置14の蓄電電圧が、予め設定されたステップ制御実行判定用の閾値以上か否かを判定するのである。その結果、第1蓄電装置14の蓄電電圧が上記閾値以上の場合は、ステップ制御の実行が不要と判断されて、判定がYESとなり、ステップS14で、PTCヒータ42の出力を目標出力(具体的に、図4のステップS3で決定したPTC目標出力値、より詳しくは、ステップS5で設定したデューティ値)まで速やかに増加させる速暖制御を実行する。これに対し、第1蓄電装置14の蓄電電圧が上記閾値未満の場合は、ステップ制御の実行が必要と判断されて、判定がNOとなり、ステップS15で、PTCヒータ42の出力を上記目標出力まで徐々に増加させる(漸増させる)ステップ制御を実行する。   In step S13, the vehicle control unit 50 determines whether or not the CAPA voltage is equal to or higher than a threshold value. That is, it is determined whether or not the storage voltage of the first power storage device 14 input from the first voltage sensor 53 is greater than or equal to a preset threshold value for step control execution determination. As a result, if the storage voltage of the first power storage device 14 is equal to or higher than the threshold value, it is determined that step control is not necessary, the determination is YES, and the output of the PTC heater 42 is set to the target output (specifically, in step S14). In addition, the warm / warm control is performed in which the PTC target output value determined in step S3 in FIG. 4 (more specifically, the duty value set in step S5) is rapidly increased. On the other hand, if the storage voltage of the first power storage device 14 is less than the threshold value, it is determined that step control needs to be executed, the determination is NO, and the output of the PTC heater 42 is reduced to the target output in step S15. Step control that gradually increases (increases) is executed.

以上により、車両制御ユニット50は、図4のステップS6において、PTCヒータ42に対して、上記ステップS5で設定したデューティ値を制御信号として出力するに際し、ステップS12で、突入電流抑制制御を実行してから出力するか、あるいは、ステップS14で、速暖制御により出力するか、あるいは、ステップS15で、ステップ制御により出力する。   As described above, when the vehicle control unit 50 outputs the duty value set in step S5 as a control signal to the PTC heater 42 in step S6 of FIG. 4, the vehicle control unit 50 executes inrush current suppression control in step S12. Or output by quick warming control in step S14, or output by step control in step S15.

突入電流抑制制御は、例えば、目標デューティ値に設定する制御を開始するにあたって、デューティ値を所定時間比較的小さな値とすることにより、PTCヒータ42に発熱させ(予備加熱)、抵抗値を増大させる制御である。これにより、PTCヒータ42に上記デューティ値を出力した際に、一気に多量の電流(突入電流)が流れることが抑制される。なお、この突入電流抑制制御は、目標デューティ値に設定する制御開始後、デューティ値が所定の値(例えば20%)に達するまでデューティ値を徐々に増加させることにより行うこともできる。   Inrush current suppression control, for example, when starting control to set the target duty value, the PTC heater 42 generates heat (preliminary heating) and increases the resistance value by setting the duty value to a relatively small value for a predetermined time. Control. Thereby, when the said duty value is output to the PTC heater 42, it is suppressed that a lot of currents (rush current) flow at a stretch. The inrush current suppression control can be performed by gradually increasing the duty value until the duty value reaches a predetermined value (for example, 20%) after the control to set the target duty value is started.

速暖制御は、図6に示すように、PTCヒータ42の出力をゼロ(0%)の状態から上記目標出力まで比較的速やかに増加させる制御である。図中、縦軸は、PTCヒータ42の出力電力値を示し、目標値とあるのは、ステップS5で設定したデューティ値(例えば20.3%)であり、20%、40%、…とあるのは、そのデューティ値の20%の値(4.1%)、40%の値(8.1%)、…という意味である。図中、横軸は、時間を示し、符号「a」は、デューティ値が20%づつ増加する時間である。つまり、この速暖制御では、「a」の時間が経過する毎にデューティ値が20%づつ増加する。したがって、図6の場合、「4×a」の時間で、PTCヒータ42の出力がゼロ(0%)の状態から上記デューティ値まで増加する。   As shown in FIG. 6, the quick warming control is a control for increasing the output of the PTC heater 42 relatively quickly from the zero (0%) state to the target output. In the figure, the vertical axis indicates the output power value of the PTC heater 42, and the target value is the duty value set in step S5 (for example, 20.3%), which is 20%, 40%,. This means that the duty value is 20% (4.1%), 40% (8.1%), and so on. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the symbol “a” is the time when the duty value increases by 20%. That is, in this quick warming control, the duty value increases by 20% every time the time “a” elapses. Therefore, in the case of FIG. 6, the output of the PTC heater 42 increases from the state of zero (0%) to the duty value in the time “4 × a”.

ステップ制御は、図7に示すように、PTCヒータ42の出力をゼロ(0%)の状態から上記目標出力まで比較的緩やかに増加させる制御である。このステップ制御では、速暖制御と異なり、「a」の時間が経過する毎にデューティ値が5%づつ増加する。したがって、図7の場合、「19×a」の時間で、PTCヒータ42の出力がゼロ(0%)の状態から上記デューティ値まで増加する。   As shown in FIG. 7, the step control is a control for increasing the output of the PTC heater 42 relatively slowly from the zero (0%) state to the target output. In this step control, unlike the quick heating control, the duty value increases by 5% every time the time “a” elapses. Therefore, in the case of FIG. 7, the output of the PTC heater 42 increases from the state of zero (0%) to the duty value in the time “19 × a”.

(6)作用等
以上説明したように、本実施形態では、車室内空間2の空調を行う空調装置1を制御する車両用空調制御装置において、次のような特徴的構成が採用されている。
(6) Operation, etc. As described above, in the present embodiment, the following characteristic configuration is employed in the vehicle air conditioning control device that controls the air conditioning device 1 that performs air conditioning of the vehicle interior space 2.

すなわち、本実施形態に係る車両用空調制御装置は、発電装置13と、第1蓄電装置14と、PTCヒータ42と、車両制御ユニット50とを備えている。   That is, the vehicle air conditioning control device according to the present embodiment includes the power generation device 13, the first power storage device 14, the PTC heater 42, and the vehicle control unit 50.

発電装置13は、車両の走行状態に応じて発電電圧が所定の範囲で変動する。つまり、発電装置13は、車両の走行状態に応じて所定の範囲で変動する電圧(例えば14〜24V程度)にて電力を発電する。   In the power generation device 13, the power generation voltage varies within a predetermined range according to the traveling state of the vehicle. That is, the power generation device 13 generates power at a voltage (for example, about 14 to 24 V) that varies within a predetermined range according to the traveling state of the vehicle.

第1蓄電装置14は、発電装置13により発電された電力を上記発電電圧に対応した電圧(例えば14〜24V程度)にて蓄電する。つまり、第1蓄電装置14は、発電装置13の発電電圧が所定の範囲で変動しても、その変動する発電電圧を蓄電できる。   The first power storage device 14 stores the power generated by the power generation device 13 at a voltage (for example, about 14 to 24 V) corresponding to the power generation voltage. That is, even if the power generation voltage of the power generation device 13 fluctuates within a predetermined range, the first power storage device 14 can store the fluctuating power generation voltage.

PTCヒータ42は、空調装置1の作動状態に応じてオンとオフとが切り替わり、オフからオンに切り替わったときは、発電装置13及び第1蓄電装置14の側から電力が供給され、ステップS3で決定されるPTC目標出力値、より詳しくは、ステップS5で設定されるデューティ値にて作動し、車室内空間2に吹き出される空調風を加熱する。   The PTC heater 42 is switched on and off according to the operating state of the air conditioner 1. When the PTC heater 42 is switched from off to on, electric power is supplied from the power generation device 13 and the first power storage device 14 side, and in step S3 The PTC target output value determined, more specifically, the duty value set in step S5 operates to heat the conditioned air blown into the vehicle interior space 2.

車両制御ユニット50は、PTCヒータ42がオフからオンに切り替わったとき、PTCヒータ42の出力を上記PTC目標出力値、より詳しくは、上記デューティ値まで漸増させる(ステップS15のステップ制御)。   When the PTC heater 42 is switched from OFF to ON, the vehicle control unit 50 gradually increases the output of the PTC heater 42 to the PTC target output value, more specifically, the duty value (step control in step S15).

これにより、車両制御ユニット50は、空調装置1の作動状態に応じてPTCヒータ42がオフからオンに切り替わったとき、PTCヒータ42の出力をゼロ(0%)の状態から上記PTC目標出力値、より詳しくは、上記デューティ値まで漸増させるから、それまで行われていなかったPTCヒータ42への電力供給が緩やかに立ち上がることになる。そのため、たとえ発電装置13からの電力供給が遅れて、第1蓄電装置14のみから電力が一方的に持ち出される状況となっても、第1蓄電装置14の蓄電量は徐々に低下し、急激に低下することがない。以上により、本実施形態によれば、PTCヒータ42がオフからオンに切り替わった場合でも、第1蓄電装置14の蓄電量の急減(急変)が抑制され、その結果、第1蓄電装置14の寿命の低下が抑制される車両用空調制御装置が提供される。   Thereby, when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON according to the operating state of the air conditioner 1, the vehicle control unit 50 changes the output of the PTC heater 42 from zero (0%) to the PTC target output value, More specifically, since the duty value is gradually increased to the duty value, the power supply to the PTC heater 42 that has not been performed until then starts up gradually. Therefore, even if the power supply from the power generation device 13 is delayed and the power is unilaterally taken out only from the first power storage device 14, the amount of power stored in the first power storage device 14 gradually decreases, and suddenly There is no decline. As described above, according to the present embodiment, even when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON, a sudden decrease (rapid change) in the amount of power stored in the first power storage device 14 is suppressed. As a result, the life of the first power storage device 14 is suppressed. A vehicle air-conditioning control device is provided in which a decrease in the amount is suppressed.

本実施形態では、車両用空調制御装置は、DC/DCコンバータ15と、第1電気負荷25及び第2電気負荷34とをさらに備えている。   In the present embodiment, the vehicle air conditioning control device further includes a DC / DC converter 15, a first electric load 25, and a second electric load 34.

DC/DCコンバータ15は、発電装置13及び第1蓄電装置14の側から供給される電力の電圧(例えば24V)を第1、第2電気負荷25,34の定格電圧(例えば12V)に降圧する。   The DC / DC converter 15 steps down the voltage (for example, 24 V) of power supplied from the power generation device 13 and the first power storage device 14 to the rated voltage (for example, 12 V) of the first and second electric loads 25 and 34. .

第1電気負荷25及び第2電気負荷34は、発電装置13の最大発電電圧(24V)より低い定格電圧(12V)を有し、DC/DCコンバータ15により降圧された電力が供給される。   The first electric load 25 and the second electric load 34 have a rated voltage (12 V) lower than the maximum power generation voltage (24 V) of the power generation device 13, and are supplied with power that is stepped down by the DC / DC converter 15.

そして、PTCヒータ42は、発電装置13の最大発電電圧(24V)と同じ値の定格電圧を有し、発電装置13及び第1蓄電装置14の側から電力がDC/DCコンバータ15を介さずに供給される。   The PTC heater 42 has a rated voltage having the same value as the maximum power generation voltage (24V) of the power generation device 13, and power is not passed through the DC / DC converter 15 from the power generation device 13 and first power storage device 14 sides. Supplied.

これにより、発電装置13の最大発電電圧より低い定格電圧を有する第1電気負荷25及び第2電気負荷34には、発電装置13及び第1蓄電装置14の側から供給される電力がDC/DCコンバータ15により第1、第2電気負荷25,34の定格電圧に降圧されて供給されるのに対し、発電装置13の最大発電電圧と同じ値の定格電圧を有するPTCヒータ42には、発電装置13及び第1蓄電装置14の側から電力がDC/DCコンバータ15を介さずにそのまま供給される。つまり、消費電力の大きいPTCヒータ42をDC/DCコンバータ15に対して発電装置13及び第1蓄電装置14と同じ側に配置し、その定格電圧を発電装置13の最大発電電圧と同じ値に高くしたから、上述のように、発電装置13で発電された電力の第1蓄電装置14への蓄電機会のロスが抑制される。その上で、併せて、PTCヒータ42がオフからオンに切り替わったときの第1蓄電装置14の蓄電量の急減(急変)が抑制される。   As a result, the power supplied from the power generation device 13 and the first power storage device 14 to the first electric load 25 and the second electric load 34 having a rated voltage lower than the maximum power generation voltage of the power generation device 13 is DC / DC. The PTC heater 42 having the same rated voltage as the maximum power generation voltage of the power generation device 13 is supplied to the PTC heater 42 while being stepped down to the rated voltage of the first and second electric loads 25 and 34 by the converter 15. 13 and the first power storage device 14 are supplied with electric power without passing through the DC / DC converter 15. That is, the PTC heater 42 with large power consumption is arranged on the same side as the power generation device 13 and the first power storage device 14 with respect to the DC / DC converter 15, and its rated voltage is set to the same value as the maximum power generation voltage of the power generation device 13. Therefore, as described above, the loss of the power storage opportunity to the first power storage device 14 of the power generated by the power generation device 13 is suppressed. In addition, at the same time, sudden decrease (rapid change) in the amount of power stored in the first power storage device 14 when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON is suppressed.

なお、電気式ヒータとして、PTCヒータ42以外のもの(例えば電熱式ヒータや遠赤外線ヒータ等)を採用しても構わない。そのような電気式ヒータは、PTCヒータ42ほどには消費電力が大きくないが、空調風を加熱する必要量が多いとき等には、バイパス回路27がオンになるシーンが頻繁にかつ長く続く場合がある。したがって、PTCヒータ42以外の電気式ヒータであっても、これをDC/DCコンバータ15の上流側に配置し、かつその定格電圧を発電装置13の最大発電電圧(24V)以上の電圧に高くすることによって、発電装置13で発電された電力の第1蓄電装置14への蓄電機会のロスが抑制されるという作用効果は十分得られる。   An electric heater other than the PTC heater 42 (for example, an electric heating heater or a far infrared heater) may be used. Such an electric heater does not consume as much power as the PTC heater 42, but the scene where the bypass circuit 27 is turned on frequently and continues for a long time when the amount of air-conditioning air to be heated is large. There is. Therefore, even an electric heater other than the PTC heater 42 is disposed upstream of the DC / DC converter 15 and its rated voltage is increased to a voltage equal to or higher than the maximum power generation voltage (24 V) of the power generation device 13. Thus, the effect of suppressing the loss of the storage opportunity of the power generated by the power generation device 13 to the first power storage device 14 is sufficiently obtained.

また、PTC始動時制御の別の例として、図8に示すように、第1蓄電装置14の蓄電量が多いほど、漸増の増加速度、すなわち、PTCヒータ42の出力をゼロ(0%)の状態から上記目標出力まで比較的緩やかに増加させる際の増加速度を大きくするようにしてもよい。   As another example of the PTC start-up control, as shown in FIG. 8, as the amount of power stored in the first power storage device 14 increases, the gradually increasing rate, that is, the output of the PTC heater 42 becomes zero (0%). You may make it increase the increase speed at the time of making it increase comparatively gradually from a state to the said target output.

これにより、第1蓄電装置14の蓄電量が比較的多く、蓄電量が急激に低下しても第1蓄電装置14の寿命に与える影響が比較的小さいときは、PTCヒータ42の出力が比較的速やかに上記目標出力まで増大する。そのため、PTCヒータ42がオフからオンに切り替わったときの空調風の温度上昇の応答遅れが低減される。   As a result, when the amount of power stored in the first power storage device 14 is relatively large, and the effect on the life of the first power storage device 14 is relatively small even if the amount of power storage decreases rapidly, the output of the PTC heater 42 is relatively low. It quickly increases to the target output. Therefore, the response delay of the temperature rise of the conditioned air when the PTC heater 42 is switched from OFF to ON is reduced.

また、本発明に係る制御(PTC始動時制御)は、電気式ヒータがオフからオンに切り替わったときに限らず、目標デューティ値と実デューティ値との差が所定値より大きいときに行ってもよい。このようにすれば、空調風の温度上昇の応答遅れが常に低減されるとともに、不要な電気式ヒータ出力を抑制することにより不要な電力消費を低減することができる。   Further, the control according to the present invention (PTC start time control) is not limited to when the electric heater is switched from OFF to ON, and may be performed when the difference between the target duty value and the actual duty value is greater than a predetermined value. Good. In this way, the response delay of the temperature rise of the conditioned air is always reduced, and unnecessary power consumption can be reduced by suppressing unnecessary electric heater output.

1 空調装置
2 車室内空間
13 発電装置
14 第1蓄電装置
15 DC/DCコンバータ
25 第1電気負荷
34 第2電気負荷
42 PTCヒータ(電気式ヒータ)
50 車両制御ユニット(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air conditioning apparatus 2 Car interior space 13 Power generation apparatus 14 1st electrical storage apparatus 15 DC / DC converter 25 1st electric load 34 2nd electric load 42 PTC heater (electric heater)
50 Vehicle control unit (control means)

Claims (2)

車室内空間の空調を行う空調装置を制御する車両用空調制御装置であって、
車両の走行状態に応じて発電電圧が所定の範囲で変動する発電装置と、
上記発電装置により発電された電力を上記発電電圧に対応した電圧にて蓄電する蓄電装置と、
上記空調装置の作動状態に応じてオンとオフとが切り替わり、オフからオンに切り替わったときは、上記発電装置及び蓄電装置の側から電力が供給され、所定の目標出力にて作動し、車室内空間に吹き出される空調風を加熱する電気式ヒータと、
上記電気式ヒータがオフからオンに切り替わったとき、上記電気式ヒータの出力を上記目標出力まで漸増させる制御手段と、
を備え
上記制御手段は、上記蓄電装置の蓄電量が多いほど上記漸増の増加速度を大きくする、
ことを特徴とする車両用空調制御装置。
A vehicle air-conditioning control device for controlling an air-conditioning device for air-conditioning a vehicle interior space
A power generation device whose power generation voltage varies within a predetermined range according to the running state of the vehicle;
A power storage device that stores the power generated by the power generation device at a voltage corresponding to the power generation voltage;
When the air conditioner is switched on and off according to the operating state of the air conditioner, when the power is switched from off to on, power is supplied from the power generation device and the power storage device, and the vehicle is operated at a predetermined target output. An electric heater that heats the conditioned air blown into the space;
Control means for gradually increasing the output of the electric heater to the target output when the electric heater is switched from off to on;
Equipped with a,
The control means increases the gradual increase rate as the power storage amount of the power storage device increases.
A vehicle air-conditioning control device.
請求項1に記載の車両用空調制御装置において、
上記発電装置及び蓄電装置の側から供給される電力の電圧を所定の電圧に降圧するDC/DCコンバータと、
上記発電装置の最大発電電圧以下の定格電圧を有し、上記DC/DCコンバータにより降圧された電力が供給される電気負荷と、
をさらに備え、
上記電気式ヒータは、上記発電装置の最大発電電圧以上の定格電圧を有し、上記発電装置及び蓄電装置の側から電力が上記DC/DCコンバータを介さずに供給されることを特徴とする車両用空調制御装置。
In the vehicle air-conditioning control device according to claim 1,
A DC / DC converter that steps down the voltage of power supplied from the power generation device and the power storage device to a predetermined voltage;
An electrical load having a rated voltage equal to or lower than the maximum power generation voltage of the power generation device and supplied with power reduced by the DC / DC converter;
Further comprising
The electric heater has a rated voltage equal to or higher than the maximum power generation voltage of the power generation device, and electric power is supplied from the power generation device and the power storage device without passing through the DC / DC converter. Air conditioning control device.
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