JP7137364B2 - 車載空調機制御装置及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、車載空調機制御装置及び車両に関する。

電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される空調機の技術分野において、車両に搭載された高電圧バッテリからの通電によりＰＴＣヒータを加熱させ、これによって生成した温水を巡らせる車載空調機制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような車載空調機制御装置は、一般に、マイコン（マイクロコントローラ）を具備し、このマイコンが、上位装置からの指令、及び、センサからの各種検出値に基づいてＰＴＣヒータへの通電（加熱）を適切に制御する。

特開２０１４－１０８７７０号公報

上述した車載空調機制御装置は、低電圧バッテリ（一般的な１２Ｖ車載バッテリ）から電力の供給を受けて動作する低電圧系回路と、モータ駆動用の高電圧バッテリから電力の供給を受けて動作する高電圧系回路と、に分けて構成される。安全を確保するため、高電圧系回路と低電圧系回路との間は、電気的に絶縁される。

上述したマイコンは、ＰＴＣヒータへの通電制御のために、水温センサを通じて、ＰＴＣヒータによって温められた水の温度（水温）を取得する必要がある。水温センサは、本体に流入出する水の温度を検出すべく、低電圧系回路のグランドとなる筐体フレームに取り付けられるものである。ここで、水温センサを高電圧系回路に接続した場合、当該水温センサを介して、筐体フレーム（低電圧系回路のグランド）と高電圧系回路のグランドとが密接することになるため、高電圧系回路と低電圧系回路との間の絶縁耐圧を十分に確保できない可能性がある。したがって、絶縁性能の低下を防ぐ観点より、水温センサは、低電圧系回路に接続されるのが好ましい。

上記水温センサに併せて、マイコンも低電圧系回路側に配置することで、マイコンと水温センサとを直接接続することができる。しかしながら、マイコンは、ＰＴＣヒータへの通電制御のために、更に、高電圧バッテリから出力される電圧や、高電圧バッテリからＰＴＣヒータに流れる電流の値をも取得する必要がある。マイコンを低電圧系回路に接続した場合、高電圧系回路との間の絶縁性を維持したまま、高電圧バッテリから出力される電圧やＰＴＣヒータに流れる電流の値を取得することが困難になる。

本発明の目的は、低電圧系回路と高電圧系回路との間の絶縁耐圧を十分に確保できる車載空調機制御装置及び車両を提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、車載空調機制御装置は、高電圧系回路に含まれ、高電圧バッテリから供給される電力によって発熱するヒータ素子と、低電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリから前記ヒータ素子へ供給される電力を制御するマイコンと、前記高電圧系回路に含まれ、前記ヒータ素子に流れる電流の値を示す電圧信号を出力する電流検出センサと、前記高電圧系回路に含まれ、前記電流検出センサが出力する電圧信号を周波数信号に変換する電流検出用Ｖ／ｆ変換部と、前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する電流検出用デジタルアイソレータと、を備える。

また、本発明の第２の態様によれば、前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部は、設定端子と、出力端子と、を有するシリコン発振器を備え、前記シリコン発振器は、前記設定端子から出力される電流に対応する周波数の前記周波数信号を、前記出力端子から出力する。

また、本発明の第３の態様によれば、上述の車載空調機制御装置は、前記高電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリからの入力電圧に応じた電圧信号を出力する高電圧側電圧センサと、前記高電圧系回路に含まれ、前記高電圧側電圧センサが出力する電圧信号を周波数信号に変換する高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部と、前記高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する高電圧側電圧検出用デジタルアイソレータと、を備える。

また、本発明の第４の態様によれば、車載空調機制御装置は、高電圧系回路に含まれ、高電圧バッテリから供給される電力によって駆動するモータと、低電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリから前記モータへ供給される電力を制御するマイコンと、前記高電圧系回路に含まれ、前記モータに流れる電流の値を示す電圧信号を出力する電流検出センサと、前記高電圧系回路に含まれ、前記電流検出センサが出力する電圧信号を周波数信号に変換する電流検出用Ｖ／ｆ変換部と、前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する電流検出用デジタルアイソレータと、を備える。

また、本発明の第５の態様によれば、車両は、上述の車載空調機制御装置を備える。

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、低電圧系回路と高電圧系回路との間の絶縁耐圧を十分に確保できる。

第１の実施形態に係る車載空調機制御装置の全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の詳細な回路構成を示す第１図である。 第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の機能を説明するための第１図である。 第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の詳細な回路構成を示す第２図である。 第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の機能を説明するための第２図である。 第２の実施形態に係る車載空調機制御装置の全体構成を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る車載空調機制御装置について、図１～図５を参照しながら説明する。

（車載空調機制御装置の全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る車載空調機制御装置の全体構成を示す図である。
図１に示す車載空調機制御装置１は、電気自動車、ハイブリッド車等の車両に搭載される空調機制御装置である。車載空調機制御装置１は、いわゆる温水ＰＴＣヒータであって、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される高電圧バッテリＢ２（モータ駆動用高電圧バッテリ）からの通電によりＰＴＣヒータＨを発熱させ、車内空調のために必要な温水を生成する。

図１に示すように、車載空調機制御装置１は、低電圧系回路ＬＶと、高電圧系回路ＨＶとを有してなる。低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１と高電圧系回路ＨＶのグランドＧＮＤ２との間は絶縁されている。また、低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１は、筐体フレームＦと電気的に接続されている。低電圧系回路ＬＶには、車載される低電圧バッテリＢ１（例えば、ＤＣ１２Ｖ出力の車載バッテリ）が接続される。高電圧系回路ＨＶには、車載される高電圧バッテリＢ２（例えば、ＤＣ３００Ｖ出力の車載バッテリ）が接続される。高電圧バッテリＢ２は、主に、車両駆動用のモータを回転駆動させるための電力供給源となる。

車載空調機制御装置１の高電圧系回路ＨＶは、ゲートドライバ１１と、スイッチング素子１２と、高電圧側電圧センサ１３と、電流検出センサ１４と、Ｖ／ｆ変換部１６１、１６２と、を備えている。また、車載空調機制御装置１の低電圧系回路ＬＶは、マイコン１０と、ＣＡＮトランシーバ１５０と、入口側水温センサ１５１と、出口側水温センサ１５２と、低電圧側電圧センサ１５３と、レギュレータ１８と、を備えている。
また、車載空調機制御装置１は、低電圧系回路ＬＶと高電圧系回路ＨＶとの境界に跨って配置される、デジタルアイソレータ１７０、１７１、１７２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９と、を備えている。

以下、高電圧系回路ＨＶに含まれる各種回路構成について詳しく説明する。

ゲートドライバ１１は、後述するマイコン１０からの制御信号（デジタル信号）に基づいて、スイッチング素子１２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。ゲートドライバ１１は、ＤＣ１５Ｖの電源電圧で駆動する。また、ゲートドライバ１１のグランド端子は、高電圧系回路ＨＶのグランドＧＮＤ２に接続される。
ゲートドライバ１１とマイコン１０との間に配置されるデジタルアイソレータ１７０については後述する。

スイッチング素子１２は、高耐圧半導体スイッチング素子（いわゆるパワートランジスタ）であって、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などである。スイッチング素子１２は、ゲートドライバ１１からのゲート信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。スイッチング素子１２がＯＮすると、高電圧バッテリＢ２（ＤＣ３００Ｖ）からＰＴＣヒータＨへ電流が流れ、ＰＴＣヒータＨが加熱される。

高電圧側電圧センサ１３は、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧を検出するためのセンサである。具体的には、高電圧側電圧センサ１３は、抵抗素子Ｒ５、Ｒ６からなる分圧器である。高電圧バッテリＢ２からの入力電圧（例えば、ＤＣ３００Ｖ）は、高電圧側電圧センサ１３（分圧器）によって分圧される。このような構成により、高電圧側電圧センサ１３は、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧に対応する電圧信号（アナログ信号）を、マイコン１０に向けて出力する。
高電圧側電圧センサ１３とマイコン１０との間に配置されるＶ／ｆ変換部１６１及びデジタルアイソレータ１７１については後述する。

電流検出センサ１４は、ＰＴＣヒータＨに流れる電流（以下、「ヒータ電流」とも記載する。）の値を検出するセンサである。具体的には、電流検出センサ１４は、シャント抵抗である抵抗素子ＲＳと増幅器ＯＰとを有してなる。このような電流検出センサ１４によれば、ヒータ電流の値に応じて抵抗素子ＲＳに電圧降下が発生する。そして、抵抗素子ＲＳにおける電圧降下が増幅器ＯＰにて増幅されてなる電圧信号（アナログ信号）を、マイコン１０に向けて出力する。
電流検出センサ１４とマイコン１０との間に配置されるＶ／ｆ変換部１６２及びデジタルアイソレータ１７２については後述する。

ＰＴＣヒータＨは、高電圧バッテリＢ２から供給される電力によって発熱するヒータ素子である。

Ｖ／ｆ変換部１６１（高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部）は、高電圧側電圧センサ１３から出力される電圧信号（アナログ信号）を受信して、当該電圧信号に対応する周波数で発振する周波数信号に変換する。
Ｖ／ｆ変換部１６２（電流検出用Ｖ／ｆ変換部）は、電流検出センサ１４が出力する電圧信号（アナログ信号）を周波数信号に変換する。

次に、低電圧系回路ＬＶに含まれる各種回路構成について詳しく説明する。

マイコン１０は、車載空調機制御装置１の動作全体を司るプロセッサである。マイコン１０は、予め用意されたプログラムに従って各種処理を実行する。具体的には、マイコン１０は、上位装置から受け付けた指令値（目標水温等）と、ＰＴＣヒータＨによって温められる温水の入口温度と出口温度との検出結果等に基づいて、ＰＴＣヒータＨへ通電を制御する。この際、マイコン１０は、現時点におけるヒータ電流の値をモニタリングしながら適切に調整する。
また、マイコン１０は、低電圧バッテリＢ１からの入力電圧、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧を常時監視し、低電圧バッテリＢ１、高電圧バッテリＢ２についての異常検出等を行う。
図１に示すように、マイコン１０は、グランドＧＮＤ１を基準とするＤＣ５Ｖの電源電圧で駆動する。また、マイコン１０のグランド端子は、低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１に接続される。

ＣＡＮトランシーバ１５０は、ＣＡＮバスに接続されるとともに、当該ＣＡＮバスを介して接続される上位装置（図示せず）とマイコン１０との間の双方向通信を実現する。ＣＡＮトランシーバ１５０は、例えば、上位装置からの指令値をマイコン１０に伝送する。
ＣＡＮトランシーバ１５０は、グランドＧＮＤ１を基準とするＤＣ５Ｖの電源電圧で駆動する。また、ＣＡＮトランシーバ１５０のグランド端子は、低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１に接続される。

入口側水温センサ１５１、出口側水温センサ１５２は、それぞれ、ＰＴＣヒータＨによって加熱される温水の温度を検出する温度センサである。具体的には、入口側水温センサ１５１は、筐体フレームＦのうち、温水の流路（図示せず）の入口付近に設置され、温水入口温度を検出する。また、出口側水温センサ１５２は、筐体フレームＦのうち、温水の流路の出口付近に設置され、温水出口温度を検出する。
入口側水温センサ１５１、出口側水温センサ１５２は、グランドＧＮＤ１を基準とするＤＣ５Ｖの電源電圧で駆動する。また、入口側水温センサ１５１、出口側水温センサ１５２のグランド端子は、低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１に接続される。
入口側水温センサ１５１は、電源とグランドとの間に直列に接続される抵抗素子Ｒ１と温度センサ素子Ｔ１とを有してなる。温度センサ素子Ｔ１は、検出温度に対応する抵抗値となる。このような構成により、入口側水温センサ１５１は、入口温度に応じた電圧信号（アナログ信号）を出力する。
出口側水温センサ１５２は、電源とグランドとの間に直列に接続される抵抗素子Ｒ２と温度センサ素子Ｔ２とを有してなる。温度センサ素子Ｔ２は、検出温度に対応する抵抗値となる。このような構成により、出口側水温センサ１５２は、出口温度に応じた電圧信号（アナログ信号）を出力する。

低電圧側電圧センサ１５３は、低電圧バッテリＢ１からの入力電圧を検出するためのセンサである。具体的には、低電圧側電圧センサ１５３は、抵抗素子Ｒ３、Ｒ４からなる分圧器である。低電圧バッテリＢ１からの入力電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）は、低電圧側電圧センサ１５３（分圧器）によって分圧される。このような構成により、低電圧側電圧センサ１５３は、低電圧バッテリＢ１からの入力電圧に対応する電圧信号（アナログ信号）を出力する。
低電圧側電圧センサ１５３のグランド端子は、低電圧系回路ＬＶのグランドＧＮＤ１に接続される。

デジタルアイソレータ１７０、１７１、１７２は、例えば、フォトカプラ等であって、１次側（低電圧系回路ＬＶ）と２次側（高電圧系回路ＨＶ）との間の電気的絶縁を保ったまま、１次側から入力されるデジタル信号を２次側へ、若しくは、２次側から入力されるデジタル信号を１次側へ伝送可能とする素子である。
デジタルアイソレータ１７０は、マイコン１０とゲートドライバ１１との間の電気的絶縁を保ちながら、当該マイコン１０から出力されるデジタル信号をゲートドライバ１１に伝送する。
デジタルアイソレータ１７１（高電圧側電圧検出用デジタルアイソレータ）は、Ｖ／ｆ変換部１６１とマイコン１０との間の電気的絶縁を保ちながら、Ｖ／ｆ変換部１６１から出力される周波数信号をマイコン１０に伝送する。
デジタルアイソレータ１７２（電流検出用デジタルアイソレータ）は、Ｖ／ｆ変換部１６２とマイコン１０との間の電気的絶縁を保ちながら、Ｖ／ｆ変換部１６２から出力される周波数信号をマイコン１０に伝送する。

レギュレータ１８は、低電圧バッテリＢ１からの入力電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）に基づいて、それよりも低い定電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）を出力する。レギュレータ１８が生成する定電圧は、低電圧系回路ＬＶに属するＣＡＮトランシーバ１５０、入口側水温センサ１５１、出口側水温センサ１５２等の電源電圧となる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、いわゆる絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータであって、１次側（低電圧系回路ＬＶ）と２次側（高電圧系回路ＨＶ）との間の電気的絶縁を維持しながら、１次側から入力されるＤＣ電圧を、所望のＤＣ電圧に変換して２次側へ出力する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１９は、１次側（低電圧系回路ＬＶ）のグランドＧＮＤ１を基準とする低電圧バッテリＢ１からの電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）を入力し、これを２次側（高電圧系回路ＨＶ）のグランドＧＮＤ２を基準とする定電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ、ＤＣ１５Ｖ）に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１９が生成する定電圧は、高電圧系回路ＨＶに属するゲートドライバ１１等の電源電圧となる。

（電流検出用Ｖ／ｆ変換部の回路構成及び機能）
図２は、第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の詳細な回路構成を示す第１図である。
また、図３は、第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の機能を説明するための第１図である。
以下、図２、図３を参照しながら、Ｖ／ｆ変換部１６２（電流検出用Ｖ／ｆ変換部）の回路構成及びその機能について詳細に説明する。なお、図２には、Ｖ／ｆ変換部１６２の回路構成の他に、高電圧バッテリＢ２、スイッチング素子１２、ＰＴＣヒータＨ、電流検出センサ１４（抵抗素子ＲＳ、増幅器ＯＰ、抵抗素子Ｒ７～Ｒ１１、容量素子Ｃ）を図示している。増幅器ＯＰ、抵抗素子Ｒ７～Ｒ１１及び容量素子Ｃは、反転増幅回路を構成している。

図２に示すように、Ｖ／ｆ変換部１６２は、シリコン発振器１６２０と、抵抗素子ＲＶＣＯ、ＲＳＥＴと、を有してなる。また、シリコン発振器１６２０は、グランドＧＮＤ２を基準とする電源電圧ＤＣ５Ｖが入力され、グランドＧＮＤ２に接地される。

シリコン発振器１６２０は、設定端子ＳＥＴと、出力端子ＯＵＴとを有する。シリコン発振器１６２０の設定端子ＳＥＴは、当該端子に接続される設定ノードＶＳＥＴの電位が所定値で一定となるように電流Ｉを流す。そして、シリコン発振器１６２０の出力端子ＯＵＴは、設定端子ＳＥＴから流れる電流Ｉの値に応じた周波数の周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
設定ノードＶＳＥＴと、ヒータ電流に応じた電圧信号（アナログ信号）が出力される出力ノードＶＣＴＲＬとの間には、抵抗素子ＲＶＣＯが接続される。また、設定ノードＶＳＥＴとグランドＧＮＤ１との間には、抵抗素子ＲＳＥＴが接続される。

以上のような構成によれば、図３に示すように、例えば、ヒータ電流の値が相対的に低い電流値Ｉａであった場合、シャント抵抗である抵抗素子ＲＳに生じる電圧降下が小さくなり、増幅器ＯＰを含む反転増幅回路の出力となる出力ノードＶＣＴＲＬの電位が上昇する。そうすると、設定ノードＶＳＥＴで所定電位を維持するためには、設定端子ＳＥＴから相対的に小さな電流Ｉを流す必要がある。したがって、この場合、シリコン発振器１６２０は、出力端子ＯＵＴから、相対的に低い周波数ｆａの周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
他方、図３に示すように、ヒータ電流の量が相対的に高い電流値Ｉｂであった場合、抵抗素子ＲＳに生じる電圧降下が大きくなり、増幅器ＯＰを含む反転増幅回路の出力となる出力ノードＶＣＴＲＬの電位が低下する。そうすると、設定ノードＶＳＥＴで所定電位を維持するためには、設定端子ＳＥＴから相対的に大きな電流Ｉを流す必要がある。したがって、この場合、シリコン発振器１６２０は、出力端子ＯＵＴから、相対的に高い周波数ｆｂの周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
図３に示すような関係により、マイコン１０は、デジタルアイソレータ１７２を経て入力される周波数信号ＦＯＵＴの発振周波数を通じて、ヒータ電流の値を把握することができる。

（高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部の回路構成及び機能）
図４は、第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の詳細な回路構成を示す第２図である。
また、図５は、第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部の機能を説明するための第２図である。
以下、図４、図５を参照しながら、Ｖ／ｆ変換部１６１（高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部）の回路構成及びその機能について詳細に説明する。

図４に示すように、Ｖ／ｆ変換部１６１は、シリコン発振器１６１０と、抵抗素子ＲＶＣＯ、ＲＳＥＴと、を有してなる。また、シリコン発振器１６１０は、グランドＧＮＤ２を基準とする電源電圧ＤＣ５Ｖが入力され、グランドＧＮＤ２に接地される。

シリコン発振器１６１０は、図２に示したシリコン発振器１６２０と同様に、設定端子ＳＥＴと、出力端子ＯＵＴとを有する。シリコン発振器１６１０の設定端子ＳＥＴは、当該端子に接続される設定ノードＶＳＥＴの電位が所定値で一定となるように電流Ｉを流す。そして、シリコン発振器１６１０の出力端子ＯＵＴは、設定端子ＳＥＴから流れる電流Ｉの値に応じた周波数の周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
設定ノードＶＳＥＴと、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧に応じた電圧信号（アナログ信号）が出力される出力ノードＶＣＴＲＬ（直列に接続される抵抗素子Ｒ５と抵抗素子Ｒ６との間の中間電位）との間には、抵抗素子ＲＶＣＯが接続される。また、設定ノードＶＳＥＴとグランドＧＮＤ２との間には、抵抗素子ＲＳＥＴが接続される。

以上のような構成によれば、図５に示すように、例えば、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧が相対的に低い電圧Ｖａであった場合、高電圧側電圧センサ１３の出力ノードＶＣＴＲＬの電位が低下する。そうすると、設定ノードＶＳＥＴで所定電位を維持するためには、設定端子ＳＥＴから相対的に大きな電流Ｉを流す必要がある。したがって、この場合、シリコン発振器１６１０は、出力端子ＯＵＴから、相対的に高い周波数ｆａの周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
他方、図５に示すように、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧が相対的に高い電圧Ｖｂであった場合、高電圧側電圧センサ１３の出力ノードＶＣＴＲＬの電位が上昇する。そうすると、設定ノードＶＳＥＴで所定電位を維持するためには、設定端子ＳＥＴから相対的に小さな電流Ｉを流す必要がある。したがって、この場合、シリコン発振器１６１０は、出力端子ＯＵＴから、相対的に低い周波数ｆｂの周波数信号ＦＯＵＴを出力する。
図５に示すような関係により、マイコン１０は、デジタルアイソレータ１７１を経て入力される周波数信号ＦＯＵＴの発振周波数を通じて、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧を把握することができる。

（作用・効果）
以上のとおり、第１の実施形態に係る車載空調機制御装置１は、高電圧系回路ＨＶに接続され、高電圧バッテリＢ２から供給される電力によって発熱するＰＴＣヒータＨ（ヒータ素子）と、低電圧系回路ＬＶに接続され、高電圧バッテリＢ２からＰＴＣヒータＨへの通電を制御するマイコン１０と、高電圧系回路ＨＶに接続され、ＰＴＣヒータＨに流れる電流の値に対応する電圧信号を出力する電流検出センサ１４と、高電圧系回路ＨＶに含まれ、電流検出センサ１４が出力する電圧信号を周波数信号に変換する電流検出用Ｖ／ｆ変換部（Ｖ／ｆ変換部１６２）と、電流検出用Ｖ／ｆ変換部とマイコン１０との間の電気的絶縁を保ちながら、周波数信号をマイコン１０に伝送する電流検出用デジタルアイソレータ（デジタルアイソレータ１７２）と、を備える。

以上のような構成とすることで、マイコン１０は、低電圧系回路ＬＶに属しながらも、Ｖ／ｆ変換部１６２及びデジタルアイソレータ１７２を介して、高電圧系回路ＨＶに含まれる電流検出センサ１４からの、電流検出値（電圧信号）を取得することができる。したがって、マイコン１０によるＰＴＣヒータＨへの通電制御を実現しつつ、低電圧系回路と高電圧系回路との間の絶縁耐圧を十分に確保することができる。

また、高電圧系回路ＨＶ、低電圧系回路ＬＶのそれぞれに一つずつマイコンを設置して、両マイコンとの間の通信（デジタル信号のやり取り）を、デジタルアイソレータを介して行うことも考えられる。しかしながら、このようにすると、車載空調機制御装置１に２つのマイコンを搭載させる必要があるため、高コストとなる。
したがって、第１の実施形態に係る上記構成とすることで、高コスト化を抑制することができる。

また、第１の実施形態に係るＶ／ｆ変換部１６２は、設定端子ＳＥＴと、出力端子ＯＵＴとを備えるシリコン発振器１６２０等を備えている。このシリコン発振器１６２０は、設定端子ＳＥＴから出力される電流に対応する周波数の周波数信号を、出力端子ＯＵＴから出力する。

このような構成とすることで、出力する信号の発振周波数を所望に設定可能な機能を有するシリコン発振器１６２０を通じて、電圧信号を周波数信号に変換させることができる。これにより、Ｖ／ｆ変換部１６２を安価な構成とすることができる。

また、第１の実施形態に係る車載空調機制御装置１は、更に、高電圧系回路ＨＶにおいて、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧に応じた電圧信号を出力する高電圧側電圧センサ１３と、高電圧側電圧センサ１３が出力する電圧信号を周波数信号に変換する高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部（Ｖ／ｆ変換部１６１）とを備える。そして、車載空調機制御装置１は、高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部とマイコン１０との間の電気的絶縁を保ちながら、周波数信号をマイコン１０に伝送する高電圧側電圧検出用デジタルアイソレータ（デジタルアイソレータ１７１）を備える。

このようにすることで、低電圧系回路ＬＶに配置されたマイコン１０は、Ｖ／ｆ変換部１６１及びデジタルアイソレータ１７１を介して、高電圧バッテリＢ２からの入力電圧をモニタリングすることができる。これにより、マイコン１０は、低電圧バッテリＢ１のみならず、高電圧バッテリＢ２についての異常検知も可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る車載空調機制御装置について、図６を参照しながら説明する。

図６に示す車載空調機制御装置１は、電気自動車、ハイブリッド車等の車両に搭載される空調機制御装置である。車載空調機制御装置１は、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される高電圧バッテリＢ２からの通電によりインバータ１２Ａ及びモータＭを駆動させ、空調用圧縮機を回転させる。
インバータ１２Ａは、複数（例えば６個の）スイッチング素子（ＩＧＢＴ等）からなる電力変換回路であって、直流電力を、モータＭを駆動させるための三相交流電力に変換する。
この場合、電流検出センサ１４は、モータＭに流れる電流の値を示す電圧信号を出力する電流検出センサとして機能する。
また、マイコン１０は、上位装置からの指令に従い、モータＭに流れる電流（モータ電流）をモニタリングしながら、制御を行う。
Ｖ／ｆ変換部１６１、１６２等の具体的な構成については第１の実施形態と同様である。

以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。上述の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述の実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 車載空調機制御装置
１０ マイコン
１１ ゲートドライバ
１２ スイッチング素子
１２Ａ インバータ
１３ 高電圧側電圧センサ
１４ 電流検出センサ
１５０ ＣＡＮトランシーバ
１５１ 入口側水温センサ
１５２ 出口側水温センサ
１５３ 低電圧側電圧センサ
１６１、１６２ Ｖ／ｆ変換部
１６１０、１６２０ シリコン発振器
１７０、１７１、１７２ デジタルアイソレータ
１８ レギュレータ
１９ ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｈ ＰＴＣヒータ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ＲＳ、ＲＶＣＯ、ＲＳＥＴ 抵抗素子
Ｃ 容量素子
ＯＰ 増幅器
Ｔ１、Ｔ２ 温度センサ素子
Ｆ 筐体フレーム
Ｂ１ 低電圧バッテリ
Ｂ２ 高電圧バッテリ
Ｍ モータ

Claims (4)

1. 高電圧系回路に含まれ、高電圧バッテリから供給される電力によって発熱するヒータ素子と、
   低電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリから前記ヒータ素子へ供給される電力を制御するマイコンと、
   前記高電圧系回路に含まれ、前記ヒータ素子に流れる電流の値を示す電圧信号を出力する電流検出センサと、
   前記高電圧系回路に含まれ、前記電流検出センサが出力する電圧信号を周波数信号に変換する電流検出用Ｖ／ｆ変換部と、
   前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する電流検出用デジタルアイソレータと、
   を備え、
   前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部は、
   設定端子と、出力端子と、を有するシリコン発振器を備え、
   前記シリコン発振器は、
   前記設定端子から出力される電流に対応する周波数の前記周波数信号を、前記出力端子から出力する
   車載空調機制御装置。
2. 前記高電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリからの入力電圧に応じた電圧信号を出力する高電圧側電圧センサと、
   前記高電圧系回路に含まれ、前記高電圧側電圧センサが出力する電圧信号を前記周波数信号に変換する高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部と、
   前記高電圧側電圧検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する高電圧側電圧検出用デジタルアイソレータと、
   を備える請求項１に記載の車載空調機制御装置。
3. 高電圧系回路に含まれ、高電圧バッテリから供給される電力によって駆動するモータと、
   低電圧系回路に含まれ、前記高電圧バッテリから前記モータへ供給される電力を制御するマイコンと、
   前記高電圧系回路に含まれ、前記モータに流れる電流の値を示す電圧信号を出力する電流検出センサと
   前記高電圧系回路に含まれ、前記電流検出センサが出力する電圧信号を周波数信号に変換する電流検出用Ｖ／ｆ変換部と、
   前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部と前記マイコンとの間の電気的絶縁を保ちながら、前記周波数信号を前記マイコンに伝送する電流検出用デジタルアイソレータと、を備え、
   前記電流検出用Ｖ／ｆ変換部は、
   設定端子と、出力端子と、を有するシリコン発振器を備え、
   前記シリコン発振器は、
   前記設定端子から出力される電流に対応する周波数の前記周波数信号を、前記出力端子から出力する
   車載空調機制御装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車載空調機制御装置を備える
   車両。

Images