(57)【要約】【課題】車両における電気的な余裕を既存の構成を用いて検出可能として、経済性および汎用性に優れた電気ヒータ装置を提供すること。【解決手段】通電により発熱する車載の電気ヒータ１６と、電気ヒータ１６への通電を制御する空調コントロールユニット２０と、を備えた電気ヒータ制御装置であって、空調コントロールユニット２０が、オルタネータの発生電力をエンジン回転数に基づいて求める処理と、電気ヒータ１６を除く作動中の車載電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を算出する処理と、オルタネータ発生電力から電装品消費電力を差し引いて余裕電力を求める処理と、ヒータ消費電力よりも余裕電力が大きい場合に、電気ヒータ１６を駆動させる処理と、を実行するようにした。【選択図】図１
2007326430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する車載の電気ヒータと、
この電気ヒータへの通電を制御するコントロールユニットと、
を備えた電気ヒータ制御装置であって、
前記コントロールユニットが、
車載のエンジンにより駆動されて発電を行うオルタネータの発生電力をエンジン回転数に基づいて求める処理と、
前記電気ヒータを除く作動中の車載電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を算出する処理と、
前記オルタネータ発生電力から電装品消費電力を差し引いて余裕電力を求める処理と、
前記余裕電力に基づいて前記電気ヒータの駆動を制御する処理と、
を実行することを特徴とする電気ヒータ制御装置。
【請求項２】
前記電気ヒータが、車載の空調ユニットにおいて、吹出空気を加熱する加熱手段として設けられ、
前記コントロールユニットが、前記空調ユニットの作動を制御する空調コントロールユニットであり、
この空調コントロールユニットへの、入力情報の一部が、車載のＣＡＮ通信システムを介して得られることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項３】
前記コントロールユニットが行う処理に、
前記電気ヒータにおける必要な発熱量およびこの発熱量に応じた電気ヒータの消費電力であるヒータ消費電力を求める処理と、
このヒータ消費電力よりも前記余裕電力が大きい場合に、前記電気ヒータを駆動させる処理と、
が含まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項４】
前記コントロールユニットが行う処理に、
前記余裕電力からヒータ消費電力を差し引いた値のエンジン始動後からの積算値である貯蓄電力を算出する処理と、
前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記貯蓄電力が存在する場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する貯蓄時持出判定処理と、
が含まれていることを特徴とする請求項３に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項５】
前記電気ヒータが、独立して発熱駆動可能な複数の発熱ユニットを備え、
前記貯蓄時持出判定処理における発熱駆動許可条件に、今回のユニット駆動数が、前回のユニット駆動数以下という条件が加えられている
ことを特徴とする請求項４に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項６】
前記コントロールユニットが行う処理に、エンジンを始動させてからあらかじめ設定された時間が経過するまでの冷間時間には、前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する冷間時持出判定処理が含まれていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項７】
前記冷間時持出判定処理が、前記冷間時間が経過するまでの間、前記余裕電力に補正値を加算させる処理であることを特徴とする請求項６に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項８】
前記コントロールユニットが行う処理に、
前記ブロワファンが駆動していない場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、
前記バッテリ電圧が設定電圧よりも低い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、
前記外気温度が設定温度よりも高い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、
前記コントロールユニットにおいて、電気的な変動を禁止するモードに入っている場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、
の少なくとも１つの判定処理が含まれていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置。
【請求項９】
前記コントロールユニットが、電気ヒータを発熱駆動させる際にはエンジンのアイドル回転数を増加させる処理を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載の電気ヒータへの通電を制御する電気ヒータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼル車やいわゆるハイブリッド車などのエンジン冷却水の温度が比較的低い車両に設けられた空調装置おいて、送風の加熱にエンジン冷却水によるヒータコアに加えて、ＰＴＣ素子（Positive Temperature Coefficient）などを用いた通電により発熱する電気ヒータを用いて補助的に加熱を行うようにした車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電気ヒータでは消費電力が大きいことから、電源の負担が大きくなる。そこで、上記従来技術では、バッテリ充電用のＤＣ−ＤＣコンバータの電気容量と消費電力とを比較し、コンバータの電気容量に余裕がある場合に、１個のＰＴＣユニットをＯＮし、さらに余裕がある場合にもう１個のＰＴＣユニットをＯＮするようにして、電源の負担を抑えながら効率の良い暖房運転を行うようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１１５４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ＤＣ−ＤＣコンバータの電気容量に余裕があるか否かを判定するのに、電流計などの検出機器が必要である。
【０００５】
したがって、ハイブリッド車などもともと電流計を有している車両はこれを利用することが可能であるが、もともと電流計を搭載していない車両にあっては、電気ヒータの制御を行うためだけに電流計を設けるのは不経済である。
【０００６】
加えて、上述の従来技術では、その時点のコンバータの電気容量の余裕の有無のみに基づいて電気ヒータのＯＮ・ＯＦＦの制御を行っているため、電機系全体では余裕があっても、その時点のコンバータの電気容量に余裕がなければ電気ヒータがＯＦＦされてしまい、効率的な加熱がなされているとはいえなかった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に着目して成されたものであり、車両における電気的な余裕を既存の構成を用いて検出可能として、経済性および汎用性に優れた電気ヒータ装置を提供することを主たる目的とし、さらに、効率的な加熱を可能とする電気ヒータ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、通電により発熱する車載の電気ヒータと、この電気ヒータへの通電を制御するコントロールユニットと、を備えた電気ヒータ制御装置であって、前記コントロールユニットが、車載のエンジンにより駆動されて発電を行うオルタネータの発生電力をエンジン回転数に基づいて求める処理と、前記電気ヒータを除く作動中の車載電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を算出する処理と、前記オルタネータ発生電力から電装品消費電力を差し引いて余裕電力を求める処理と、前記余裕電力に基づいて前記電気ヒータの駆動を制御する処理と、を実行することを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気ヒータ制御装置において、前記電気ヒータが、車載の空調ユニットにおいて、吹出空気を加熱する加熱手段として設けられ、前記コントロールユニットが、前記空調ユニットの作動を制御する空調コントロールユニットであり、この空調コントロールユニットへの、入力情報の一部が、車載のＣＡＮ通信システムを介して得られることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記電気ヒータにおける必要な発熱量およびこの発熱量に応じた電気ヒータの消費電力であるヒータ消費電力を求める処理と、このヒータ消費電力よりも前記余裕電力が大きい場合に、前記電気ヒータを駆動させる処理と、が含まれることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記余裕電力からヒータ消費電力を差し引いた値のエンジン始動後からの積算値である貯蓄電力を算出する処理と、前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記貯蓄電力が存在する場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する貯蓄時持出判定処理と、が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電気ヒータ制御装置において、前記電気ヒータが、独立して発熱駆動可能な複数の発熱ユニットを備え、前記貯蓄時持出判定処理における発熱駆動許可条件に、今回のユニット駆動数が、前回のユニット駆動数以下という条件が加えられていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、エンジンを始動させてからあらかじめ設定された時間が経過するまでの冷間時間には、前記余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、前記電気ヒータの発熱駆動を許可する冷間時持出判定処理が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の電気ヒータ制御装置において、前記冷間時持出判定処理が、前記冷間時間が経過するまでの間、前記余裕電力に補正値を加算させる処理であることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが行う処理に、前記ブロワファンが駆動していない場合には、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記バッテリ電圧が設定電圧よりも低い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記外気温度が設定温度よりも高い場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、前記コントロールユニットにおいて、電気的な変動を禁止するモードに入っている場合に、前記電気ヒータの発熱駆動を禁止する判定処理と、の少なくとも１つの判定処理が含まれていることを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気ヒータ制御装置において、前記コントロールユニットが電気ヒータを発熱駆動させる際にはエンジンのアイドル回転数を増加させる処理を行うことを特徴とする電気ヒータ制御装置とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電気ヒータ制御装置にあっては、エンジン回転数に基づいて求めたオルタネータの発生電力から、電気ヒータを除く車載の電装品全ての消費電力である電装品総消費電力を差し引いて余裕電力を演算し、この余裕電力に基づいて電気ヒータの駆動を制御する。
【００１８】
このように、余裕電力に基づいて電気ヒータの駆動を制御するから、電源に与える負担を抑えることができる。
【００１９】
しかも、本発明では、エンジン回転数からオルタネータの発生電力を算出するため、電流計などの機器が不要で、経済的であるとともに、電流計などの電力検出器機を有しない車両にもそのまま適用することができ、汎用性に優れる。
【００２０】
請求項２に記載の発明にあっては、空調ユニットの制御を行う装置において、上記効果を得ることができる。さらに、空調コントロールユニットへの入力情報の一部を車載のＣＡＮ通信システムを介して得られるようにしたため、エンジン回転数や全ての電装品の駆動状態を入力するためにエンジンや各電装品との接続を省略することが可能であり、構成の簡略化を図ることができるとともに、汎用性に優れる。
特に、他の制御系と別個に独立して設けられる空調コントロールユニットにおいて、新たに電力検出器機を新たに設けたり、これと接続したりする必要が無く、既存の構成との変更を抑えることができ、経済性に優れる。また、もともと電装品の駆動状態を示す信号が入力されていない、空調コントロールユニットにあっては、ＣＡＮ通信システムを利用することの有効性が大きい。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明にあっては、ヒータ消費電力が、オルタネータの発生電力から作動中の電装品の電装品総消費電力を差し引いた余裕電力を越えないため、電源に負担を与えることがない。
【００２２】
さらに、請求項４に記載の発明では、貯蓄時持出判定処理を行い、余裕電力が電気ヒータの発熱駆動に不足している場合であっても、貯蓄電力が存在する場合は、電源からの電力の持ち出しを可能とする。したがって、電力不足時であっても、貯蓄電力を使って可能な限り電気ヒータを発熱駆動させ、電力ならびに電気ヒータを無駄なく効率的に活用することが可能となる。
しかも、貯蓄電力は、余裕電力から電装品総消費電力およびヒータ消費電力を差し引いて残った電力を積算したもので、エンジン始動後に電源に蓄積された電力に相当するものであるから、放電により減少している可能性も低く、電源から持出して使用しても、電源に負担を与えないようにすることができる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明では、貯蓄電力を使用する際に、電気ヒータにおけるユニット駆動数を増加させないため、ユニット駆動数を増加させて、電源に与える負担が大きくなるのを抑えることができる。
しかも、前回電気ヒータを駆動させていたのに余裕電力の不足から電気ヒータの駆動を停止させる機会を抑え、可能な限り電気ヒータを連続的に駆動させることができる。これにより、いっそうの電気ヒータの効率的な活用を図ることができ、かつ、利用者に違和感を与えることを抑えることができる。
【００２４】
さらに、請求項６に記載の発明では、エンジン始動後のあらかじめ設定された冷間時間には、余裕電力がヒータ消費電力に満たない場合であっても、電気ヒータの発熱駆動を許可する冷間持出判定処理を実行する。
すなわち、エンジン始動直後は、エンジン冷却水温度が低く、電気ヒータの発熱要求度が高い。そこで、この冷間時間には、ある程度の電源からの電力の持ち出しを許可し、電気ヒータによる加熱をできるだけ優先させ、空調ユニットの暖房性能を確保する。
さらに、この冷間持出判定処理を実行する時間を、エンジン始動後のあらかじめ設定された冷間時間内に制限することで、電源に過負荷がかかるのを防止することができる。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明では、冷間時間が経過するまでの間、余裕電力に補正値を加算させて余裕電力の嵩上げを行う。これにより、電気ヒータの駆動判定時に余裕電力とヒータ消費電力とを比較する際に、補正値による嵩上げの分だけ電気ヒータの駆動が許可されやすくなる。
このように、余裕電力に補正値を加えるだけの簡単な処理により、上記冷間持出判定処理を行うことができる。
また、請求項８に記載の発明では、ブロワファンが駆動していない空調ユニットの非空調制御時に、無駄に電気ヒータを駆動させること、バッテリ電圧が低い場合に、電気ヒータを駆動させて電源に過負荷を与えること、外気温度が高く、空調ユニットの発熱量を高くする必要のない状態で無駄に電気ヒータを駆動させること、エンジンコントロールユニットにおいて電気的な変動が生じて欲しくない状態で、電気ヒータを発熱駆動させることでエンジンコントロールに電気的な変動を与えること、の少なくとも１つを防止することができる。
【００２６】
さらに、請求項９に記載の発明では、電気ヒータを駆動させる際には、エンジンのアイドル回転数を上昇させるため、オルタネータの発電量を増加させ、電源への負荷をより抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施の形態１）
以下に、図１〜図９に基づいて、この発明の最良の実施の形態１の電気ヒータ制御装置について説明する。
【００２８】
この実施の形態１の電気ヒータ制御装置は、図２に示す車両用空調装置ＡＣに適用されており、この車両用空調装置ＡＣは、空調ユニット１０と、その作動を制御する空調コントロールユニット２０とを備えている。
この空調ユニット１０は、ユニットハウジング１の空気取入口１ａ側から順にブロワファン１２、エバポレータ１３、ヒータコア１４を備えている。
【００２９】
また、ヒータコア１４の近傍には、エアミックスドア１５が設けられている。このエアミックスドア１５の開度を調節することで、エバポレータ１３を通過した冷気と、ヒータコア１４を通過した暖気との混合割合を任意に調節し、各吹出口１ｂ，１ｃ，１ｄからの吹出空気温度を調節可能となっている。
【００３０】
また、ヒータコア１４には、通電により発熱する電気ヒータ１６が並設されている。この電気ヒータ１６は、図１に示すように、２つのＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを備えている。なお、これらＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂは、図示を省略した複数のＰＴＣ素子を備え、これらの素子に通電することで発熱する。
【００３１】
空調コントロールユニット２０は、図１に示す温度環境検出センサ群２１から得られる情報に基づいて、空調ユニット１０の運転を制御して、設定スイッチ２２により設定された車室内環境を形成する空調制御を実行する。なお、温度環境検出センサ群２１は、車室の温度に関する情報を検出するセンサ群であって、例えば、車室温度を検出するセンサや、日射量を検出するセンサや、吹出空気温度を検出するセンサなどの空調制御に必要な周知のセンサが含まれているものとするが、本実施例１では、電気ヒータ１６の後述する制御に必要なセンサとして、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ２１ａ、および車外の気温を検出する外気温度センサ２１ｂが含まれている。
【００３２】
さらに、空調コントロールユニット２０は、空調ユニット１０の電気ヒータ１６への通電の制御を行うのにあたり、ＣＡＮ通信システム３０を介して図外のエンジンの回転数を示すエンジン回転数信号ａ、後述の電装品状態信号ｂ、バッテリ４０の電圧を示すバッテリ電圧信号ｃが入力される。
【００３３】
ＣＡＮ通信システム３０は、車両に搭載された情報を送る既存のバスシステムであり、もともと図外の車両のパワートレイン系の制御や、照明などのボディ系の制御などを実行する図外のメインコントロールユニットに少ないラインで多くの情報を送るために設けられたものである。そして、本実施例１では、もともとＣＡＮ通信システム３０でやり取りされている信号の中から、電気ヒータ１６の制御に必要な情報を空調コントロールユニット２０にも送るようにした。
【００３４】
電装品状態信号ｂは、車載された各種電装品の駆動状態を示す信号であって、本実施例１では、ヘッドライトおよびウインカーランプを含む各種ランプ、ワイパー、リアデフロスタ、エンジン駆動系、エンジンファンなどの電気ヒータ１６以外の車載の全ての電装品の作動状態を示す信号が含まれている。
【００３５】
次に、空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御について、図３および図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
この制御は、イグニッションスイッチＩＧＮをＯＮとすることで開始される。
ステップＳ１〜Ｓ３では、イグニッションスイッチＩＧＮがＯＦＦからＯＮに切り替わった時点からヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃ、つまり、時間を計測する処理を行う。
【００３７】
すなわち、ステップＳ１では、イグニッションスイッチＩＧＮが今回ＯＦＦからＯＮに切り替わったか否か判定し、今回ＯＮに切り替わった場合には、ステップＳ２に進み、それ以外はステップＳ３に進む。
【００３８】
ステップＳ２では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃを０にリセットし、一方、ステップＳ３では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃをカウントアップする。
【００３９】
次に、ステップＳ４〜Ｓ９では、図外のオルタネータの発電量から現在の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて余裕電力Ｐｃを算出する処理を行う。
【００４０】
まず、ステップＳ４において、ＣＡＮ通信システム３０を介して得られる現在のエンジン回転数からオルタネータの発電量Ｐｍｎを算出する。この発電量Ｐｍｎの算出は、あらかじめ空調コントロールユニット２０に記憶されている図５に示すエンジン回転数に対するオルタネータの発電量のマップに基づいて行う。なお、図示のように、マップには、エンジン回転数の上昇時と下降時とでヒステリシスが与えられている。
【００４１】
ステップＳ５は、冷間時持ち出し処理に用いる補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを求める。この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、後述するエンジンの始動直後のあらかじめ設定された冷間時間Ｎｓｅｃ（この冷間時間Ｎｓｅｃは、本実施の形態１では、３００秒とする）に限り、バッテリ４０からの電力の持ち出しを許すために設定された値であって、図６に示すようにエンジン回転数に応じて、３段階に設定されている。
【００４２】
続くステップＳ６では、電気ヒータ１６を除いた全ての車載電装品の消費電力である電装品総消費電力Ｐｔを算出する。この電装品総消費電力Ｐｔは、全ての電装品についてそれぞれの作動状態に応じた消費電力をあらかじめ記憶しておき、電装品状態信号ｂから得られる各電装品の作動情報に基づいて、各作動中の電装品の消費電力を求め、これらを全て合計することで算出することができる。
【００４３】
ステップＳ７〜Ｓ９において余裕電力Ｐｃを算出する。この余裕電力Ｐｃは、基本的には、オルタネータの発電量Ｐｍｎから現時点の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて得られる余りの電力であるが、エンジン始動直後の冷間時間Ｎｓｅｃが経過するまでは、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算する。この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、バッテリ４０からの電力の持ち出し分に相当し、バッテリ４０の負担とならない値に設定されている。
【００４４】
すなわち、ステップＳ７では、ヒータタイマのカウント値Ｔｐｔｃがあらかじめ設定されている冷間時間Ｎｓｅｃ未満であるか否か判定し、冷間時間Ｎｓｅｃ未満の場合、ステップＳ８に進み、冷間時間Ｎｓｅｃを越えている場合には、ステップＳ９に進む。
【００４５】
この冷間時間Ｎｓｅｃが経過した後に進むステップＳ９では、発電量Ｐｍｎから電装品総消費電力Ｐｔを差し引く。一方、冷間時間Ｎｓｅｃ未満の場合に進むステップＳ８では、発電量Ｐｍｎから電装品総消費電力Ｐｔを差し引き、これに始動時持ち出し補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算する補正処理を実行する。
【００４６】
このように、冷間時間Ｎｓｅｃが経過した後は、オルタネータの発電量Ｐｍｎから現時点の電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて余る電力が余裕電力Ｐｃとなるが、エンジン始動直後の冷間時間Ｎｓｅｃが経過するまでは、バッテリ４０からの電力の持ち出しを許容した電力が余裕電力Ｐｃとなる。
【００４７】
続くステップＳ１０では、貯蓄電力Ｐｏを算出する。この貯蓄電力Ｐｏは、オルタネータにおける発電量Ｐｍｎのうちで電装品および電気ヒータ１６に消費されずにバッテリ４０に充電される電力Ｐｂを積算したものである。
【００４８】
具体的には、貯蓄電力Ｐｏは、今回得られた余裕電力Ｐｃに前回までの充電分の電力Ｐｂの積算値Ｐｂ∫を加算して求める。また、前回までの積算値Ｐｂ∫は、前回の余裕電力Ｐｃから電気ヒータ１６における消費電力Ｐｐｔｃを差し引いた値を積算して求める。
【００４９】
次に、ステップＳ１１〜Ｓ１４では、電気ヒータ１６の駆動禁止条件を判定する判定処理を実行する。
【００５０】
この判定処理として、まず、ステップＳ１１において、空調ユニット１０のブロワファン１２がＯＦＦであるか否か判定し、ＯＦＦすなわち空調ユニット１０が作動していない場合には、電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、ブロワファン１２がＯＮの場合には、次のステップＳ１２の判定処理に進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、バッテリ電圧Ｖｎがあらかじめ設定された下限電圧Ｖｓ未満であるか否か判定し、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓ未満の場合には、バッテリ４０が老朽化して負担が大きすぎるとして電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓ以上であれば、バッテリ４０の耐久性に問題が無いとして、次のステップＳ１３の判定処理に進む。なお、この下限電圧Ｖｓは、本実施例では、１２Ｖ未満の電圧に設定されており、かつ、本実施例１では、図７に示すように、下限電圧Ｖｓよりも高電圧側から低電圧側に移行する場合と、低電圧側から高電圧側に移行する場合と、でヒステリシスが与えられており、図示のＶｓ（１）とＶｓ（２）の２種類の値が設定されている。
【００５２】
ステップＳ１３では、外気温度Ｔａがあらかじめ設定された寒冷判定温度Ｔｓ未満か否か判定し、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓ以上の場合には、電気ヒータ１６の発熱を必要とするほど寒冷な環境ではないとして、電気ヒータ１６の作動を禁止すべくステップＳ２６に進む。一方、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓ未満の場合は、次のステップＳ１４の判定処理に進む。なお、本実施の形態１では、図８に示すように、寒冷判定温度Ｔｓにヒステリシスが与えられている。
【００５３】
ステップＳ１４では、ＣＡＮ通信システム３０からの入力に基づいて図外のメインコントロールユニットの変動カット状態であるか否かの判定を行う。すなわち、車載の電装品を駆動させた際に、制御に悪影響を与えるノイズなどが発生する場合がある。そこで、図外のメインコントロールユニットは、制御の状態により、他の制御作動を許可する許可モードと、他の制御作動について前回値を維持する作動を許す保持モードと、他の制御作動を禁止する禁止モードと、を有している。
【００５４】
そこで、ステップＳ１４では、図外のメインコントロールユニットのモードに応じ、保持モードの場合には、以後の今回の判定をキャンセルし前回値を保持したまま今回の流れを終える。また、禁止モードの場合には、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦにする。また、許可モードの場合には、ステップＳ１５に進む。
【００５５】
次のステップＳ１５〜Ｓ２７では、電気ヒータ１６における発熱量を求め、その結果に基づいて電気ヒータ１６の駆動を制御する。
【００５６】
まず、ステップＳ１５において、冷却水温度Ｔｗと外気温度Ｔａとに基づいて、電気ヒータ１６の発熱量に相当する電気ヒータ１６の各ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの通電個数Ｎｔを演算する。
【００５７】
本実施例１では、この通電個数Ｎｔは、あらかじめ記憶されている下記の式１で求めた熱量比Ｃと、図９に示すマップとにより求める。
【００５８】
熱量比Ｃは、空調ユニット１０のヒータコア１４に加熱補助を与える必要度を１〜０の値で示すものである。そして、式１は、冷却水温度Ｔｗおよび外気温度Ｔａが低いほど熱量比Ｃが１に近づき、冷却水温度Ｔｗおよび外気温度Ｔａが高いほど熱量比Ｃが０に近づくように設定されている。
Ｃ＝（５０−Ｔａ）／（Ｔｗ−Ｔａ）  ・・・・式１
【００５９】
また、図９に示すマップは、熱量比Ｃに応じて通電個数Ｎｔを０，１，２のいずれかに決定するよう設定されたマップであり、熱量比Ｃが大きいほど通電個数Ｎｔが大きくなるように設定されている。なお、熱量比Ｃの増加時と減少時とで、減少時の方が増加時よりも通電個数Ｎｔが多くなるようにヒステリシスが与えられている。
【００６０】
ステップＳ１６では、通電個数Ｎｔが２であるか否か判定し、通電個数Ｎｔ＝２の場合は、ステップＳ１７に進み、通電個数Ｎｔが２未満の場合には、ステップＳ２１に進む。
【００６１】
通電個数Ｎｔ＝２の場合に進むステップＳ１７〜Ｓ２０では、余裕電力Ｐｃに応じて電気ヒータ１６のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電させる処理を行う。
【００６２】
すなわち、ステップＳ１７では、余裕電力Ｐｃが２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させるのに必要な電力である２個駆動電力（消費電力）Ｗ２以上であるか否か判定し、余裕電力Ｐｃが２個駆動電力Ｗ２以上であれば、ステップＳ１８に進む。そして、ステップＳ１８において、２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させ、かつ、図外のエンジンの駆動を制御するコントロールユニットに向けてエンジンのアイドリング回転数の上昇を要求するアイドルアップ要求信号をＣＡＮ通信システム３０により出力する。
【００６３】
一方、ステップＳ１７において、余裕電力Ｐｃが２個駆動電力Ｗ２を下回っている場合、発熱駆動させるユニット個数を減らす処理に進むが、その前に、バッテリ４０から電力を持ち出して２個駆動させるか否かの貯蓄時持出判定処理を行う。この貯蓄時持出判定処理は、バッテリ４０に貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、これを持ち出して電気ヒータ１６を発熱駆動させる処理である。
【００６４】
すなわち、ステップＳ１９では、前回の処理における電気ヒータ１６の駆動ユニット数が２個であるか否かを判定し、ＮＯすなわち前回の駆動ユニット数が２未満の場合には、後述するステップＳ２２の駆動ユニット数を１個とする駆動判定処理に進む。
【００６５】
一方、前回の処理において駆動ユニット数が２個の場合には、ステップＳ２０に進み、貯蓄電力Ｐｏが存在しているか否かを判定し、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、ステップＳ１８に進んで、２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂを発熱駆動させる。
【００６６】
次に、ステップＳ１６において、ＮＯと判定されて進むステップＳ２１では、通電個数Ｎｔ＝１であるか否か判定し、通電個数Ｎｔ＝１であれば、ステップＳ２２に進み、通電個数Ｎｔ≠１の場合は、Ｎｔ＝０であるので、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。
【００６７】
ステップＳ２２では、余裕電力ＰｃがＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を発熱駆動させるのに必要な電力である１個駆動電力Ｗ１以上であるか否か判定し、余裕電力Ｐｃが１個駆動電力Ｗ１以上であれば、ステップＳ２３に進む。そして、ステップＳ２３において、ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの一方を発熱駆動し、かつ、アイドルアップ要求信号をＣＡＮ通信システム３０により出力する。
【００６８】
一方、ステップＳ２２において、余裕電力Ｐｃが１個駆動電力Ｗ１未満である場合、ステップＳ２４，Ｓ２５により前述したステップＳ１９，Ｓ２０と同様に貯蓄時持出判定処理を行う。ここでは、ステップＳ２４において、前回の駆動ユニット数が１以上であるか判定し、１以上であればステップＳ２５に進んで、貯蓄電力Ｐｏが存在するか否か判定し、両ステップＳ２４，Ｓ２５の両方でＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２３に進んで、ＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの一方を発熱駆動させる。一方、両ステップＳ２４，２５のいずれかでＮＯと判定されれば、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。
【００６９】
次に、実施例１の作用を説明する。
空調コントロールユニット２０では、エンジン回転数に基づいて常にその時点のオルタネータの発電量Ｐｍｎを算出し（ステップＳ４）、かつ、その時点の電気ヒータ１６を除く全ての車載電装品による電装品総消費電力Ｐｔを算出し（ステップＳ６）、車載電装品で消費されずに余る余裕電力Ｐｃを算出する（ステップＳ８，Ｓ９）。
【００７０】
なお、余裕電力Ｐｃは、エンジンの始動後３００ｓｅｃが経過するまでの冷間時間Ｎｓｅｃの間は、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算して、実際に余っている電力よりも大きな値としている。
【００７１】
そして、余裕電力Ｐｃに基づいて電気ヒータ１６の駆動を制御するが、本実施の形態１では、この余裕電力Ｐｃに基づく判定の前に、あらかじめ設定された駆動禁止状態にないかを判定する（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。
【００７２】
ここで、ブロワファン１２が停止されており送風の加熱が不要である状態と、バッテリ電圧Ｖｎが下限電圧Ｖｓよりも低くバッテリ４０に負担をかけられない状態と、外気温度Ｔａが寒冷判定温度Ｔｓよりも高く電気ヒータ１６による送風の加熱が不要である状態と、図外のメインコントロールユニットが制御を禁止している状態と、のいずれかの駆動禁止状態のときには、ステップＳ１５〜Ｓ２５の駆動判定を行うことなく、ステップＳ２６に進んで、電気ヒータ１６をＯＦＦとする。
【００７３】
なお、メインコントロールユニットが前回値保持の状態には、ステップＳ１５〜Ｓ２５の駆動判定を行うことなく、電気ヒータ１６を前回と同一の状態に保持する。
【００７４】
一方、上記駆動禁止条件および前回値保持条件に含まれない場合には、ステップＳ１５〜Ｓ２５の余裕電力Ｐｃに基づく駆動判定を行う。
【００７５】
この駆動判定では、まず、ステップＳ１５において、外気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとに基づいて、電気ヒータ１６の２個のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂへの通電個数Ｎｔを算出する。この場合、外気温度Ｔａと冷却水温度Ｔｗとが低いほど通電個数Ｎｔが多く算出される。また、冷却水温度Ｔｗが十分に高ければ、外気温度Ｔａが低くても通電個数Ｎｔが少なく算出され、同様に、外気温度Ｔａが高ければ冷却水温度Ｔｗが低くても通電個数Ｎｔが少なく算出される。
【００７６】
そして、余裕電力Ｐｃが、算出された通電個数Ｎｔに通電するのに必要な電力（１個駆動電力Ｗ１あるいは２個駆動電力Ｗ２）を有している場合には、その通電個数Ｎｔに応じた数のＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電する（ステップＳ１６→Ｓ１７→Ｓ１８の流れ、あるいはＳ１６→ＳＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３の流れ）。
【００７７】
また、余裕電力Ｐｃが、算出された通電個数Ｎｔに通電するのに必要な電力に満たない場合でも、今回の通電個数Ｎｔが前回の通電個数以下であり、かつ、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合（０以上の場合）には、通電個数ＮｔのＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂに通電する。
【００７８】
これを、通電個数Ｎｔ＝１の場合を例に説明すると、通電個数Ｎｔ＝１の場合にはステップＳ１６→Ｓ２１→Ｓ２２と進み、ここで、余裕電力ＰｃがＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を駆動させる１個駆動電力Ｗ１に満たない場合、ステップＳ２４に進み、前回の通電個数Ｎｔ（ｎ−１）が１または２であるか判定し、前回の通電個数Ｎｔ（ｎ−１）である場合には、さらに、ステップＳ２５に進んで、貯蓄電力Ｐｏが存在するか判定し、両ステップＳ２４，Ｓ２５でＹＥＳの場合には、ステップＳ２３に進んでＰＴＣユニット１６ａ，１６ｂの１個を駆動させる。
【００７９】
この場合、電気ヒータ１６を含む全電装品の消費電力（Ｐｔ＋Ｗ１）が、オルタネータの発電量Ｐｍｎを上回るが、バッテリ４０には、積算値Ｐｂ∫分の電力が充電されているので、バッテリ４０からある程度電力を持出しても電力に余裕があり、バッテリ４０に過負荷を与えることはない。
【００８０】
なお、通電個数Ｎｔ＝２の場合も、ステップＳ１９，Ｓ２０により、前回の通電個数Ｎｔ（ｎ−１）＝２の場合であって、貯蓄電力Ｐｏが存在する場合には、余裕電力Ｐｃが電気ヒータ１６の消費電力（ｗ２）を下回っている場合でも、電気ヒータ１６を駆動させる。
【００８１】
さらに、エンジンを始動させた後に、冷間時間Ｎｓｅｃ（本実施の形態１では３００ｓｅｃ）が経過するまでは、余裕電力Ｐｃには、補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏが加算されている。したがって、エンジン始動直後には、実際の発電量Ｐｍｎが、実際の消費電力（電装品総消費電力Ｐｔに電気ヒータ１６の消費電力Ｗ１，Ｗ２を加算したもの）を下回っていても、電気ヒータ１６が発熱駆動される機会が増える。
【００８２】
以上説明してきたように、本実施の形態１では、電気ヒータ１６を発熱駆動させる電力的な余裕である余裕電力Ｐｃを求めるのにあたり、もともとＣＡＮ通信システム３０で送られていたエンジン回転数信号ａに基づいてオルタネータにおける発電量Ｐｍｎを算出し（ステップＳ４）、そこから、電気ヒータ１６以外の全ての電装品による電装品総消費電力Ｐｔを差し引いて求めるようにした（ステップＳ９）。
【００８３】
したがって、この余裕電力Ｐｃを求めるのに、電流計などの検出機器が不要であり、構成の簡略化を図ることができる。特に、電気自動車やハイブリッド車などの推進装置としてモータを有した車両と違ってもともと電流計を備えていないエンジンのみを駆動源とする車両にも、検出機器を追加すること無しに適用することができ、汎用性にも優れる。
【００８４】
また、実施の形態実施例１では、ステップＳ１１〜Ｓ１４により、電気ヒータに通電を行う前に、ブロワファン１２が駆動しているか否か、バッテリ電圧Ｖｎが低過ぎないか否か、外気温度Ｔａが暖房を必要とするほど低いか否か、メインコントロールユニットにおいて、電気的な変動を排除するモードに入っているか否か、を判定し、これらの条件を満足するときのみ、電気ヒータ１６の発熱駆動を行うか否かの判定を行うようにした。
【００８５】
このため、無駄な電気ヒータ１６の発熱駆動を排除することができ、かつ、メインコントロールユニットへの悪影響を排除することができる。
【００８６】
また、実施例１では、電気ヒータ１６を発熱駆動させるにあたり、発熱駆動させるユニット数（通電個数Ｎｔ）に応じた余裕電力Ｐｃの有無を判定するようにしたため、過剰に電気ヒータ１６を発熱駆動させることを防止して、バッテリ４０に負担をかけるのを防止することができる。
【００８７】
加えて、この電気ヒータ１６の駆動判定にあたり、余裕電力Ｐｃが十分に存在しない場合であっても、既に電気ヒータ１６を発熱駆動させている場合には、通電個数Ｎｔを増加させない場合に限って、かつ、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合には、発熱駆動させるようにした（ステップＳ１７→Ｓ１９→Ｓ２０→Ｓ１８およびステップＳ２２→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２３）。
【００８８】
このため、その時点の余裕電力Ｐｃが十分でない場合であっても、バッテリ４０から電力を持ち出して電気ヒータ１６を発熱させることができる。したがって、無駄なく電力を使えることができる。しかも、バッテリ４０から電力を持ち出すのは、貯蓄電力Ｐｏが存在している場合であるので、バッテリ４０に負担をかけることもない。
【００８９】
さらに、エンジン始動後、冷間時間Ｎｓｅｃ（本実施の形態１では３００ｓｅｃ）が経過するまでは、余裕電力Ｐｃに補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算するようにした。したがって、エンジン始動直後には、実際の発電量Ｐｍｎが、実際の消費電力（電装品総消費電力Ｐｔに電気ヒータ１６の消費電力Ｗ１，Ｗ２を加算したもの）を下回っていても、電気ヒータ１６が発熱駆動される機会が増える。これにより、エンジン始動直後の暖房能力を高めることができる。しかも、このバッテリ４０からの持出時間は、エンジンの始動からＮｔｓｅｃに限っているので、バッテリ４０へ与える負担を抑えることができる。
【００９０】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００９１】
すなわち、実施の形態１では、制御対象となる電気ヒータとして空調ユニット１０に適用された電気ヒータ１６を例として示したが、これに限定されず、車載の電気ヒータであれば、例えば、座席を暖めるシートヒータなど他の電気ヒータの制御にも適用することができる。
【００９２】
また、実施の形態１では、貯蓄時持出処理と冷間時持出処理の両持出処理を実行するようにした例を示したが、いずれか一方のみを実行するようにしてもよい。
【００９３】
さらに、実施の形態１では、貯蓄時持出処理を実行するにあたり、ステップＳ２０，Ｓ２５において、貯蓄電力Ｐｏ≧０場合に電気ヒータ１６を発熱駆動させるようにしたが、これに限定されず、貯蓄電力Ｐｏがあらかじめ設定された設定値Ｐｓ以上の場合に、電気ヒータ１６を発熱駆動させるようにしてもよい。このようにすれば、よりバッテリ４０を保護することができる。加えて、バッテリ４０保護の観点から、この貯蓄時持出処理を実行する時間に制限を与えるようにしてもよい。
【００９４】
また、実施の形態１では、冷間時持出処理を実行する冷間時間Ｎｓｅｃとして３００ｓｅｃを示したが、この時間は、これに限定されず、エンジン冷却水の上昇特性に応じて適宜設定することができる。
【００９５】
さらに、実施の形態１では、冷間時持出処理の際には、余裕電力Ｐｃに補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏを加算させるようにし、この補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏは、エンジン回転数に応じた変数としたが、一定の値を用いたり、あるいは、時間の経過とともに低下する変数を用いたりすることもできる。
【００９６】
また、実施の形態１では、電気ヒータ１６として、２つのＰＴＣユニット（発熱ユニット）１６ａ，１６ｂを有したものを示したが、３以上のＰＴＣユニットを備えたものを用いてもよい。また、発熱ユニットとして、ＰＴＣ素子を有したユニット以外のものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態１の電気ヒータ制御装置を適用した車両用空調装置ＡＣにおける空調コントロールユニット２０を示すブロック図である。
【図２】前記車両用空調装置ＡＣの構成を示す概略図である。
【図３】前記空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御を示すフローチャートである。
【図４】前記空調コントロールユニット２０が行う電気ヒータ１６の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１で用いるエンジン回転数に対するオルタネータの発電量Ｐｍｎの特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１で用いる冷間時持出判定処理に用いる補正値Ｐａ＿ｔａｃｈｏの特性図である。
【図７】本発明の実施の形態１で用いる下限電圧Ｖｓの特性図である。
【図８】本発明の実施の形態１で用いる寒冷判定温度Ｔｓの特性図である。
【図９】本発明の実施の形態１で用いる熱量比ＣとＰＴＣユニットへの通電個数との特性図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０   空調ユニット
１２   ブロワファン
１６   電気ヒータ
１６ａ ＰＴＣユニット（発熱ユニット）
１６ｂ ＰＴＣユニット（発熱ユニット）
２０   空調コントロールユニット
３０   ＣＡＮ通信システム
４０    バッテリ
ＡＣ   車両用空調装置
【図１】
2007326430.tif 000003
【図２】
2007326430.tif 000004
【図３】
2007326430.tif 000005
【図４】
2007326430.tif 000006
【図５】
2007326430.tif 000007
【図６】
2007326430.tif 000008
【図７】
2007326430.tif 000009
【図８】
2007326430.tif 000010
【図９】
2007326430.tif 000011