(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車内で給電される種々の部材に対する電力分配装置において、
主電力バスから給電される電力入力部と、
電力出力部と、
電力入力部と電力出力部とに接続され、電力出力部に接続された保護電力バスを介して、前記種々の部材に保護電圧を印加する電圧調整保護及びフィルタアッセンブリと
を備え、
前記装置はさらに、
第１の情報バスに接続された情報入力部と、
前記種々の部材用の第２の情報バスに接続された情報出力部と、
前記第１の情報バス及び前記第２の情報バスの一方により送られる前記種々の部材に関連する情報を、前記第１の情報バス及び前記第２の情報バスの他方へ伝送するモニタ回路とを備え、
前記モニタ回路は、前記第２の情報バス上の特定の情報を介して前記種々の部材にアドレスされた順で、前記種々の部材に供給できる電力を必要に応じて経時的に分配することができる電力分配手段を備えることを特徴とする電力分配装置。
【請求項２】
モータ駆動型ファンユニットと、電圧供給手段に接続された種々の部材とを備える自動車の空調装置において、
前記モータ駆動型ファンユニットは、請求項１に記載の電力分配装置を備えていることを特徴とする自動車の空調装置。
【請求項３】
前記電力分配装置を、モータ駆動型ファンユニットのモータ制御モジュール内に設けてなる、請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
電力分配装置に、モータ駆動型ファンユニットのモータ制御モジュールのフィルタ回路によりろ波された電圧を印加するようになっている、請求項３に記載の空調装置。
【請求項５】
モータ駆動型ファンユニットと、電圧供給手段に接続された種々の部材とを備える自動車の空調装置において、
前記モータ駆動型ファンユニットは、請求項１に記載の電力分配装置を備えており、前記電力分配装置は、前記モータ駆動型ファンユニット内に設置されたモータ制御モジュール内に設置されていることを特徴とする自動車の空調装置。
【請求項６】
モータ駆動型ファンユニットと、電圧供給手段に接続された種々の部材とを備える自動車の空調装置において、
前記モータ駆動型ファンユニットは、請求項１に記載の電力分配装置を備えており、前記電力分配装置は、前記空調装置のコントロールパネル内に設置されている自動車の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車における給電される諸部材、より詳しく言うと、限定的ではないが、空調装置における諸部材に対する電力分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の空調装置は、空気流を発生するモータ駆動型ファンユニットに加えて、エネルギー（電力）が供給されて動作する部材、例えば、空気を混合するアクチュエータ、空気流分配フラップ、空調用の制御パネル、温度プローブのセンサ等の種々の部材を備えている。
【０００３】
通常、空調装置におけるモータ駆動型ファン、及びその他の部材には、バッテリの電圧が印加される主電力バスから給電される。
【０００４】
各部材には、次の処理を実行する回路が接続されている。
−主電力バスに存在する電気的「汚染」をろ波し、かつ、保護する。
−論理制御回路や、ステップモータ、例えば空気流分配フラップが接続されたアクチュエータの巻線に電圧を印加するインタフェースのようなアナログインタフェースに、１つまたは複数の調整電圧を印加する。
【０００５】
電気的「汚染」には、車両内で発生するパルス、一時的波動、過電圧、中断、電磁妨害雑音、突発的な極性反転、変動等がある。
【０００６】
また、論理回路に調整電圧を印加する場合には、１２Ｖや２４Ｖ、将来的には４２Ｖにもなる電圧を５Ｖ以下に変換して、各部材に供給しなければならない。
【０００７】
上述した状況下において、電圧調整保護及びフィルタ回路が満足する機能を安価に実現できたとしても、かなりの熱損失が生じる。空調装置を高度化するためには、給電される部材の数を増やす必要がある。電圧調整保護及びフィルタ回路の全体的なコストは、無視できないものとなり、空調装置が冷却モードで動作している時には、その全熱損失量は、利用可能な冷却能力に影響を及ぼす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した欠点を解消することである。そのため、本発明は、空調装置における諸部材、より一般的には、自動車内で給電される諸部材に対する電力分配ユニットを提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
電力分配ユニットは、主電力バスから給電される電力入力部と、電力出力部と、電力入力部と電力出力部とに接続され、電力出力部に接続された保護電力バスを介して、空調装置における諸部材に保護電圧を印加する電圧調整保護及びフィルタアッセンブリを備えている。
【００１０】
これにより、保護電力バスに接続された種々の部材に供給される電力を処理する電子回路を、論理回路またはアナログインタフェースへ供給される電圧の降圧回路及び調整回路に縮小することができる。
【００１１】
本発明の電力分配ユニットは、第１の情報バスに接続された情報入力部と、前記部材に接続されている第２の情報バスに接続された情報出力部と、前記情報バスの一方により送られる前記部材に関連する情報を、前記情報バスの他方へ伝送するモニタ回路とをさらに備えている。
【００１２】
上述した構成とすることにより、電力分配ユニットは、車両の電力バスと情報バスとの間で、また、電力バスと他の情報バスとの間で、電力ゲートウェイ及び情報ゲートウェイを形成している。
【００１３】
調整回路は、情報バスを介して、各部材にアドレスされた順で、時間をずらして電力を分配する手段を備えているのが好ましい。
【００１４】
このようにして、供給される電力を常に制限し、電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ、及び、保護電力バスの寸法を小さくした電力分配ユニットを実現することができる。
【００１５】
また、本発明による自動車の空調装置は、モータ駆動型ファンユニットと電圧供給手段に接続された部材とを備え、上述した電力分配ユニットと、電力分配ユニットの電力出力部に接続され、前記部材に給電する保護電力バスとを備えている。
【００１６】
電力分配ユニットは、モータ駆動型ファンユニット内に設置することが可能であり、さら具体的には、モータ駆動型ファンユニットのモータ制御モジュール内に設置することが可能である。そして、予めろ波された電圧を、電力入力部からモータ駆動型ファンに印加することができる。
【００１７】
より詳細には、電力分配ユニットがモータ駆動型ファンユニット内に設置されることにより、電力分配ユニットはモータ駆動型ファンユニットのモータ制御モジュールのフィルタ回路からろ波された電圧を受けることができ、同時に、放熱された熱が、モータ駆動型ファンユニットが発生した空気流を利用して除去されるという利点も有している。
【００１８】
しかし、電力分配ユニットを、空調装置のコントロールパネル内や、独立したモジュールとして設けることもできる。
【００１９】
次に、本発明の非限定的な実施例を、図面を用いて説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車の空調装置の種々の部材、すなわち、空気流を発生させるためのモータ駆動型ファンユニット（１００）、空気流分配フラップを制御するための一連のアクチュエータ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）、空調を制御するためのコントロールパネル（１４）、並びに温度センサ、日射センサ等の１個または複数のセンサ（１６）を備える空調装置のブロック図である。
【００２１】
モータ駆動型ファンユニット（１００）は、タービンを駆動するためのモータ（１０）と、モータ駆動型ファンユニット（１００）への所望の空気流量の関数として、モータ（１０）を可変の回転速度で駆動させることができるモータ制御モジュール（６０）とを備えている。
【００２２】
モータ制御モジュール（６０）は、当業者に公知である一連の電気回路（５０）が設けられたプリント回路カードを備えており、モータ（１０）の速度をモニタできるようになっている。
【００２３】
プリント回路カードは、公知の要領で、ラジエータ（図示しない）と熱的に連結されている。
【００２４】
これらの回路において、電気回路（５０）は、車両のバッテリ電圧が印加され、公知の要領で、過電圧をろ波して保護するフィルタ回路（１１）を備えている。また、電気回路（５０）は、モータ（１０）へ供給される電力を、公知の要領で処理する回路、すなわちマイクロコントローラ（１４）を備えている。
【００２５】
アクチュエータ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）は、ステップモータである。簡略化のために、図１では、アクチュエータを３つだけ示してあるが、その数を増やすこともある。
【００２６】
空調装置が作動するのに必要な電力は、車両のバッテリに接続された一対の導線からなる主電力バス（１８）により供給される。
【００２７】
本発明によれば、主電力バス（１８）は、モータ駆動型ファンユニット（１０）と電力分配ユニット（２０）とに電力を供給する。電力分配ユニット（２０）は、空調装置の各部材に給電する保護電力バス（２２）に、調整保護電力を供給する。
【００２８】
そのため、各部材に対して、電圧保護及びフィルタ手段を設けなくても済むようになる。論理電圧またはアナログ電圧レベルを必要な値とするために、電圧調整回路が必要となることもある。
【００２９】
上述した実施例において、電力分配ユニット（２０）は、空調装置の第１の情報バス（２４）と、第２の情報バス（２６）とのインタフェースとなっている。情報バス（２６）は、アドレス指定により、アクチュエータ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）、コントロールパネル（１４）及びセンサ（１６）に対して、例えば、空気流分配フラップ用の位置情報を送ったり、コントロールパネル（１４）の状態を示す情報や、センサからの測定値または空気流分配フラップの実際の位置情報が送られるようになっている。
【００３０】
車両の空調装置の各部材を共通バスに接続し、中央ユニット（図示しない）とデータリンクさせることは公知である。実施例では、情報バス（２４）を、車両の種々の機能的な部材に関する情報が送られる一般的なバスとしたり、情報バス（２６）とは異なる、空調装置用のバスとすることができる。
【００３１】
図２は、電力分配ユニット（２０）のブロック図である。
【００３２】
電力分配ユニット（２０）は、主電力バス（１８）に接続された電力入力部（３２）を有する電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）と、保護電力バス（２２）に接続された電力出力部（３４）とを備えている。また、電力分配ユニット（２０）は、情報バス（２４）に接続された第１のバスインタフェース（４２）と情報バス（２６）に接続された第２のバスインタフェース（４４）とに接続されたモニタ回路であるマイクロコントローラ（４０）を備えている。
【００３３】
電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）は、従来の通りの構成である。その一例の概略を、図３を用いて説明する。
【００３４】
電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）は、入力電圧保護及びフィルタ回路（３１０）、電圧調整回路（３２０）、電流保護回路（３３０）及び出力フィルタ回路（３４０）を備えている。
【００３５】
入力電圧保護及びフィルタ回路（３１０）には、電力入力部（３２）に接続された主電力バス（１８）からの電圧が印加され、公知のように、ＬＣ回路及びダイオードにより、過電圧及び過渡電圧に対するろ波及び保護を行う。
【００３６】
電圧調整回路（３２０）には、分圧器（３２２）を介して、出力フィルタ回路（３４０）に対する入力電圧と同じ電圧が印加され、出力フィルタ回路（３４０）の入力電圧を所望の電圧に保持するために、入力電圧保護及びフィルタ回路（３１０）と出力フィルタ回路（３４０）との間に設けられたトランジスタ（３２４）を駆動する。
【００３７】
電流保護回路（３３０）は、出力フィルタ回路（３４０）のすぐ上流側に設けられた分流抵抗（３３２）の電圧が印加され、入力電圧保護及びフィルタ回路（３１０）の入力側において、電源を開閉するスイッチ（３３４）に作用する。
【００３８】
出力フィルタ回路（３４０）は、電力出力部（３４）に調整保護電圧を印加する通常のＬＣ回路である。
【００３９】
また、電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）は、マイクロコントローラ（４０）に調整電圧（Ｖｃｃ）を印加する。調整電圧（Ｖｃｃ）は、分圧器（３２２）で得られ、ＬＣ型のフィルタ回路（３５０）によりろ波される。
【００４０】
マイクロコントローラ（４０）は、バスインタフェース（４２）（４４）を介して、バス（２４）（２６）間で、情報を伝送させるようにプログラムされている。そのため、公知のように、一方のバスで送られる情報がマイクロコントローラ（４０）により読み込まれ、他方のバスで用いられているフレームにおける所望のフォーマットで伝送される。
【００４１】
また、マイクロコントローラ（４０）は、保護電力バス（２２）に電力を分配するようにプログラムされており、電力分配ユニット（２０）により送られる最大電力が制限される。それにより、電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）及び保護電力バス（２２）の寸法は制限される。
【００４２】
上述したことは、種々の部材、特に比較的大きな電力が必要な部材に、電力を長時間にわたって分配することにより実現できる。これらの部材とは、特にアナログインタフェースから電力が送られるアクチュエータ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）に関するものである。
【００４３】
空気流及び温度は、情報バス（２４）に接続された中央ユニットにより調節される。再循環、曇り取り、脚部への空気送り、または換気のような機能の各コマンドは、空気流分配フラップ及びモータ駆動型ファンの動作シーケンスに対応している。
【００４４】
例えば、図４Ａに示すように、曇り取りコマンドは、情報バス（２４）において、第１、第２及び第３の空気流分配フラップに対応するステップモータが同期して駆動される第１相、第２相及び第３相を有する動作シーケンスとして解釈される。
【００４５】
保護電力バス（２２）に接続された部材に送られる、情報バス（２４）からの情報は、マイクロコントローラ（４０）に読み込まれる。マイクロコントローラ（４０）は、アクチュエータのような各部材に接続された保護電力バス（２２）のいくつかのノードに同時に給電するか否かを決定する。
【００４６】
同時に給電する場合、種々のノードに電力を長時間にわたって分配または調節するために、マイクロコントローラ（４０）は、情報バス（２４）から送られてきたコマンド情報を情報バス（２６）に送る前に、それを再構成する。
【００４７】
図４Ｂに示すように、入力された曇り制御コマンドにおいて、ステップモータを駆動する相は、時間的にオフセット及びインタレースされ、第１、第２及び第３の空気流分配フラップを駆動させる第１の相、第２の相及び第３の相により形成された曇り取りコマンドの一連の動作シーケンスが、情報バス（２６）に送られる。各シーケンスにおいて、単一の相が起動されることにより、電流の流れが制限される。
【００４８】
より一般的に言うと、情報バス（２４）により伝送された制御情報に含まれる、同時に駆動される部材の数に基づいて、マイクロコントローラ（４０）は、時間をずらして制御情報を情報バス（２６）に伝送する。それにより、同時に駆動される部材の数が制限される。その数は１または複数であったり、電力を消費する部材の関数等となっている。
【００４９】
電力分配ユニット（２０）をモータ駆動型ファンユニット（１００）に設けることにより、それにより発生される空気流を用いて、電力分配ユニット（２０）の熱損失を除去することができる。
【００５０】
図５に示す本発明の変形例では、電力分配ユニット（２００）は、モータ駆動型ファンユニット（１０００）のモータ制御モジュール（６００）内に組み込まれている。電力分配ユニット（２００）は、モータ制御回路（５００）と同じプリント回路板に取り付けられているのが好ましい。
【００５１】
従って、フィルタ回路（１１０）及びマイクロコントローラ（１４０）を有するモータ制御回路（５００）を、電力分配ユニット（２００）の一部として用いることができる。簡略化のために、電力分配ユニット（２００）に関連する接続線のみを示している。
【００５２】
このように、電力分配ユニット（２００）は、予めろ波された電圧を有しており、それにより、適切な場合には、電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３００）のフィルタ回路を省略することができる。
【００５３】
同様に、情報バス（２４）（２６）は、マイクロコントローラ（１４０）に接続されており、さらに、電力分配ユニット（２００）を簡略化できるとともに、マイクロコントローラ（１４０）の判断要求を満足することができる。
【００５４】
さらに、モータ制御回路（５００）に流れる電流と比べると、電力分配ユニット（２００）に必要な電流強度は、約３．５Ａである。
【００５５】
電力分配ユニット（２００）をモータ制御モジュール（６００）に設けると、必要な電力が約１０％だけ増加する。
【００５６】
図５の変形例における主要な利点は、電力分配ユニット（２００）がモータ制御回路（５００）（速度制御モジュール）に設けられた部材を用いることができるという点にある。
【００５７】
ラジエータ、電子部品の支持板、及び湿気や埃に対するキャップを、速度制御モジュールと共用することができるので、製造コスト及び組み立てコストを削減することができる。
【００５８】
他の利点は、共通して用いられる部材を削減できるので、２つの機能を実現する装置の全体的な寸法を小さくすることができるということである。
【００５９】
また、速度制御モジュールの電流強度が１００Ａとかなり高い場合には、電力分配ユニットを、付加的な電気ヒータの制御モジュール内に設けることもできる。
【００６０】
さらに、電力分配ユニット（２０）を他の位置、例えば、図６に示すように、換気用の制御パネル（１４）内に設けることもできる。この場合、制御パネル（１４）に必要な電流強度は、電力分配ユニット（２０）により処理されるのと同じ電流強度（約３Ａ）となるので、処理される電力は２倍になる。
【００６１】
また、図７に示すように、電力分配ユニット（２０）を、例えば、アクチュエータ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）を保持する空調ハウジングに取り付けられた独立型のモジュール（２８）とすることもできる。上述した２の例では、モータ駆動型ファンユニット（１０）は、情報バス（２６）に接続されている。
【００６２】
上述したように、電力ゲートウェイ及び情報ゲートウェイを組み合わせて、電力分配ユニット内に設けることができるが、電力分配ユニットを、電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ（３０）により実現される電力ゲートウェイの機能に限定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自動車用空調装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】  図１の空調装置に含まれる電力分配ユニットのブロック図である。
【図３】  図２の電力分配ユニットに含まれる電圧調整保護及びフィルタアッセンブリの回路図である。
【図４】  図４Ａは、電力分配ユニットの入力側における動作シーケンスを示す図である。図４Ｂは、電力分配ユニットの出力側における動作シーケンスを示す図である。
【図５】  図２の電力分配ユニットの変形例を示すブロック図である。
【図６】  本発明による自動車用空調装置の変形例を示すブロック図である。
【図７】  本発明による自動車用空調装置の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０      モータ
１１、１１０  フィルタ回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  アクチュエータ
１４      コントロールパネル
１６      センサ
１８      主電力バス
２０、２００  電力分配ユニット
２２      保護電力バス
２４、２６  情報バス
３０、３００  電圧調整保護及びフィルタアッセンブリ
３２      電力入力部
３４      電力出力部
４０、１４０  マイクロコントローラ
４２、４４  バスインタフェース
５０      電気回路
６０、６００  モータ制御モジュール
１００、１０００  モータ駆動型ファンユニット
３１０    入力電圧保護及びフィルタ回路
３２０    電圧調整回路
３２２    分圧器
３２４    トランジスタ
３３０    電流保護回路
３３２    分流抵抗
３３４    スイッチ
３４０    出力フィルタ回路
３５０    フィルタ回路
【図１】
0004284018.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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