(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御装置（１０）に駆動制御される車両用空気調和装置（１）であって、
前記車両用空気調和装置（１）のブロワユニット（２）に内蔵された送風機（２６）を駆動するブロワモータ（２５）をセンサレス交流モータで構成すると共に、
前記電子制御装置（１０）に、
前記送風機（２６）の起動時に、前記ブロワユニット（２）に内蔵された内外気切換部材（２２）の位置を検出する内外気切換状態検出手段を有し、かつ車両が走行中の場合には、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記内気導入口（２３）よりも外気導入口（２４）に近い所定位置に移動する内外気切換部材移動手段と、
前記内外気切換部材（２２）の前記所定位置への移動後に、前記ブロワモータ（２５）を起動させるモータ起動手段とを設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記所定位置が、前記内気導入口（２３）と前記外気導入口（２４）の中間点（Ｃ）よりも前記外気導入口（２４）に近い位置であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置。
【請求項３】
前記所定位置が、前記内外気切換部材（２２）が前記外気導入口（２４）を完全に閉じる位置（Ｂ）であることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置。
【請求項４】
前記電子制御装置（１０）に車速を検出する車速検出手段（４４）を接続し、
前記内外気切換部材移動手段は、前記車速が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項５】
前記ブロワモータ（２５）を３相インバータ回路（１８）を備えた３相交流モータで構成し、
前記３相インバータ回路（１８）に、前記３相交流モータを構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の発電時に、その少なくとも１つの相から流れ出るモータ電流を検出するモータ電流検出手段を設けてこれを前記電子制御装置（１０）の内外気切換部材移動手段に接続し、
前記内外気切換部材移動手段は、前記モータ電流が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項６】
前記モータ電流検出手段が、前記ブロワモータ（２５）の１つの相への信号回路に設けられており、前記モータ電流の検出時には前記１つの相の下アームをオンすることを特徴とする請求項５に記載の車両用空気調和装置。
【請求項７】
前記ブロワモータ（２５）を３相インバータ回路（１８）を備えた３相交流モータで構成し、
前記電子制御装置（１０）の内外気切換部材移動手段に、前記３相交流モータの発電時の回転数を検出する回転数検出手段を接続し、
前記内外気切換部材移動手段は、前記回転数が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両用空気調和装置。
【請求項８】
前記回転数検出手段は、前記３相交流モータの発電時に各相に誘起される誘起電圧の比較から得られるパルス信号の１サイクル時間を測定することによって回転数を検出していることを特徴とする請求項７に記載の車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空気調和装置に関するものであり、車両の走行中に空気調和装置が起動された場合でも、空気調和装置の送風機の状態に応じて空気調和装置の内外気切換ダンパの位置を調整して、スムーズに空気調和装置を起動させるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された空気調和装置には、空気調和を行って車室内に取り入れる空気を、車両の外部の空気（外気）とするか、或いは車室内の空気（内気）を循環させるかの切換部材（内外気切換ダンパと呼ばれる）がある。そして、空気調和装置が外気導入モードで運転中に、車室外の空気が汚れていることを検出した場合には、外気導入モードから内気循環モードに切り換える制御を行う車両用空気調和装置の内外気制御装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
空気調和装置を搭載した車両では、車両走行時などに車室外の空気が空気調和装置用の外気導入口を通じて車室内に流入してくることがある。この場合、空気調和装置に内蔵された送風機（ブロワ）が停止している場合、流入風による外力により、送風機が逆転または正転の回転状態となる。送風機にシロッコファンが用いられている場合に送風機は流入風で逆転し、ターボファンが用いられている場合に送風機は流入風で正転することが一般的である。
【０００４】
一般的な車載空気調和装置の送風機は、ブラシ付のＤＣモータか、ホールＩＣなどを用いた位置検知可能なセンサ付モータによって回転駆動される。ブラシ付モータは、ブラシ接点によりモータの回転子の位置に応じた通電が可能であり、センサ付モータはモータの磁極位置を検知することができるため、回転子の位置に応じたモータ制御の通電が可能である。従って、これらのモータが採用された空気調和装置では、車両が走行中で空気調和装置が停止しており、外気導入口から流入する外気によって空気調和装置の送風機が回転している状態で空気調和装置が起動された場合でも、初期ロックのような位置合わせをすることなく空気調和装置の起動を比較的スムーズに行うことができる。
【０００５】
一方、車載用空気調和装置の送風機を駆動するモータのニーズとして、ブラシ付のＤＣモータやセンサ付モータに代わり、長寿命化や静音化が図れ、コストダウンや省スペース化などを実現できるブラシレスかつセンサレスモータを用いることが求められている。
【０００６】
送風機を駆動するモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した場合、前述の車両の走行中に送風機が回転している状態で空気調和装置が起動されると、初期ロックのような位置合わせを行って、モータの磁極位置を強制的に合わせる必要がある。即ち、送風機のモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した場合でも、車両走行中における空気調和装置の起動時には、初期ロックなどの送風機の起動制御を行うことにより、送風機の回転状態の起動が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３５６００８号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、送風機を駆動するモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用し、送風機が回転している状態において、初期ロックのようなセンサレスでの起動制御を実施した場合、車室内で異音が発生する課題があった。これは、初期ロック時に送風機用モータの回転による振動が車室内で増幅され、乗員に違和感を与える異音の音源となるためである。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、送風機の駆動用モータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した空気調和装置において、外気導入口を通して流入する外気により送風機が正転または逆転している状態で、送風機の駆動用モータに対して初期ロックのような起動制御を用いずに、安価な方法で乗員の違和感となる異音を発生させずに送風機を起動させることが可能な空気調和装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、電子制御装置（１０）に駆動制御される車両用空気調和装置（１）であって、前記車両用空気調和装置（１）のブロワユニット（２）に内蔵された送風機（２６）を駆動するブロワモータ（２５）をセンサレス交流モータで構成すると共に、前記電子制御装置（１０）に、前記送風機（２６）の起動時に、前記ブロワユニット（２）に内蔵された内外気切換部材（２２）の位置を検出する内外気切換状態検出手段を有し、かつ車両が走行中の場合には、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記内気導入口（２３）よりも外気導入口（２４）に近い所定位置に移動する内外気切換部材移動手段と、前記内外気切換部材（２２）の前記所定位置への移動後に、前記ブロワモータ（２５）を起動させるモータ起動手段とを設けたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００１１】
これにより、送風機の起動時に、電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、起動時の送風機の回転が低くなり、異音が低減する。
【００１２】
請求項２の発明は、前記所定位置が、前記内気導入口（２３）と前記外気導入口（２４）の中間点よりも前記外気導入口（２４）に近い位置であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気調和装置である。
【００１３】
これにより、送風機の起動時の内外気切換部材の位置が、内気導入口と外気導入口の中間点よりも外気導入口に近い位置になるので、起動時の送風機の回転が低くなり、異音が低減する。
【００１４】
請求項３の発明は、前記所定位置が、前記内外気切換部材（２２）が前記外気導入口（２４）を完全に閉じる位置であることを特徴とする請求項２に記載の車両用空気調和装置である。
【００１５】
これにより、送風機の起動時の内外気切換部材の位置が、外気導入口を完全に閉じる位置になるので、起動時の送風機の回転が非常に低くなるか、あるいは停止するため、異音が低減する。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の発明において、前記電子制御装置（１０）に車速を検出する車速検出手段（４４）を接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記車速が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００１７】
これにより、送風機の起動時に、車速が大きい時だけ電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、車速が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の発明において、前記ブロワモータ（２５）を３相インバータ回路（１８）を備えた３相交流モータで構成し、前記３相インバータ回路（１８）に、前記３相交流モータを構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の発電時に、その少なくとも１つの相から流れ出るモータ電流を検出するモータ電流検出手段を設けてこれを前記電子制御装置（１０）の内外気切換部材移動手段に接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記モータ電流が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００１９】
これにより、送風機の起動時に、モータ電流が大きい場合、即ち、送風機の回転が高い時に、電子制御装置によって内外気切換ダンパの位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、送風機の回転が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項５に記載の発明において、前記モータ電流検出手段が、前記ブロワモータ（２５）の１つの相への信号回路に設けられており、前記モータ電流の検出時には前記１つの相の下アームをオンすることを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００２１】
これにより、モータ電流検出手段の構成を簡素化できる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の発明において、前記ブロワモータ（２５）を３相インバータ回路（１８）を備えた３相交流モータで構成し、前記電子制御装置（１０）の内外気切換部材移動手段に、前記３相交流モータの発電時の回転数を検出する回転数検出手段を接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記回転数が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材（２２）の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００２３】
これにより、送風機の起動時に、ブロワモータの回転数が高い時に、電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、ブロワモータの回転数が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の発明において、前記回転数検出手段は、前記３相交流モータの発電時に各相に誘起される誘起電圧の比較から得られるパルス信号の１サイクル時間を測定することによって回転数を検出していることを特徴とする車両用空気調和装置である。
【００２５】
これにより、ブロワモータの回転数の検出を簡単な回路で構成することができ、車両用空気調和装置の構成を簡素化できる。
【００２６】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態におけるブロワユニット、クーリングユニット及びヒーターユニットの配置及びこれらを制御する電子制御装置との接続を示す全体構成図、（ｂ）は（ａ）に示したブロワユニット内にある内外気切換装置の動作を説明する説明図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）に示した電子制御装置が行う車両用空気調和装置の起動時制御の第１の実施例の制御手順を示すフローチャート、（ｂ）は、図１（ａ）に示した電子制御装置が行う車両用空気調和装置の起動時制御の第１の実施例の変形例の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】図１（ａ）に示した電子制御装置が行う車両用空気調和装置の起動時制御の第２の実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】図１（ａ）に示した電子制御装置が行う車両用空気調和装置の起動時制御の第３の実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は図４に示した制御手順におけるブロワモータのモータ電流を検出する回路の構成の一例を示す回路図、（ｂ）は図４に示した制御手順におけるブロワモータのモータ電流を検出する回路の構成の他の例を示す回路図である。
【図６】図１（ａ）に示した電子制御装置が行う車両用空気調和装置の起動時制御の第４の実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）は図６に示した制御手順におけるブロワモータの回転数を検出する回路の構成の一例を示す回路図、（ｂ）は（ａ）に示した比較器の入力側の波形を示す波形図、（ｃ）は（ａ）に示した比較器の出力側の波形を示す波形図である。
【図８】（ａ）は車両用空気調和装置が停止状態の時の外気の流入によりブロワモータが正転した時のＵＶ電圧比較に対するＶＷ電圧比較の波形を示す波形図、（ｂ）は車両用空気調和装置が停止状態の時の外気の流入によりブロワモータが逆転した時のＵＶ電圧比較に対するＶＷ電圧比較の波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。また、各実施態様についても、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【００２９】
図１（ａ）は本発明に係る車両用空気調和装置１の一実施形態の全体構成を示すものである。車両用空気調和装置（以後オートエアコンという）１には、ブロワユニット２と、図示しないクーリングユニットとヒーターユニットを内蔵する空調ユニット３、及びこれらを駆動制御する電子制御装置であるオートエアコンＥＣＵ１０がある。ブロワユニット２はそのケース２０に内気導入口２３と外気導入口２４があり、吸い込んだ空気の排出口２７が空調ユニット３に接続されている。また、ブロワユニット２のケース２０内には、内外気切換部材である内外気切換ダンパ２２と送風機２６が設けられている。内外気切換ダンパ２２は、内外気切換部材移動手段であるダンパモータ２１に駆動されて内気導入口２３と外気導入口２４の一方を塞ぐ。また、送風機２６は、内気導入口２３又は外気導入口２４から取り込まれた空気を排出口２７から空調ユニット３内に送るものであり、ブロワモータ２５によって回転駆動される。ブロワモータ２５にはセンサレス交流モータが使用される。
【００３０】
空調ユニット３は、ブロワユニット２から送り込まれた空気の温度を調整して車室内に吹き出すものであり、空調ユニット本体３０の内部には空気を冷却するエバポレータ、空気を暖めるヒータコア及び冷却された空気の暖め具合を調整するエアミックスダンパがある。エバポレータやヒータコア及びエアミックスダンパによって温度調節された空気は、前席用吹出口（ＦＡＣＥ）３１、足元用吹出口（ＦＯＯＴ）３２、或いはデフロスター吹出口（ＤＥＦ）３３の何れかから車室内に放出される。各吹出口から放出される温度調節された空気の量は、吹出口切換ダンパの開閉によって調整される。空調ユニット本体３０の内部の構成は公知であり、本願発明には直接関係がないので、図示とこれ以上の説明は省略する。
【００３１】
オートエアコンＥＣＵ１０は、図示しない車両のコントロールパネルにある温度設定スイッチ４、内外気切り換えスイッチ５及びオースイッチ６からのスイッチ信号や、車室内外に設けられた各温度センサ（内気センサ４１、外気センサ４２、及び水温センサ４３）からの検出値に基づいて演算を行い、ブロワユニット２と空調ユニット３を駆動制御して車室内の温度を温度設定スイッチ４による設定温度に保持する。オートエアコンＥＣＵ１０には日射量を検出する日射センサが接続されることもある。また、本実施形態のオートエアコンＥＣＵ１０には車速検出手段である車速センサ４４も接続されている。
【００３２】
オートエアコンＥＣＵ１０は、車室内温度が温度設定スイッチ４による設定値になるように、また、内外気切り換えスイッチ５の状態及びオートスイッチ６の状態に応じて、各スイッチからの入力信号を元に空気の吹き出し温度、吹き出し風量及び吹出口を自動計算する。そして、ダンパモータ２１の回転位置の制御、ブロワモータ２５の回転数制御、及び空調ユニット３内の各アクチュエータの自動制御を行っている。
【００３３】
図１（ｂ）は図１（ａ）に示したブロワユニット２内にある内外気切換装置である内外気切換ダンパ２２の位置と動作を説明するものである。ダンパモータ２１の図示は省略してある。内外気切換ダンパ２２は、図１(ａ)に示したダンパモータ２１によって点Ａと点Ｂの位置に切り換えられるようになっている。内外気切換ダンパ２２が実線で示す点Ａの位置にある時は、ブロワユニット２の内気導入口２３が閉じられ、内外気切換ダンパ２２が破線で示す点Ｂの位置にある時は、ブロワユニット２の外気導入口２４が閉じられる。本発明では、後述するオートエアコンＥＣＵ１０の制御により、内外気切換ダンパ２２が破線で示す点Ｂの位置の手前で止めることができるように構成されている。点Ｂの位置の手前とは、例えば、点Ａと点Ｂの中間点Ｃと、点Ｃと点Ｂの間の位置Ｄである。位置Ｄは、点Ｃと点Ｂの中間点とすることができる。なお、ダンパモータ２１にはダンパ位置検出手段が内蔵されているか、或いはオートエアコンＥＣＵ１０にダンパ位置検出手段があるものとする。
【００３４】
本発明は、車両が走行中にオートエアコン１が停止状態にあり、内外気切り換えスイッチ５により内外気切換ダンパ２２の位置が点Ａにある時（外気導入状態）に、オートエアコン１が起動された場合の、オートエアコンＥＣＵ１０によるダンパモータ２１の起動時制御を説明するものであり、以下に幾つかの実施例を説明する。
【００３５】
図２（ａ）は、図１（ａ）に示したオートエアコンＥＣＵ１０が行うオートエアコン１の起動時制御の第１の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、車両走行中のオートエアコン１の起動時に実施される。ステップ２０１ではまず、オートエアコン１が内気モードか否かを判定する。オートエアコン１が内気モードか否かは、内外気切り換えスイッチ５の位置、ダンパモータ２１からのダンパ位置検出信号、或いはオートエアコンＥＣＵ１０自身によるダンパ位置の検出によって知ることができる。オートエアコン１が内気モードの場合（ＹＥＳ）はステップ２０３に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。ステップ２０１がオートエアコンＥＣＵ１０の内外気切換状態検出手段に対応し、ステップ２０５がオートエアコンＥＣＵ１０のモータ起動手段に対応する。
【００３６】
一方、ステップ２０１の判定が内気モードでない場合（ＮＯ）はステップ２０２に進む。ステップ２０２では、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する側に移動させる。即ち、内外気切換ダンパ２２を破線で示す点Ｂの位置に移動させて、ブロワユニット２の外気導入口２４を完全に閉じる。内外気切換ダンパ２２の点Ｂへの移動後にステップ２０３に進み、送風機起動手段であるオートエアコンＥＣＵ１０がブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００３７】
図２（ｂ）は、図１（ａ）に示したオートエアコンＥＣＵ１０が行うオートエアコン１の起動時制御の第１の実施例の変形例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン１の起動時に実施される。よって、第１の実施例と同じステップについては同じステップ番号を付して説明する。ステップ２０１ではオートエアコン１が内気モードか否かを判定し、オートエアコン１が内気モードの場合（ＹＥＳ）はステップ２０３に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。この手順は第１の実施例と同じである。
【００３８】
一方、ステップ２０１の判定が内気モードでない場合（ＮＯ）はステップ２０２′に進む。ステップ２０２では、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する側に移動させているが、ステップ２０２′では、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この所定位置とは、例えば、図１（ｂ）に示した点Ｄ、即ち、内外気切換ダンパ２２が外気導入口２４を閉鎖する破線で示す点Ｂと、点Ａと点Ｂの中間点Ｃの中間点Ｄである。内外気切換ダンパ２２が点Ｄの位置にある時は、送風機２６には殆ど内気が流入し、僅かな外気が流入風として送風機２６側に取り込まれるので、送風機２６は外気の影響を受けない。ステップ２０２′の後のステップ２０３は第１の実施例と同じであり、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００３９】
このように、オートエアコン１の起動時に内外気切換ダンパ２２が内気導入口２３を閉じる側にあって、外気が流入している時にこれを検出して、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉じる位置、或いは閉じる位置の近くに移動させることにより、オートエアコン１の起動時に外気の流入によるブロワモータ２５の回転が小さくなる。この結果、第１の実施例、或いはその変形例では、オートエアコン１の起動時に発生することがあった異音を防止、あるいは低減することができる。この低減の程度は、本発明を実施しない場合に発生する異音に対して１５ｄＢ前後である。
【００４０】
図３は、図１（ａ）に示したオートエアコンＥＣＵ１０が行うオートエアコン１の起動時制御の第２の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン１の起動時に実施される。ステップ３０１ではまず、オートエアコン１が内気モードか否かを判定する。オートエアコン１が内気モードの場合（ＹＥＳ）はステップ３０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００４１】
一方、ステップ３０１の判定が内気モードでない場合（ＮＯ）はステップ３０２に進む。ステップ３０２では、図１（ａ）に示した車速センサ４４により車速を検出する。そして、続くステップ３０３で車速が所定値以上か否かを判定し、車速が所定値未満の場合（ＮＯ）はステップ３０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。この所定値はオートエアコン１が搭載された車両の種類によって異なるが、時速６０ｋｍ程度の値である。
【００４２】
また、ステップ３０３の判定がＹＥＳの場合はステップ３０４に進み、第１の実施例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第１の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ３０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００４３】
ここで、車速が低い場合に、オートエアコン１の起動時に内外気切換モードが外気モードになっている状態であっても、オートエアコン１の起動を外気モードのまま行う理由について説明する。オートエアコン１のブロワユニット２にある送風機２６は、内外気切換モードが外気モードになっている状態であっても、車速が所定値以上にならない限り、外気導入口２４から流入する外気によって回転せず、車速が時速６０ｋｍを超える辺りからようやく回転を始める。しかも、時速８０ｋｍ程度までであれば、外気導入口２４から流入する外気による送風機２６の回転数は低く、車速が時速１００ｋｍに近づくと外気導入口２４から取り込まれた外気による送風機２６の回転数が増大し、車種によって異なるが３００ｒｐｍ程度になる。そして、この状態でオートエアコン１の起動が開始されると、起動時の送風機２６の回転方向が、稼動時の送風機２６の回転方向と異なる場合などに、車室内に異音が聞こえるのである。
【００４４】
オートエアコン１が動作していない車両の走行時に、内外気切換モードが外気モードになっているオートエアコン１の送風機２６が、外気導入口２４から流入する外気によって回転を始める車速は車種によって異なる。しかしながら、車速が低い時は、外気導入口２４から流入する外気により送風機２６が回転している状態でオートエアコン１を起動させても、車室内に異音が聞こえないか、或いは聞こえても不快感を感じさせるような音には至らないので、第２の実施例のように、オートエアコン１の起動時に車速に応じた制御を行うのである。
【００４５】
このように、オートエアコン１の起動時に内外気切換ダンパ２２が内気導入口２３を閉じる側にあって、車速が高い場合は、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉じる位置、或いは閉じる位置の近くに移動させることにより、オートエアコン１の起動時に異音が発生する可能性がある場合に異音を防止、あるいは低減することができる。この低減の程度は第１の実施例と同程度である。
【００４６】
図４は、図１（ａ）に示したオートエアコンＥＣＵ１０が行うオートエアコン１の起動時制御の第３の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン１の起動時に実施される。第３の実施例では、ブロワモータ２５が３相交流モータであるとして説明を行う。ステップ４０１ではまず、オートエアコン１が内気モードか否かを判定する。オートエアコン１が内気モードの場合（ＹＥＳ）はステップ４０６に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。一方、ステップ４０１の判定が内気モードでない場合（ＮＯ）はステップ４０２に進む。ステップ４０２では、３相交流ブロワモータ２５の何れかの相の下アームをオンして下アームに電流を流す。３相交流ブロワモータ２５の構成及びアームについては後述する。
【００４７】
オートエアコン１の起動時に、送風機２６が外気導入口２４から流入する空気によって回転している場合には、３相交流ブロワモータ２５が送風機２６によって回転させられ、３相交流ブロワモータ２５が発電を行ってモータ電流を発生する。そこで、続くステップ４０３では３相交流ブロワモータ２５のモータ電流を検出し、次のステップ４０４においてモータ電流が所定値以上か否かを判定する。モータ電流が所定値未満の場合（ＮＯ）はステップ４０６に進み、３相交流ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。この所定値は、送風機２６が概ね３００ｒｐｍである時に発生するモータ電流の値である。
【００４８】
また、ステップ４０４の判定がＹＥＳの場合はステップ４０５に進み、第１の実施例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第１の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ４０６に進み、３相交流ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００４９】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）を用いてステップ４０２における３相交流ブロワモータ２６の何れかの相の下アームをオンして下アームに電流を流す制御について説明する。図５（ａ）に示すように、３相交流ブロワモータ２５はブラシレスモータであり、Ｕ相巻線２５Ｕ、Ｖ相巻線２５Ｖ、及びＷ相巻線２５Ｗがあり、駆動回路である３相インバータ回路１８と各相巻線を結ぶ信号回路を流れる信号で回転制御される。３相インバータ回路１８には、Ｕ相巻線２５Ｕ用の２つのスイッチング素子１１Ｕ，１１Ｌ、Ｖ相巻線２５Ｖ用の２つのスイッチング素子１２Ｖ，１２ＶＬ、及びＷ相巻線２５Ｗ用の２つのスイッチング素子１３Ｕ，１３Ｌがある。各相用の２つのスイッチング素子は、高位バッテリ電圧ＨＶと低位バッテリ電圧ＬＶの間に直列に接続されており、それぞれ上アーム、下アームと呼ばれる。即ち、スイッチング素子１１Ｕが上アーム，スイッチング素子１１Ｌが下アームと呼ばれる。
【００５０】
オートエアコンＥＣＵ１０からはスイッチング素子１１Ｕ，１１Ｌを駆動するための信号ＵＵ，ＵＬ、スイッチング素子１２Ｕ，１２Ｌを駆動するための信号ＶＵ，ＶＬ及びスイッチング素子１３Ｕ，１３Ｌを駆動するための信号ＷＵ，ＷＬが出力される。この実施例では、スイッチング素子１１Ｌと低位バッテリ電圧ＬＶの間に、モータ電流検出手段として電流検出センサ１４Ｕが設けられている。そして、オートエアコン１の起動時には、オートエアコンＥＣＵ１０からスイッチング素子１１Ｌ（Ｕ相の下アーム）を駆動する信号が出力され、Ｕ相の下アームがオンする。Ｕ相の下アームがオンすると、車両が外気導入状態で走行中に外気導入口から車室内に導入される外気流によって送風機が回転（逆転）している状態で３相交流ブロワモータ２５のＵ相２５Ｕからの電流が電流検出センサ１４を流れ、この電流値をオートエアコンＥＣＵ１０が検出することできる。電流検出センサ１４Ｕには、シャント抵抗を使用することもできる。
【００５１】
オートエアコンＥＣＵ１０には送風機が流入する外気によって回転する時の回転数に対して３相交流ブロワモータ２５が発電する発電時の各相の流出電流値が記憶されており、オートエアコンＥＣＵ１０は検出した電流値によって、検出時の送風機の回転数を知ることができる。オートエアコン１の起動時に送風機の回転数が高い場合には、前述のように内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置、あるいは閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させることによって外気流を低減させ、送風機の回転数が低くなった状態でオートエアコン１を起動させる。
【００５２】
また、図５（ａ）の実施例では、電流検出センサ１４Ｕをスイッチング素子１１Ｌと低位バッテリ電圧ＬＶの間にだけ設けているが、電流検出センサ１４は他の相に設けても良い。即ち、破線で示すように、スイッチング素子１２Ｌと低位バッテリ電圧ＬＶの間、或いはスイッチング素子１３Ｌと低電位バッテリ電圧ＶＬとの間にそれぞれ電流検出センサ１４Ｖ，１４Ｗを設け、他の相のモータ電流を検出するようにしても良い。
【００５３】
図５（ｂ）は図５（ａ）で説明した電流検出センサ１４Ｕの代わりに、電流検出センサ１５Ｕを設けた実施例を示すものである。図５（ｂ）に示す実施例では、電流検出センサ１５Ｕを、Ｕ相の上アームと下アームの接続点とＵ相巻線２５Ｕとの間の回路に設けている。オートエアコン１の起動時に、オートエアコンＥＣＵ１０からの信号ＵＬによってＵ相の下アームがオンすると、車両が外気導入状態で走行中に外気導入口から車室内に導入される外気流によって送風機が回転（逆転）している状態で３相交流ブロワモータ２５のＵ相２５Ｕからの電流が電流検出センサ１５Ｕを流れ、この電流値をオートエアコンＥＣＵ１０が検出して、前述のように内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置、あるいは閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。
【００５４】
また、図５（ｂ）の実施例では、電流検出センサ１５ＵをＵ相の上アームと下アームの接続点とＵ相巻線２５Ｕとの間の回路に設けているが、電流検出センサは他の相に設けても良い。即ち、破線で示すように、Ｖ相の上アームと下アームの接続点とＶ相巻線２５Ｖとの間の回路に電流検出センサ１５Ｖを設け、Ｗ相の上アームと下アームの接続点とＷ相巻線２５Ｗとの間の回路に電流検出センサ１５Ｗを設け、他の相のモータ電流を検出するようにしても良い。
【００５５】
第２の実施例では外気の流入を防止或いは低減する制御の実施可否の車速の所定値を、車種毎に調整する必要があったが、第３の実施例によれば、モータ電流で外気の流入を防止或いは低減する制御の実施可否の所定値を決めることができるので、車種毎ではなく、モータの構造に依存して所定値を決めることができる。このため、同じモータを使用した車両であれば、車種毎の調整が不要となる。
【００５６】
図６は、図１（ａ）に示したオートエアコンＥＣＵ１０が行うオートエアコン１の起動時制御の第４の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン１の起動時に実施される。第４の実施例では、ブロワモータ２５が３相交流モータであるとして説明を行う。ステップ６０１ではまず、オートエアコン１が内気モードか否かを判定する。オートエアコン１が内気モードの場合（ＹＥＳ）はステップ６０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００５７】
一方、ステップ６０１の判定が内気モードでない場合（ＮＯ）はステップ６０２に進む。ステップ６０２では、オートエアコン１が停止状態における前述の外気流によるブロワモータ２５の回転数を検出する。ブロワモータ２５の外気流による回転数は、ブロワモータ２５で発生する誘起電圧を検出することによって算出することができるが、ブロワモータ２５で発生する誘起電圧からブロワモータ２５の外気流による回転数を検出する方法については後述する。そして、続くステップ６０３でブロワモータ２５の回転数が所定値以上か否かを判定し、ブロワモータ２５の回転数が所定値未満の場合（ＮＯ）はステップ６０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００５８】
また、ステップ６０３の判定がＹＥＳの場合はステップ６０４に進み、第１の実施例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第１の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ２２を外気導入口２４を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ６０５に進み、ブロワモータ２５を回転させてオートエアコン１を起動させ、このルーチンを終了する。
【００５９】
ここで、図７（ａ）〜（ｃ）を用いてステップ６０２における３相交流ブロワモータ２６の各相に誘起する誘起電圧から、３相交流ブロワモータ２６回転数を検出するブロワモータ回転数検出手段について説明する。３相交流ブロワモータ２５及び３相インバータ回路１８の構成は図５（ａ）で説明したのでここでは説明しない。
【００６０】
第４の実施例では、図７（ａ）に示すように、３相インバータ回路１８に接続する回転数検出回路５０を設けている。回転数検出回路５０は、２つの比較器５１，５２と演算処理部５３とを備え、演算処理部５３の出力がオートエアコンＥＣＵ１０に入力される。比較器５１には、Ｕ相のスイッチング素子１１Ｕと１１Ｌの結合点の電圧Ｖｕと、Ｖ相のスイッチング素子１２Ｕと１２Ｌの結合点の電圧Ｖｖとを比較させる。また、比較器５２にはＶ相のスイッチング素子１２Ｕと１２Ｌの結合点の電圧Ｖｖと、Ｗ相のスイッチング素子１３Ｕと１３Ｌの結合点の電圧Ｖｗとを比較させる。そして、比較器５１の比較出力Ｖｕｖと比較気５２の比較出力Ｖｖｗを演算処理部５３に入力する。
【００６１】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した比較器５１，５２の入力側の信号波形、即ち、３相交流ブロワモータ２５が外気の流入により回転状態となっている時の、３相交流ブロワモータ２５の各相から３相インバータ回路１８に入力される誘起電圧波形を示している。実線で示す波形がＵ相の誘起電圧波形Ｖｕであり、破線で示す波形がＶ相の誘起電圧波形Ｖｖであり、一転鎖線で示す波形がＷ相の誘起電圧波形Ｖｗである。
【００６２】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示した比較器５１，５２の出力側の波形を示すパルス信号波形である。ＵＶ相の比較電圧Ｖｕｖでは、図７（ｂ）に示す波形図において、電圧Ｖｕが電圧Ｖｖより高い部分がハイレベルになっており、ＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗでは、図７（ｂ）に示す波形図において、電圧Ｖｖが電圧Ｖｗより高い部分がハイレベルになっている。演算処理部５３は、ＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗの１サイクル時間Ｔｃｙｃを測定することにより、３相交流ブロワモータ２５の回転数を算出することができる。例えば、３相交流ブロワモータ２５が２極対であれば、回転数＝（１／（２×Ｔｃｙｃ））として算出することができる。
【００６３】
また、第４の実施例では、３相交流ブロワモータ２５の外気の流入による回転方向が、オートエアコンが正常に稼動している時の３相交流ブロワモータ２５の回転方向に対して正転か逆転かも判定可能である。図８（ａ）は、オートエアコンの稼動停止時に外気が流入して３相交流ブロワモータ２５が正転した時のＵＶ相の比較電圧Ｖｕｖのパルス信号波形に対するＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗのパルス信号波形を示すものである。３相交流ブロワモータ２５の外気の流入による回転方向が正転する場合は、ＵＶ相の比較電圧Ｖｕｖのパルス波形に対して、ＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗのパルス波形が遅れる。一方、図８（ｂ）は、オートエアコンの稼動停止時に外気が流入して３相交流ブロワモータ２５が逆転した時のＵＶ相の比較電圧Ｖｕｖのパルス信号波形に対するＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗのパルス信号波形を示すものである。３相交流ブロワモータ２５の外気の流入による回転方向が逆転する場合は、ＶＷ相の比較電圧Ｖｖｗのパルス波形に対して、ＵＶ相の比較電圧Ｖｕｖのパルス波形が遅れる。
【００６４】
このようにして、３相交流ブロワモータ２５の外気の流入による回転方向が正転か逆転かが分かれば、内気モード或いは所定の位置まで内外気切換ダンパで外気導入口を閉じる制御の可否を判定する回転数の所定値を別の値にすることが可能となる。
【００６５】
第４の実施例では、３相交流ブロワモータ２５の外気の流入による回転時に誘起される誘起電圧を用いて３相交流ブロワモータ２５の回転数そのものを検出しているため、モータの特性の影響を受けることが少なくなる。３相交流ブロワモータ２５の特性との関係で、回転数を判断するための極対数の影響はあるが、例えば、それ以外の巻線や磁力の強さが変更になっても、第４の実施例では、モータ毎の調整が不要、或いは低減することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    オートエアコン（車両用空気調和装置）
２    ブロワユニット
３    空調ユニット（クーリングユニット／ヒーターユニット）
１０    オートエアコンＥＣＵ（制御装置）
１１Ｕ，１１Ｌ，１２Ｕ，１２Ｌ，１３Ｕ，１３Ｌ    スイッチング素子（アーム）
１４，１５    電流検出センサ
２１    ダンパモータ
２２    内外気切換ダンパ（切り換え部材）
２３    内気導入口
２４    外気導入口
２５    ブロワモータ
３０    空調ユニット本体
５０    回転数検出回路
５１，５２    比較器
５３    演算処理部
【図１】
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【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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【図８】
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