(57)【要約】      （修正有）【課題】  ブロアユニットのファンを作動させるモータに消費電流の小さなブラシレスモータを使用し、駐車時の車両の各種情報から最適なモータの作動時間及び回転速度を算出し、モータを制御する制御部を設けることで、ブロアユニットとしてのエネルギー消費を低減することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るブロアユニット１００は、ブラシレスモータ１１と、制御部１４とを少なくとも備えるブロアユニット１００において、制御部１４が、車両のステータス情報を入力し、これに応じたブラシレスモータ１１の作動時間及び回転速度を演算し、ブラシレスモータ１１を駆動させることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを作動させるブラシレスモータと、該ブラシレスモータを所定の作動時間及び所定の回転速度で駆動させる制御部とを少なくとも備えるブロアユニットにおいて、
前記制御部が、
車両のステータス情報を入力し、
該ステータス情報に応じた前記ブラシレスモータの前記作動時間及び回転速度を演算し、
該作動時間及び該回転速度を得られるように前記ブラシレスモータを駆動させることを特徴とするブロアユニット。
【請求項２】
前記ブロアユニットがステータス情報センサを備え、
前記制御部は、該ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを特徴とする請求項１に記載のブロアユニット。
【請求項３】
前記制御部は、ステータス情報センサが接続された前記車両のコントローラ・エリア・ネットワークに接続され、前記ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを特徴とする請求項１に記載のブロアユニット。
【請求項４】
前記制御部は、ＨＶＡＣ制御部を介して前記車両のローカル・インターコネクト・ネットワークに入力されるステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを特徴とする請求項１に記載のブロアユニット。
【請求項５】
前記制御部は、前記車両が備えるステータス情報センサに接続され、該ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを特徴とする請求項１に記載のブロアユニット。
【請求項６】
前記ステータス情報が、日射センサからの日射情報、車内温度センサからの車内温度情報、又は、外気温度センサからの外気温度情報の少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のブロアユニット。
【請求項７】
前記制御部は、前記車両の製造後からの経過時間、前記車両のエンジン停止からの経過時間、及び、前記ステータス情報から得た車内温度から揮発性有機化合物濃度を求め、前記揮発性有機化合物濃度に応じた換気回数を得られるような前記作動時間及び前記回転速度を演算することを特徴とする請求項６に記載のブロアユニット。
【請求項８】
前記車内温度は、エンジン停止時の車内温度と車両のドアロックが解除された時点の車内温度との平均値であることを特徴とする請求項７に記載のブロアユニット。
【請求項９】
前記制御部に前記ステータス情報としてエンジン停止情報及び所定温度以上の車内温度情報が入力されたときに、前記ファンを作動させることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のブロアユニット。
【請求項１０】
前記制御部に前記ステータス情報として車両のドアロックセンサからドアロック解除情報がさらに入力されたときに、前記ファンを作動させることを特徴とする請求項９に記載のブロアユニット。
【請求項１１】
前記制御部に前記ステータス情報として車両に搭乗者が近づいたことを示す搭乗者位置情報がさらに入力されたときに、前記ファンを作動させることを特徴とする請求項９又は１０に記載のブロアユニット。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載のブロアユニットを車両用空調装置のブロアユニットと兼用することを特徴とする車両用換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車中の車内温度を低減する車両換気用のブロアユニット及びそれを用いた車両用換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
夏季に自動車を停車しておくと、車内温度が７０℃以上にもなり、乗員に不快感を与えると共に、冷房に対して非常に大きなエネルギーを要している。一般にこれを駐車時の熱負荷と呼び、様々な対策が行なわれている。例えば、ガラスを熱線カットガラスにして、車内への熱の進入を防止し、或いは駐車中にブロワにより換気を行ない、熱を車外に排出するものなどの先行技術がある（例えば、特許文献１〜６を参照。）。
【０００３】
また、換気技術として自動車のドアロックを解除したときに、窓が開き、エアコンのブロアを作動させるという技術（例えば特許文献７を参照。）や、ドアキーの挿入時から所定時間だけ換気する技術もある（例えば特許文献８を参照。）。
【特許文献１】特開平５−１４７４２６号公報
【特許文献２】特開平８−１１５２４号公報
【特許文献３】特公平３−３８１３４号公報
【特許文献４】特開平２−２５６５１０号公報
【特許文献５】特開昭６１−１４３２１１号公報
【特許文献６】実開昭５８−２２３０８号公報
【特許文献７】特開平５−２８６３５１号公報
【特許文献８】特開昭５７−３３０１１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、上記先行技術は、日射などにより車内温度が上昇すると常に換気のためのファンを作動させるような制御であるため、消費電流が多く、電源としてバッテリや太陽電池が必要となり実用性が低い。特に、ブロアユニットのファンを作動させるモータがブラシ付きであると、ブロアを作動するために高い電圧を必要とし、また消費電流が多く、電源の寿命を伸ばすことが難しい。
【０００５】
また、ドアロックを解除時にファンを作動させる場合、ドアロックの解除と共に窓が開くということ、エアコンのブロアを利用して風を吹き出すということは、搭乗者の乗り込み時には不自然で、不快感を与えるものであった。
【０００６】
さらに、ドアキーの挿入時から所定時間だけ換気する場合、ドアキーの挿入をしてから搭乗者が車内に入るまでの時間は非常に短時間であり、車内温度を低下させるまでには至らない。
【０００７】
また、搭乗者の不快感の要因の一つに、車両内の揮発性有機化合物（以降、「ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」と称す。）がある。ＶＯＣは、車両のインストルメントパネル、ボディ、シートなどに使用される塗料、接着剤などから揮発される有機化合物である。駐車時に車内温度が上がり、換気が行なわれないとＶＯＣは多くなる。このＶＯＣを換気装置により換気するためには、十分な時間が必要となり、ドアキーの挿入をしてから搭乗者が車内に入るまでの時間では、ＶＯＣ濃度を低下させるまでには至らない。
【０００８】
そこで、本発明では、ブロアユニットのファンを作動させるモータに消費電流の小さなブラシレスモータを使用し、駐車時の車両の各種情報から最適なモータの作動時間及び回転速度を算出し、モータを制御する制御部を設けることで、ブロアユニットとしてのエネルギー消費を低減することを目的とする。
【０００９】
また、車内温度が高い車両に搭乗者が乗り込む際に、搭乗の所定時間前に本発明のブロアユニットを作動させることで車内温度及びＶＯＣ濃度を下げて、搭乗者に不快感を与えない車両換気用のブロアユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、このようなブロアユニットを車両用空調装置のブロアユニットと兼用することで、エネルギー消費の小さい車両用換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るブロアユニットは、ファンを作動させるブラシレスモータと、該ブラシレスモータを所定の作動時間及び所定の回転速度で駆動させる制御部とを少なくとも備えるブロアユニットにおいて、前記制御部が、車両のステータス情報を入力し、該ステータス情報に応じた前記ブラシレスモータの前記作動時間及び回転速度を演算し、該作動時間及び該回転速度を得られるように前記ブラシレスモータを駆動させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るブロアユニットでは、前記ブロアユニットがステータス情報センサを備え、前記制御部は、該ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを含む。ブロアユニットがステータス情報センサを備えることで、車両が各種ステータス情報センサを有さない場合においても、本発明のブロアユニットを使用することができる。
【００１３】
本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部は、ステータス情報センサが接続された前記車両のコントローラ・エリア・ネットワークに接続され、前記ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを含む。コントローラ・エリア・ネットワーク（以降、「ＣＡＮ」と称す。）は、車載ネットワークの規格であり、全てのノードをマスタとするネットワークである。ＣＡＮを採用する車両において、本発明のブロアユニットを使用することができる。
【００１４】
また、本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部は、ＨＶＡＣ制御部を介して前記車両のローカル・インターコネクト・ネットワークに入力されるステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを含む。ＨＶＡＣは車両の空調装置のことである。ローカル・インターコネクト・ネットワーク（以降、「ＬＩＮ」と称す。）は、車載ネットワークの規格であり、一つのマスタと、複数のスレーブとの間のネットワークである。マスタ（例えばＨＶＡＣ制御部）の許可により、スレーブ（本発明においてはブロアユニットの制御部とステータス情報センサ）は通信を行なう。ＬＩＮを採用する車両において、本発明のブロアユニットを使用することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部は、前記車両が備えるステータス情報センサに接続され、該ステータス情報センサの出力を前記ステータス情報として入力することを含む。車両が備えるステータス情報センサの出力を制御部に入力し、モータの回転速度制御を行なうことができる。
【００１６】
本発明に係るブロアユニットでは、前記ステータス情報が、日射センサからの日射情報、車内温度センサからの車内温度情報、又は、外気温度センサからの外気温度情報の少なくともいずれか１種であることが好ましい。上記センサ情報をもとに最適なモータの回転速度で制御をすることができる。
【００１７】
本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部は、前記車両の製造後からの経過時間、前記車両のエンジン停止からの経過時間、及び、前記ステータス情報から得た車内温度から揮発性有機化合物濃度を求め、前記揮発性有機化合物濃度に応じた換気回数を得られるような前記作動時間及び前記回転速度を演算することを含む。ＶＯＣ濃度は、上記の経過時間と車内温度の関数として定義され、これを算出することが可能である。この値をもとにＶＯＣを換気するために必要な車室内の換気回数を求め、換気回数が得られるようにブラシレスモータの作動時間及び回転速度を制御することができる。
【００１８】
また、本発明に係るブロアユニットでは、前記車内温度は、エンジン停止時の車内温度と車両のドアロックが解除された時点の車内温度との平均値であることを含む。ＶＯＣ濃度を算出するための車内温度を、駐車している間を通してモニタする必要がなく、簡易的に求めることができる。
【００１９】
本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部に前記ステータス情報としてエンジン停止情報及び所定温度以上の車内温度情報が入力されたときに、前記ファンを作動させることを含む。駐車中に車内温度が上昇すると換気を行ない、駐車中に日射による車内温度の上昇及びＶＯＣ濃度の増加を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部に前記ステータス情報として車両のドアロックセンサからドアロック解除情報がさらに入力されたときに、前記ファンを作動させることを含む。ドアロック解除と共にファンを稼動させ、乗員が乗り込むまでの限られた時間内でＶＯＣ濃度及び車内温度の低減を図ることができる。
【００２１】
さらに、本発明に係るブロアユニットでは、前記制御部に前記ステータス情報として車両に搭乗者が近づいたことを示す搭乗者位置情報がさらに入力されたときに、前記ファンを作動させることを含む。搭乗の所定時間前に本発明のブロアユニットを作動させ、ＶＯＣ濃度及び車内温度をさらに低減しておくことができるので、搭乗者により不快感を与えない。
【００２２】
本発明に係る車両用換気装置は、前記のブロアユニットを車両用空調装置のブロアユニットと兼用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るブロアユニットは、ブロアユニットのファンを作動させるモータに消費電流の小さなブラシレスモータを使用し、駐車時の車両の各種情報から最適なモータの作動時間及び回転速度を算出してモータを制御する制御部を設けることで、ブロアユニットとしてのエネルギー消費を低減する。これにより、駐車時でも車内を換気することができる。また、車内温度が高い車両に搭乗者が乗り込む際に、搭乗の所定時間前に本発明のブロアユニットを作動させることでＶＯＣ濃度及び車内温度を下げて、搭乗者に不快感を与えない。さらに、このようなブロアユニットを車両用空調装置のブロアユニットと兼用することで、エネルギー消費の小さい車両用換気装置とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明について実施形態を示しながら詳細に説明するが本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。以下、図１から図１３を参照しながら本実施形態に係るブロアユニットについて説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
本実施形態に係るブロアユニットは、ファンを作動させるブラシレスモータと、該ブラシレスモータを所定の作動時間及び所定の回転速度で駆動させる制御部とを少なくとも備えるブロアユニットにおいて、前記制御部が、車両のステータス情報を入力し、該ステータス情報に応じた前記ブラシレスモータの前記作動時間及び回転速度を演算し、該作動時間及び該回転速度を得られるように前記ブラシレスモータ駆動させるものである。
【００２６】
ブロアユニットは、車両の換気装置のうち、車内の空気を車外に排気する空気流れを形成するユニットである。換気装置は、車両に独立に設けられるものであっても良く、ＨＶＡＣと兼用のものであっても良い。この場合は換気の他、車内空気を循環させる空気流れを形成するユニットともなる。本実施形態においては、ＨＶＡＣと兼用する場合のブロアユニットについて説明する。
【００２７】
ＨＶＡＣの概略の構成の一例を図１に示す。通常、ＨＶＡＣ１は、ブロアユニット１００と、内外気切換箱９と、クーラーユニット２と、ヒータユニット３と、車内吹出口４とで構成される。ブロアユニット１００は、内外気切換箱９の内外気切換ドア８が外気導入モード（ＦＲＥモード）の場合、内外気切換箱９に連通する外気導入口６から空気を取り込み、内外気切換ドア８が内気導入モード（ＲＥＣモード）の場合、内外気切換箱９に連通する車内空気吸入口７から空気を取り込む。この取り込んだ空気をクーラーユニット２やヒータユニット３に送り、車内吹出口４から車内に空気を吐出させるものである。
【００２８】
ブロアユニット１００の概略の構成を図２の組立図で説明する。ブロアユニット１００は、ブロアケース５と、ファン１０と、ブラシレスモータ１１と、ブラシレスモータ１１を制御する制御部１４と、ブラシレスモータ１１の回転子の回転位置を検出する検出センサ（不図示）と、ブラシレスモータの駆動用電源（不図示）とで構成される。
【００２９】
ブロアケース５は吸入口（不図示）と、吹出口１２と、ファン収容口１３を有する。ファン収容口１３を通してファン１０が収容される。
【００３０】
本実施形態に係るブロアユニット１００の具体的な構成例について図３で説明する。図３に示すブロアユニット１００は、ブロアケース５と、ファン１０と、ブラシレスモータ１１と、ブラシレスモータ１１を制御する制御部１４とで構成される。
【００３１】
ブラシレスモータ１１は、永久磁石である回転子１５と、回転子１５を保持する回転体１６と、回転体１６の回転中心２０に配置される回転軸１９と、コイル１８を巻きつける固定子１７と、回転子１５の回転位置を検出する位置検出センサ（不図示）とで構成される。図３においては、固定子１７を回転中心２０側に配置し、回転子１５を外筒側に設ける形態としたが、本実施形態におけるブラシレスモータでは、回転中心側に回転子、外筒側に固定子を配置する形態であっても良い。
【００３２】
回転子１５は、固定子１７が発生する回転磁界との引力、斥力により回転軸１９を中心に回転する。本実施形態では、回転子１５の形状、寸法、セグメント数、磁極数は特に限定しない。また、永久磁石の種類も特に限定はせず、フェライト磁石であっても良く、ネオジウム磁石などの希土類磁石であっても良い。
【００３３】
固定子１７は、巻きつけたコイル１８に、制御部１４に設けた整流回路２３で整流された電流を流すことで回転磁界を発生する。本実施形態では、固定子１７の形状、寸法、個数は特に限定しない。
【００３４】
回転軸１９は、回転体１６の回転中心２０で回転体１６に挿嵌される。また、回転軸１９は、固定子１７に対してはベアリング２１を介して保持される。さらに、回転軸１９のうちファン１０側の一端は、ファン１０の底部に嵌合される。このような構造により、回転子１５が受ける引力、斥力がファン１０に伝えられ、ファン１０は回転する。
【００３５】
また、ブラシレスモータ１１では、回転子１５の位置情報をもとに整流回路２３で電流の制御を行なう必要があるため、回転子１５の位置を検出する検出センサ（不図示）を備える。本実施形態では、検出センサは特に限定しない。ホールセンサをブラシレスモータ１１の内部に設けて、回転子１５の磁極の強さを検出する方式であっても良く、ブラシレスモータ１１の外部にロータリーエンコーダやレゾルバを設けて検出する方式であっても良い。また、ブラシレスモータ１１に検出センサを設けず、ブラシレスモータ１１の逆起電圧の波形を分析して得られる情報から回転子１５の位置検出を行なう方式であっても良い。
【００３６】
このようなブラシレスモータ１１を使用することにより、ファンをブラシ付きモータでは実現できない低回転速度で回転させることができ、低回転速度域で過剰な電力供給をすることがなく、消費電流を低減することができる。また、回転速度を周囲の条件に応じて制御できるので、消費電流を低減することができる。さらに、ブラシを持たないため、長寿命、メンテナンスフリーのモータとすることができる。
【００３７】
ファン１０は、図３では遠心式のシロッコファンを示したが、本実施形態ではターボファンであっても良く、さらに貫流式ブロアであっても良い。
【００３８】
制御部１４は、一例として、ＣＰＵ２２と、整流回路２３と、ＣＰＵ２２及び整流回路２３を積載する基板２４と、整流回路２３を空冷するラジエター２５と、電源入力回路（不図示）と、ステータス情報入力回路（不図示）と、で構成される。
【００３９】
本実施形態における制御部１４の回路ブロック図を図４に示す。図４に示す制御部１４は、車載ネットワークであるＣＡＮを採用する車両において本実施形態を適用した形態を示すものである。
【００４０】
制御部１４に設けられる各回路をその接続とともに説明する。電源入力回路２６は、バッテリ３１から電力を入力し、この電力を整流回路２３に供給する。また、電源入力回路２６は、バッテリ３１からの電力の一部をＣＰＵ２２に作動用電圧として供給する。また、図４に示すように電源入力回路２６は、ＣＰＵ２２に電源電圧検出情報３３を出力しても良い。
【００４１】
整流回路２３は、電源入力回路２６から供給される電流を、駆動用電流としてブラシレスモータ１１の固定子に供給する。この際、整流回路２３は、ＣＰＵ２２が演算したブラシレスモータ１１の作動時間及び回転速度を入力し、ブラシレスモータ１１にその作動時間及び回転速度となる回転磁界を発生するように各固定子に適宜駆動電流を供給する。図４は、ブラシレスモータ１１を３相励磁する形態を示すが、励磁の相数は特に限定しない。ＣＰＵ２２はどの相に励磁するかを演算し、この情報をもとに整流回路２３でスイッチングする。本実施形態において整流回路２３に用いるスイッチングデバイスは特に限定せず、ＭＯＳ−ＦＥＴであっても良く、接合型ＦＥＴであっても良い。
【００４２】
前述のようにブラシレスモータ１１を制御するため、ブラシレスモータ１１には回転子の回転位置の検出センサが備えられる。図４では、検出センサにホール効果を用いたホールセンサ３２を使用する。位置信号検出回路２８は、ホールセンサ３２から励磁電圧と基準電圧を入力し、差分電圧をＣＰＵ２２に出力する。ＣＰＵ２２では、差分電圧を回転子の位置信号に変換する。この位置信号をもとに、ＣＰＵ２２はブラシレスモータ１１のどの相に励磁するかを演算する。
【００４３】
電流検出回路２９は、整流回路２３がブラシレスモータ１１に供給した駆動電流を検出し、この情報をＣＰＵ２２にフィードバックする。
【００４４】
ステータス情報入力回路の一形態であるＣＡＮ通信回路２７は、ＣＡＮのバスラインである車両バスライン３０から、制御部１４の外部でＣＡＮに接続されるステータス情報センサ６７の出力であるステータス情報を入力する。また、ＣＡＮ通信回路２７は、ＣＰＵ２２へ、ステータス情報をＣＰＵ２２に出力する。さらにＣＰＵ２２で演算した回転速度を車両バスライン３０に出力し、ＣＡＮに接続される他の機器へ回転速度を変更したとの情報を提供する。
【００４５】
ＣＰＵ２２では、ブラシレスモータ１１のある時点での回転速度を、電流検出回路２９で検出された駆動電流、或いは、回転子の位置信号を微分することにより求める。この回転速度を、ステータス情報の変化量に応じて増加させるか、減少させるか、又は、一定とするかを判断する。さらに、この回転速度の作動時間をステータス情報の変化量に応じて判断する。例えば、車内温度が１℃上昇すると、回転速度を１０％上昇させ、この作動時間を１０分としてブラシレスモータを作動させる。
【００４６】
各種ステータス情報は、日射センサからの日射情報、車内温度センサからの車内温度情報、外気温度センサからの外気温度情報などが好適である。また、後述するドアロック状態情報もＣＡＮ通信回路２７を介してＣＰＵ２２に入力される。
【００４７】
次に、本実施形態におけるブロアユニット１００の使用方法について説明する。まず、駐車中に日射を受けて車内温度が上昇した場合の、ブロアユニット１００を用いて車内をクールダウンさせる換気モードの制御の流れについて説明する。図５は本実施形態に係るブロアユニット１００の制御の流れを示すフローチャートである。制御の流れの説明中に示すブロアユニットの構成品は図１、２、３、４に示す。エンジンＥＣＵからエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ１）、オフの場合は車内温度センサの値で車内温度が４０℃以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ２）。車内温度が４０℃未満であるときは整流回路２３から駆動電流が流れず、ファン１０をオフ（ステップＳ７）としたままでステップＳ１に戻る。車内温度が４０℃以上である場合は、電源電圧検出情報３３の示す車載バッテリの電圧が１２Ｖ以上であるか否かの判断を行なう（ステップＳ３）。車載バッテリの電圧が１２Ｖ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファン１０をオフ（ステップＳ７）としたままでステップＳ１に戻る。一方、車載バッテリの電圧が１２Ｖ以上の場合は、内外気切換ドア８をＲＥＣモード（内気導入モード）とする（ステップＳ４）。次に整流回路２３から駆動電流をブラシレスモータ１１に供給し、ファン１０を回す（ステップＳ５）。ファン１０が作動すると、車内空気が車内空気吸入口７から流れ込み、吹出口１２を通過し、車両用の換気装置の車外吹出口（不図示）から車外に排気される。次に車載バッテリの電圧が１１Ｖ未満であるか否かの判断を行なう（ステップＳ６）。車載バッテリの電圧が１１Ｖ未満の場合は、バッテリ上がりを防止するためファン１０をオフ（ステップＳ７）とする。一方、車載バッテリの電圧が１１Ｖ以上の場合は、ステップＳ１に戻る。
【００４８】
エンジンオンとなった場合（ステップＳ１）、エアコンＥＣＵからのエアコン情報によりエアコンのオン-オフの判断を行なう（ステップＳ８）。エアコンがオンの場合には、整流回路２３から駆動電流をブラシレスモータ１１に供給し、ファン１０をオンとする（ステップＳ９）。ＲＥＣモード又はＦＲＥモード（外気導入モード）のいずれも可能な空調運転となる。そして、ステップＳ１に戻る。
【００４９】
図５のフローチャートでは、車内温度４０℃を基準としてファン１０の作動を判断したが、これは例示であって、３５℃以上で任意に設定しても良い。また制御部１４は、例えば車内温度が４０℃以上５０℃未満の場合は風量を少（２０ｍ３／ｈｒ）、５０℃以上６０℃未満の場合は風量を中（７０ｍ３／ｈｒ）、７０℃以上の場合は風量を多（１００ｍ３／ｈｒ）と、車内温度に比例して増やすようにファンの回転速度を制御しても良い。また、図５では車載バッテリの電圧により、バッテリ上がりを防止するフローを示したが、ファン１０をオンとした後、作動が所定時間を経過した後にファン１０をオフとなるように制御しても良い。もちろん、ＯＮ／ＯＦＦの２段階の制御でも、本発明の範囲に相当する。例えば、５０℃以下ではＯＦＦ、５０℃以上になった時にファンを作動させるようにしても良い。また、ファン１０をオンとする車載バッテリの電圧の基準である１２Ｖは、任意に設定しても良く、ファン１０をオフとする車載バッテリの電圧の基準である１１Ｖも、任意に設定しても良い。
【００５０】
次に本実施形態に係るブロアユニット１００が、ドアロック解除情報により運転を行なう場合について説明する。図６はドアロック解除の信号によりブロアユニット１００の作動を示すフローチャートである。図５に示すエンジンＥＣＵからエンジン作動情報を得てブロアユニット１００を作動する場合との相違は、ブロアユニット１００の作動のためのトリガーをドアロック解除の信号とすることである（ステップＳ１０）。ドアロック解除の信号は、搭乗者がドアロックキーをキー穴に差し込み、ロックが解除されたことを認識する信号としても良いし、車両側に受信手段（不図示）、ドアロックキーに送信手段（不図示）を設け、受信手段がドアロックキーから送られる信号をドアロック解除信号としても良い。ドアロック解除の信号とすることで、搭乗者が車外からブロアユニット１００を作動させることができる。
【００５１】
次に本実施形態に係るブロアユニット１００が、車両に搭乗者が近づいたことを示す情報である搭乗者位置情報により運転を行なう場合について説明する。図７は搭乗者が車両に近づいた時にブロアユニット１００の作動を示すフローチャートである。図５に示すエンジンＥＣＵからエンジン作動情報を得てブロアユニット１００を作動する場合との相違は、ブロアユニット１００の作動のためのトリガーを、エンジン停止情報及び搭乗者位置情報とすることである（ステップＳ１１）。搭乗者位置情報は、車両側に受信手段（不図示）、ドアロックキーに送信手段（不図示）を設け、受信手段がドアロックキーから送られる信号としても良い。搭乗者位置情報をトリガーとすることで、車両から離れた位置からブロアユニット１００を作動させることができる。
【００５２】
受信手段は、搭乗者位置情報を受ける受信機である。受信手段は、搭乗者位置情報を入力すると共に、制御部１４へ該情報を出力する。受信手段は、車両のドア、トランク、ダッシュボードなどいずれに設置しても良い。搭乗者位置情報とは、例えば、スマートキー、リモートコントロールキー等の車両キーから発信される車両ドアロックキー解除信号又は／及び換気開始信号、或いは携帯電話、ＰＨＳ等の通信端末から発信される車両ドアロックキー解除信号又は／及び換気開始信号がある。これらの車両ドアロックキー解除信号又は／及び換気開始信号を、電波、赤外線等の媒体により伝達することで、遠隔から操作が可能である。遠隔操作可能範囲は、搭乗者が車両に乗り込む１〜５分間前に、受信手段が搭乗者位置情報を受けることができる範囲であることが好ましい。例えば、車両を中心として半径８０ｍから４００ｍである。ただし、車両を中心として半径８０ｍ未満の範囲とすることを制限するものではない。車両のセキュリティと換気時間確保の観点から、ドアロック解除前にブロアユニット１００を作動させるが好ましく、これを実現するためには搭乗者が近づいたことを示す情報として換気開始信号とすることがより好ましい。
【００５３】
なお、車両に発信機（不図示）を設置しても良い。車両キーや携帯電話、ＰＨＳ等の通信端末がその発信機から信号を受けて、当該信号を解析して所定の条件を満たしたときのみ、受信手段が車両キーや携帯電話、ＰＨＳ等の通信端末から発信された信号を受け付けるように登録手段、認証手段を設けても良い。
【００５４】
次に本実施形態に係るブロアユニット１００が、車内温度とともにＶＯＣ濃度を低減する場合について説明する。ＶＯＣは、車室内の温度とともに多く発生する。また、駐車時のように換気されない時間が長いとＶＯＣ濃度は高くなる。したがって、エンジン停止からの経過時間である放置時間と、放置時間中の車内温度をモニタすることで、乗り込む際のＶＯＣ濃度を予測することができる。また、ＶＯＣのもとになるものは、車両のインストルメントパネル、ボディ、シートなどに使用される塗料、接着剤などから揮発される有機化合物である。したがって、車両製造後からの経過時間及び車内空気を入れ替えた換気回数にも依存する。以上について検討を行なった結果、車両に乗り込む際のＶＯＣ濃度は、数１で与えられることがわかった。ここで、Ａ、Ｂは車両製造後からの経過時間に応じて変化する定数である。また、自然換気回数は、ＶＯＣが車両の隙間などから自然に流出する分を回数で表わすものである。この回数は、車内容積に相当する量を１回として換算する。自然換気回数は、車種によっても異なる。
【数１】
2006213082.tif 000003
【００５５】
数１の車内温度は、エンジン停止後からドアロックが解除された時点までの間をモニタし、その平均温度としても良いが、エンジン停止時の車内温度と、車両のドアロックが解除された時点の車内温度との平均値とすることが好ましい。これにより簡易的にＶＯＣ濃度を予測することができる。
【００５６】
上述したＶＯＣ濃度に対して必要となるブラシレスモータの回転速度の演算内容の一例について説明する。ＶＯＣ濃度から目標換気量を数２で求めることができる。目標換気量とは、単位時間当たりの換気回数を示すものである。ブラシレスモータの作動時間を設定することにより決定される。ここで、目標濃度としては厚生労働省の指針である０．４μｇ／ｍ３としても良い。次に目標換気量から必要風量を数３で求めることができる。ここで、効率とは車種、形状によって異なる係数であり、例えば０．５〜０．７である。次に必要風量から回転速度を数４で求めることができる。ここで、風量回転速度相関係数とは、ファンの寸法、形状によって異なる係数である。以上のように求められる回転速度を制御部が演算し、ブラシレスモータを駆動することで適切にＶＯＣ濃度を低減することができる。
【数２】
2006213082.tif 000004
【数３】
2006213082.tif 000005
【数４】
2006213082.tif 000006
【００５７】
上記のようにＶＯＣ濃度を低減し、さらに車内温度を低減するブロアユニット１００の作動を示すフローチャートを図８に示す。制御の流れの説明中に示すブロアユニットの構成品は図１、２、３、４に示す。エンジンＥＣＵからエンジンの作動状態を判断し（ステップＳ２１）、エンジン停止状態であれば、制御部１４は車内温度センサから車内温度を取得する（ステップＳ２２）。また、この時点の時間を初期値として、制御部１４の内部タイマ（不図示）若しくは他の装置のタイマ（不図示）から時間を入手しエンジン停止からの経過時間を計測する（ステップＳ２３）。次に車両のドアロックセンサ（不図示）からドアロック状態情報を取得する（ステップＳ２４）。ドアロック解除がされていない場合は、ステップＳ２４に戻る。ドアロック解除情報を取得すると、制御部１４は車内温度センサから車内温度を取得する（ステップＳ２５）。また、この時点でエンジン停止からの経過時間（放置時間）を確定する（ステップＳ２６）。さらに、車両製造後からの経過時間を確定する（ステップＳ２７）。車両製造後からの経過時間は、制御部１４の内部タイマ（不図示）で計測しても良く、他の装置のタイマ（不図示）で計測しても良い。エンジン停止時の車内温度、ドアロック解除時の車内温度、放置時間、車両製造後からの経過時間から、制御部１４は前述の式によりＶＯＣ濃度を予測する（ステップＳ２８）。さらに、ＶＯＣ濃度から、制御部１４は前述の式によりブラシレスモータ１１の作動時間を決定（ステップＳ２９）し、回転速度を決定する（ステップＳ３０）。ここで、制御部１４は、図８に示すようにＶＯＣ濃度と車内温度との相関データベースを持ち、回転速度を決定することとしても良い。例えばＶＯＣ濃度を高（０．８μｇ／ｍ３以上）、中（０．６μｇ／ｍ３以上０．８μｇ／ｍ３未満）、低（０．４μｇ／ｍ３以上０．６μｇ／ｍ３未満）と区分する。また、車内温度を５０℃未満、５０℃以上５５℃未満、５５℃以上６０℃未満、６０℃以上６５℃未満と区分する。さらに風量をＬ（２０ｍ３／ｈｒ）、Ｍ（７０ｍ３／ｈｒ）、Ｈ（１００ｍ３／ｈｒ）として、これをマトリックスにして回転速度を制御しても良い。
【００５８】
上記のステップを踏んだ後、ブロアユニットを作動させ、ファンオンとする（ステップＳ３１）。ファンの作動時間をモニタし（ステップＳ３２）、ステップＳ２９で設定した作動時間を経過するとファンオフとし（ステップＳ３３）、制御を終了する（ステップＳ３４）。なお、ステップＳ３１の後のステップは、前述した図５、６、７のフローチャートにより制御することとしても良い。
【００５９】
また、本実施形態において、ＶＯＣ濃度を予測して決定されるブラシレスモータの回転速度と、車内温度から決定されるブラシレスモータの回転速度が異なる場合、回転速度が速いものを採用することとしても良い。
【００６０】
さらに、本実施形態においては、放置時間と車内温度をモニタしてＶＯＣ濃度を予測してブロアユニットの作動時間及び回転速度を決定する他、ＶＯＣセンサでＶＯＣ濃度を検出しブロアユニットの作動時間及び回転速度を決定しても良い。
【００６１】
図９は、ＨＶＡＣと兼用される車両用換気装置と、ＣＰＵの状態遷移を示す図である。ＣＰＵは、例えば速度設定信号として０以外の信号が入力されることにより、停止状態から作動状態に遷移する（状態遷移７０）。また、速度設定信号として０が入力されると、作動状態から停止状態に遷移する（状態遷移７１）。ＣＰＵが作動状態になるとＨＶＡＣは通常モードとして運転可能になる（状態遷移７２）。また、ＣＰＵは、例えばドアロック信号が解除信号であると認識すると、速度設定信号が入力されない場合においても、停止状態から作動状態に遷移する（状態遷移７４）。ＣＰＵが作動状態になるとＨＶＡＣは換気モードとして運転可能になる（状態遷移７５）。換気運転開始後、例えば換気装置が所定の作動時間作動すると、ＣＰＵは停止状態に遷移する（状態遷移７７）。また、換気運転中に速度設定信号が入力されると、ＨＶＡＣは換気運転から通常運転に遷移することとしても良い（状態遷移７６）。
【００６２】
（第２実施形態）
本実施形態に係るブロアユニット２００について説明する。第１実施形態のブロアユニットとの相違は、ステータス情報入力回路をＬＩＮ通信回路３４とすることのみである。したがって、この点に関して説明する。
【００６３】
本実施形態における制御部１４の回路ブロック図を図１０に示す。ステータス情報入力回路の一形態であるＬＩＮ通信回路３４は、ＨＶＡＣ制御部６９を介して、ＬＩＮに入力されるステータス情報センサ６７の出力をステータス情報として入力する。ＬＩＮにおいては、ＨＶＡＣ制御部６９はマスタとして働き、ステータス情報センサ６７及び制御部１４はスレーブとなる。したがって、ＨＶＡＣ制御部６９からの制御信号が入力されると、制御部１４はステータス情報センサ６７の出力を入力することができる。また、ＬＩＮ通信回路３４は、ステータス情報をＣＰＵ２２に出力する。このような構成とすることで、ＬＩＮを採用する車両において、本実施形態のブロアユニットを適用できる。
【００６４】
（第３実施形態）
本実施形態に係るブロアユニット３００について説明する。第１実施形態のブロアユニットとの相違は、ステータス情報入力回路が、車両が備えるステータス情報センサからステータス情報を入力することのみである。したがって、この点に関して説明する。
【００６５】
本実施形態における制御部１４の回路ブロック図を図１１に示す。ステータス情報入力回路３５は、車両が備えるステータス情報センサ６７からステータス情報を入力し、このステータス情報をＣＰＵ２２に出力する。このような構成とすることで、ＬＩＮやＣＡＮなどの車載ネットワークを採用しない車両においても、本実施形態のブロアユニットを使用できる。また、構成も容易なものとすることができる。
【００６６】
（第４実施形態）
本実施形態に係るブロアユニット４００について説明する。第３実施形態のブロアユニットとの相違は、ステータス情報センサをブロアユニット４００が備えることのみである。したがって、この点に関して説明する。
【００６７】
本実施形態における制御部１４の回路ブロック図を図１２に示す。ステータス情報入力回路３５は、ブロアユニット４００が備えるステータス情報センサ６７からテータス情報を入力し、このステータス情報をＣＰＵ２２に出力する。このような構成とすることで、車両が各種ステータス情報センサ６７を有さない場合においても、本実施形態のブロアユニットを使用できる。
【００６８】
（第５実施形態）
本実施形態は、本発明に係るブロアユニットをＨＶＡＣに適用した場合の使用方法を示すものである。本実施形態においてブロアユニットは、前述の第１、第２、第３、第４実施形態のいずれであっても良い。図１３は本実施形態に係る車両用換気装置５００の一形態を示す概略図である。車両用換気装置５００には、第１実施形態のブロアユニット１００を使用している。図１３（ａ）は、ＨＶＡＣの空調モードを示し、図１３（ｂ）は、ＨＶＡＣの換気モードを示す。
【００６９】
車両用換気装置５００は、車両のインストルメントパネル５０（以降、「インパネ」と称す。）の内部空間５１に収容され、ブロアユニット１００、フィルタユニット５６、エバポレータ５７が縦置きに配置される。また、車両用換気装置５００は、車内空気吸入口（不図示）と、ファイヤーボードの壁面に設けられる換気口５３と、インテーク部である内外気切換箱（不図示）と、内外気切換箱から車内吹出口５４までの空気の流路である通気流路５５ａ、５５ｂを備える。内外気切換箱は、換気口５３に連通している外気導入流路（不図示）と、車内空気吸入口（不図示）と、内外気導入の切換えを行なう内外気切換ドア（不図示）とを有する。さらに、ＨＶＡＣのデフ吹出口５８に向かうデフダクト５９に隣接して、換気口５３に連通するバイパス流路６０が設けられる。デフダクト５９とバイパス流路６０との分岐する位置に空気流れを切換えるため、換気切換えドア６１が設けられる。
【００７０】
まず、図１３（ａ）で、空調モードの空気流れについて説明する。空調モードでは、内外気切換ドア（不図示）はＦＲＥモード、ＲＥＣモードどちらであっても良い。ＦＲＥモードであれば、ブロアユニット１００の作動により、外気が換気口５３から流れ込み、通気流路５５ａで空気流れ６２を形成する。ＲＥＣモードであれば、ブロアユニット１００の作動により、車内空気が車内空気吸入口（不図示）から流れ込み、通気流路５５ａで空気流れ６２を形成する。空気流れ６２は、フィルタユニット５６及びエバポレータ５７を通過し、通気流路５５ｂにおいて空気流れ６３を形成する。空気流れ６３には、通気流路５５ｂ中にヒータコア６４、エアミックスドア６５を設け、エアミックスドア６５を開き、ヒータコア６４を通過する流れも含む。車両用換気装置５００を空調装置として使用する場合、エアミックスドア６５を開き、空気流れがヒータコア６４を通過することで、暖房空気を車室内に吐出することができる。また、エバポレータ５７で冷却した空気を乾燥させて車室内に吐出することができる。空調として動作する場合、換気切換えドア６１を閉の状態とし、空気流れ６３は、デフダクト５９を介して、デフ吹出口５８から車内に吐出される。
【００７１】
図１３（ｂ）で、換気モードの空気流れについて説明する。換気モードでは、内外気切換ドア（不図示）をＲＥＣモードとし、ブロアユニット１００の作動により、車内空気が車内空気吸入口（不図示）から流れ込み、通気流路５５ａで空気流れ６２を形成する。空気流れ６２は、通気流路５５ｂで空気流れ６３を形成する。車両用換気装置５００が換気モードの場合、換気切換えドア６１を開の状態とし、空気流れ６３はバイパス流路６０に流入し、空気流れ６６となる。空気流れ６６は、換気口５３から車室外に排気される。
【００７２】
本実施形態に係る車両用換気装置５００とすることで、ＨＶＡＣにエネルギー消費を低減できるブロアユニットを適用でき、且つ、構成品数の低減、低コスト化がはかれる。
【００７３】
（その他の実施形態）
第５実施形態の他、ＨＶＡＣを横置きに配置する形態としても良い。また、本発明の車両用換気装置はＨＶＡＣと兼用せずに独立のブロアを設け、換気を行なうこととしても良い。また、この場合、車内空気吸入口から換気口までの流路をインパネの内部空間としても良く、専用の通気流路を設けることとしても良い。さらに、本発明をＨＶＡＣと兼用しつつ、ＨＶＡＣとは独立のブロア、通気流路を設けることとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るブロアユニットは、車両用の換気装置の他、室内などを簡易的に換気したい場合の換気装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ＨＶＡＣの概略の構成図である。
【図２】第１実施形態に係るブロアユニットの概略の構成を示す組立図である。
【図３】第１実施形態に係るブロアユニットの具体的な構成例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る制御部の回路ブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るブロアユニットにおいてエンジン停止状態において作動させる場合のフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係るブロアユニットにおいてドアロック解除時のブロアユニットの作動を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係るブロアユニットにおいて搭乗者が車両に近づいた時のブロアユニットの作動を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係るブロアユニットにおいてＶＯＣ濃度と車内温度低減する場合のブロアユニットの作動を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態のＣＰＵと車両用換気装置の状態遷移を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る制御部の回路ブロック図である。
【図１１】第３実施形態に係る制御部の回路ブロック図である。
【図１２】第４実施形態に係る制御部の回路ブロック図である。
【図１３】第５実施形態に係る車両用換気装置の概略の構成及び空気流れを示す図であり、（ａ）は空調モード時、（ｂ）は換気モード時を示す。
【符号の説明】
【００７６】
１，ＨＶＡＣ
２，クーラーユニット
３，ヒータユニット
４，車内吹出口
５，ブロアケース
６，外気導入口
７，車内空気吸入口
８，内外気切換ドア
９，内外気切換箱
１０，ファン
１１，ブラシレスモータ
１２，吹出口
１３，ファン収容口
１４，制御部
１５，回転子
１６，回転体
１７，固定子
１８，コイル
１９，回転軸
２０，回転中心
２１，ベアリング
２２，ＣＰＵ
２３，整流回路
２４，基板
２５，ラジエター
２６，電源入力回路
２７，ＣＡＮ通信回路
２８，位置信号検出回路
２９，電流検出回路
３０，車両バスライン
３１，バッテリ
３２，ホールセンサ
３３，電源電圧検出情報
３４，ＬＩＮ通信回路
３５，ステータス情報入力回路
５０，インパネ
５１，インパネの内部空間
５３，換気口
５４，車内吹出口
５５ａ，５５ｂ，通気流路
５６，フィルタユニット
５７，エバポレータ
５８，デフ吹出口
５９，デフダクト
６０，バイパス流路
６１，換気切換えドア
６２，６３，６６，空気流れ
６４，ヒータコア
６５，エアミックスドア
６７，ステータス情報センサ
６８，ＬＩＮ接続ライン
６９，ＨＶＡＣ制御部
７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，状態遷移
１００，２００，３００，４００，ブロアユニット
５００，車両用換気装置
【図１】
2006213082.tif 000007
【図２】
2006213082.tif 000008
【図３】
2006213082.tif 000009
【図４】
2006213082.tif 000010
【図５】
2006213082.tif 000011
【図６】
2006213082.tif 000012
【図７】
2006213082.tif 000013
【図８】
2006213082.tif 000014
【図９】
2006213082.tif 000015
【図１０】
2006213082.tif 000016
【図１１】
2006213082.tif 000017
【図１２】
2006213082.tif 000018
【図１３】
2006213082.tif 000019