(57)【要約】【課題】冷房性能を向上させつつも、コンプレッサの騒音を認知し難い車両用空調装置を提供する。【解決手段】車両用空調装置１０はコンプレッサ４１とエアコンＥＣＵ８６とを備える。エアコンＥＣＵ８６は、コンプレッサ４１を制御する。エアコンＥＣＵ８６は、車両の速度が所定速度以上である場合には、コンプレッサ４１の回転速度の上限値を第１上限値に設定する。また、エアコンＥＣＵ８６は、車両の速度が所定速度未満であって、且つファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満である場合には、コンプレッサの回転速度を、第１上限値よりも小さい第２上限値に設定する。さらに、エアコンＥＣＵ８６は、車両の速度が所定速度未満であって、且つファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上である場合には、コンプレッサ４１の回転速度を、第１上限値よりも小さく、且つ第２上限値よりも大きい第３上限値に設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮するコンプレッサ（４１）と、
前記コンプレッサから吐出される冷媒と空気との間で熱交換を行うことにより冷媒を冷却するコンデンサ（４２）と、
前記コンデンサから吐出される冷媒を膨張させるエキスパンションバルブ（４３）と、
前記エキスパンションバルブから吐出される冷媒と、車室内に送風される空調用空気との間で熱交換を行うことにより、前記空調用空気を冷却するエバポレータ（４４）と、
前記コンプレッサを制御する制御部（８６）と、を備え、
前記制御部は、
車両の速度が所定速度以上である場合には、前記コンプレッサの回転速度の上限値を第１上限値に設定し、
前記車両の速度が前記所定速度未満であって、且つ前記コンデンサに空気を送風するファン装置（７０）の回転速度が所定回転速度未満である場合には、前記コンプレッサの回転速度を、前記第１上限値よりも小さい第２上限値に設定し、
前記車両の速度が前記所定速度未満であって、且つ前記ファン装置の回転速度が所定回転速度以上である場合には、前記コンプレッサの回転速度を、前記第１上限値よりも小さく、且つ前記第２上限値よりも大きい第３上限値に設定する
車両用空調装置。
【請求項２】
前記冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ（８４）を更に備え、
前記制御部は、
前記冷媒の圧力が所定圧力未満であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度未満であると推定し、前記冷媒の圧力が前記所定圧力以上であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度以上であると推定する
請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
車室外の温度である外気温を検出する外気温センサ（８０）を更に備え、
前記制御部は、
前記外気温が所定温度未満であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度未満であると推定し、前記外気温が前記所定温度以上であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度以上であると推定する
請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
車室内の温度である内気温を検出する内気温センサ（８１）を更に備え、
前記制御部は、
前記内気温が所定温度未満であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度未満であると推定し、前記内気温が前記所定温度以上であることに基づいて前記ファン装置の回転速度が所定回転速度以上であると推定する
請求項１に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置は、車室内に送風される空調用空気を冷却するための冷凍サイクル装置を備えている。冷凍サイクル装置は、基本的には、電動コンプレッサ、コンデンサ、エキスパンションバルブ、エバポレータにより構成されている。冷凍サイクル装置では、電動コンプレッサが作動することにより、電動コンプレッサ、コンデンサ、エキスパンションバルブ、エバポレータの順で冷媒が流れる。車両用空調装置では、エバポレータを流れる冷媒と、空調用空気との間で熱交換が行われることにより、空調用空気が冷却される。
【０００３】
一方、電動コンプレッサが作動する際、電動コンプレッサから作動音が発生する。この作動音は、車両が中速度又は高速度で走行している場合には、ロードノイズ等によりマスキングされるため、車両乗員にとって耳障りな音になり難い。しかしながら、車両が低速度で走行している場合には、ロードノイズ等によるマスキング効果が低下するため、結果的に電動コンプレッサの作動音が騒音として認知され易くなる。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の車両用空調装置では、電動コンプレッサの回転速度の上限値として、第１上限値と第２上限値とが設けられている。第２上限値は、第１上限値よりも小さい値に設定されている。特許文献１に記載の車両用空調装置は、車両の速度が所定速度以上の場合には電動コンプレッサの回転速度の上限値を第１上限値に設定し、車両の速度が所定速度未満の場合には電動コンプレッサの回転速度の上限値を第２上限値に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０４８９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の車両部品の質量低減の要望により、電動コンプレッサの質量の低減も同様に行われている。電動コンプレッサを軽量化した場合、従来と同等の出力を確保しようとすると、振動が発生し易くなる。この振動がエンジンに伝わると、エンジンから発生する放射音が大きくなるため、この放射音が車両乗員あるいは車両周りの人にとって耳障りな騒音となるおそれがある。以下では、便宜上、騒音を感じる対象者を「車両周りの人等」と略記する。
【０００７】
一方、このような騒音を抑制するために、第２上限値を従来の値よりも小さくするという方法も考えられる。しかしながら、この方法を採用すると、電動コンプレッサの回転速度の上限値が従来よりも低下するため、冷凍サイクル装置の性能が低下する。結果的に、車両用空調装置の冷房性能が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷房性能を向上させつつも、コンプレッサの騒音を認知し難い車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、車両用空調装置（１０）は、コンプレッサ（４１）と、コンデンサ（４２）と、エキスパンションバルブ（４３）と、エバポレータ（４４）と、制御部（８６）とを備える。コンプレッサは、冷媒を圧縮する。コンデンサは、コンプレッサから吐出される冷媒と空気との間で熱交換を行うことにより冷媒を冷却する。エキスパンションバルブは、コンデンサから吐出される冷媒を膨張させる。エバポレータは、エキスパンションバルブから吐出される冷媒と、車室内に送風される空調用空気との間で熱交換を行うことにより、空調用空気を冷却する。制御部は、コンプレッサを制御する。制御部は、車両の速度が所定速度以上である場合には、コンプレッサの回転速度の上限値を第１上限値に設定する。また、制御部は、車両の速度が所定速度未満であって、且つコンデンサに空気を送風するファン装置（７０）の回転速度が所定回転速度未満である場合には、コンプレッサの回転速度を、第１上限値よりも小さい第２上限値に設定する。さらに、制御部は、車両の速度が所定速度未満であって、且つファン装置の回転速度が所定回転速度以上である場合には、コンプレッサの回転速度を、第１上限値よりも小さく、且つ第２上限値よりも大きい第３上限値に設定する。
【００１０】
コンデンサに外気を送風するファン装置の作動音は、従来から聞き慣れている音であるため、車両周りの人等が不快に感じ難い。これに対し、コンプレッサの作動音は、ファン装置の作動音と比較すると、耳障りな音であり、車両周りの人等が騒音と感じやすい。そのため、コンプレッサの騒音がファン装置の騒音にマスキングされる範囲でコンプレッサの回転速度の上限値を大きくすれば、車両周りの人等に騒音を認知され難い状況を作りつつ、冷房性能を向上させることが可能である。
【００１１】
そこで、上記構成では、車両の速度が所定速度未満であって、且つファン装置の回転速度が所定回転速度以上である場合には、コンプレッサの回転速度が、第２上限値よりも大きい第３上限値に設定される。これにより、コンプレッサの回転速度を第３上限値まで増加させることができるため、冷房性能を向上させることができる。また、コンプレッサの回転速度が増加することによりコンプレッサの作動音が大きくなった場合でも、ファン装置の回転速度が所定回転速度以上であれば、コンプレッサの騒音がファン装置の騒音にマスキングされるため、車両周りの人等がコンプレッサの騒音を認知し難くなる。よって、車両周りの人等に不快感を与え難くなる。
【００１２】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷房性能を向上させつつも、コンプレッサの騒音を認知し難い車両用空調装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態の車両用空調装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施形態の車両用空調装置の冷凍サイクル装置、及びエンジン冷却系の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態の車両用空調装置及びエンジン制御系の電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態の車両用空調装置で用いられる冷媒圧力と通電デューティ値との関係を示すマップである。
【図５】図５は、実施形態の車両用空調装置により実行されるファン装置の回転速度上限値を設定するための処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態の車両用空調装置における通電デューティ値と騒音レベルとの関係を示すグラフである。
【図７】図７は、他の実施形態の車両用空調装置により実行されるファン装置の回転速度上限値を設定するための処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、他の実施形態の車両用空調装置により実行されるファン装置の回転速度上限値を設定するための処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、車両用空調装置の一実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の車両用空調装置の概要について説明する。
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態の車両用空調装置１０は、空調ケース２０と、空調ユニット３０とを備えている。車両用空調装置１０は、車両のインストルメントパネルの内部に設けられている。
【００１７】
空調ケース２０の内部には、空気通路２１が形成されている。空気通路２１は、空調用空気を車室内に導く通路である。空調用空気は、車室内の温度を調整するための空気である。空気通路２１内では、図中に矢印Ｗ１で示される方向に空調用空気が流れる。
【００１８】
空調ケース２０における空気流れ方向Ｗ１の上流側の部分には、空気通路２１内に空気を取り込む部分として、外気吸込口２２と、内気吸込口２３とが形成されている。外気吸込口２２は、車室外の空気である外気を空気通路２１内に取り込む部分である。内気吸込口２３は、車室内の空気である内気を空気通路２１内に取り込む部分である。
【００１９】
空調ケース２０における空気流れ方向Ｗ１の下流側の部分には、デフロスタ吹出口２４と、フェイス吹出口２５と、フット吹出口２６とが形成されている。デフロスタ吹出口２４は、空調ケース２０内を流れる空調用空気を車両のフロントガラスの内面に向かって吹き出す。フェイス吹出口２５は、空調ケース２０内を流れる空調用空気を運転者又は助手席の乗員に向かって吹き出す。フット吹出口２６は、空調ケース２０内を流れる空調用空気を運転者又は助手席の乗員の足下に向かって吹き出す。
【００２０】
空調ユニット３０は、外気吸込口２２又は内気吸込口２３から空気通路２１に導入された空気を基に空調用空気を生成する。空調ユニット３０は、ファン装置３１と、エバポレータ４４と、ヒータコア３２とを備えている。
【００２１】
ファン装置３１は、外気吸込口２２及び内気吸込口２３の空気流れ方向Ｗ１の下流側に配置されている。ファン装置３１は、通電に基づき回転することにより空気通路２１内に空気流を発生させる。ファン装置３１の通電量の調整により、空気通路２１内を流れる空調用空気の風量が調整される。
【００２２】
エバポレータ４４は、ファン装置３１の空気流れ方向Ｗ１の下流側に配置されている。エバポレータ４４は、冷凍サイクル装置の構成要素である。
【００２３】
図２に示されるように、冷凍サイクル装置４０は、コンプレッサ４１と、コンデンサ４２と、エキスパンションバルブ４３と、エバポレータ４４とを備えている。コンプレッサ４１、コンデンサ４２、エキスパンションバルブ４３、及びエバポレータ４４は、冷媒通路４５を介して環状に接続されている。
【００２４】
コンプレッサ４１は、エバポレータ４４から吐出される冷媒を圧縮して吐出する。コンプレッサ４１は、通電に基づき駆動する、いわゆる電動コンプレッサである。コンデンサ４２は、コンプレッサ４１から吐出される冷媒と、車室外の空気である外気との間で熱交換を行うことにより冷媒を放熱させて冷却し、冷却された冷媒を吐出する。エキスパンションバルブ４３は、コンデンサ４２から吐出される冷媒を膨張させて減圧し、減圧された冷媒を吐出する。エバポレータ４４は、エキスパンションバルブ４３から吐出される冷媒と、図１に示される空気通路２１内を流れる空調用空気との間で熱交換を行うことにより、冷媒を蒸発させて気化させる。エバポレータ４４は、冷媒が気化する際の気化熱を利用して空気通路２１内の空調用空気を冷却する機能、及び空気通路２１内の空調用空気を除湿する機能を有している。
【００２５】
ヒータコア３２は、エバポレータ４４の空気流れ方向Ｗ１の下流側に配置されている。ヒータコア３２は、エンジンとの間で循環するエンジン冷却水を熱源として空気通路２１内の空調用空気を加熱する。
【００２６】
空調ユニット３０は、内外気切替ドア３３と、エアミックスドア３４と、吹出口切替ドア３５とを更に備えている。内外気切替ドア３３は、外気吸込口２２及び内気吸込口２３を開閉することにより、空気通路２１内に取り込まれる空気を外気又は内気に切り替える。エアミックスドア３４は、ヒータコア３２に通過する空気の風量と、ヒータコア３２を迂回する空気の風量との比率を調整する。エアミックスドア３４の開度により、ヒータコア３２を通過する空気の風量と、ヒータコア３２を迂回する空気の風量との比率が調整されることで、空調用空気の温度が調整される。吹出口切替ドア３５は、デフロスタ吹出口２４、フェイス吹出口２５、及びフット吹出口２６をそれぞれ開閉する。空調ケース２０内で生成された空調用空気は、吹出口２４〜２６のうち、開状態の吹出口から車室内に向けて吹き出される。
【００２７】
次に、図２を参照して、エンジンを冷却するためのエンジン冷却系について説明する。
図２に示されるように、エンジン冷却系５０は、ラジエータ５１と、ウォータポンプ５２とを備えている。
【００２８】
ラジエータ５１は、コンデンサ４２に対して空気流れ方向Ｗ２の下流側に配置されている。空気流れ方向Ｗ２は、外気が流れる方向を示す。ラジエータ５１は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる外気との間で熱交換を行うことにより、冷却水を冷却する。ラジエータ５１は、エンジン６０のウォータジャケット６１と冷却水通路５３を介して環状に接続されている。冷却水通路５３は、ラジエータ５１において冷却された冷却水をウォータジャケット６１に供給する機能と、ウォータジャケット６１においてエンジン６０の熱を吸収して熱された冷却水をラジエータ５１に戻す機能とを有している。
【００２９】
ウォータポンプ５２は、冷却水通路５３の途中に設けられている。ウォータポンプ５２は、冷却水通路５３を流れる冷却水を圧送することにより、冷却水通路５３内の冷却水を循環させる。ウォータポンプ５２は、エンジン６０の動力を利用して駆動する。
【００３０】
エンジン冷却系５０は、コンデンサ４２及びラジエータ５１に外気を送風するファン装置７０を更に備えている。車両の走行中は、車両の走行風によりコンデンサ４２及びラジエータ５１に外気が供給される。車両の走行速度が低速度である場合、あるいは車両が停車している場合には、走行風によりコンデンサ４２及びラジエータ５１に供給される外気の風量が低下する。このような状況において、ファン装置７０は、その回転により矢印Ｗ２で示される方向の外気の流れを形成することにより、コンデンサ４２及びラジエータ５１に供給される外気の風量を確保する。
【００３１】
次に、本実施形態の車両用空調装置１０の電気的な構成について説明する。
車両用空調装置１０は、外気温センサ８０と、内気温センサ８１と、日射センサ８２と、エバ後温度センサ８３と、冷媒圧力センサ８４と、エアコン操作部８５と、エアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）８６とを備えている。本実施形態では、エアコンＥＣＵ８６が制御部に相当する。
【００３２】
外気温センサ８０は、車室外の温度である外気温Ｔｏｕｔを検出するとともに、検出された外気温Ｔｏｕｔに応じた信号を出力する。内気温センサ８１は、車室内の温度である内気温Ｔｉｎを検出するとともに、検出された内気温Ｔｉｎに応じた信号を出力する。日射センサ８２は、日射量Ａｓを検出するとともに、検出された日射量Ａｓに応じた信号を出力する。エバ後温度センサ８３は、空気通路２１においてエバポレータ４４を通過した空気の温度Ｔｅを検出するとともに、検出されたエバ後温度Ｔｅに応じた信号を出力する。冷媒圧力センサ８４は、図２に示されるように、コンデンサ４２に流入する直前の冷媒の圧力Ｐｒを検出するとともに、検出された冷媒圧力Ｐｒに応じた信号を出力する。この冷媒圧力Ｐｒは、冷凍サイクル装置４０における冷媒の負荷状態を示すパラメータである。エアコン操作部８５は、車両用空調装置１０の各種操作を行う際に車両乗員により操作される部分である。エアコン操作部８５は、車両乗員の操作に応じた信号を出力する。
【００３３】
エアコンＥＣＵ８６は、車両用空調装置１０を統括的に制御している。エアコンＥＣＵ８６は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３４】
エアコンＥＣＵ８６には、外気温センサ８０、内気温センサ８１、日射センサ８２、エバ後温度センサ８３、冷媒圧力センサ８４、及びエアコン操作部８５のそれぞれの出力信号が取り込まれている。エアコンＥＣＵ８６は、これらの出力信号に基づいて、外気温Ｔｏｕｔ、内気温Ｔｉｎ、日射量Ａｓ、エバ後温度Ｔｅ、冷媒圧力Ｐｒ、及びエアコン操作部８５に対する操作情報を取得する。エアコンＥＣＵ８６は、これらの情報に基づいて、ファン装置３１、内外気切替ドア３３、エアミックスドア３４、吹出口切替ドア３５、及びコンプレッサ４１を制御する。エアコンＥＣＵ８６は、インバータ装置８７を介してコンプレッサ４１の通電量をデューティ制御することにより、コンプレッサ４１の回転速度を制御する。
【００３５】
エアコンＥＣＵ８６は、車載ネットワーク１００を介してエンジンＥＣＵ９２と通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ９２は、エンジン６０やファン装置７０を統括的に制御している。エンジンＥＣＵ９２は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。エンジンＥＣＵ９２には、水温センサ９０、及び車速センサ９１のそれぞれの出力信号が取り込まれている。
【００３６】
水温センサ９０は、図２に示されるように、エンジン６０のウォータジャケット６１から吐出された直後の冷却水の温度Ｔｃを検出するとともに、検出された冷却水温Ｔｃに応じた信号を出力する。車速センサ９１は、車両の速度Ｖｃを検出するとともに、検出された車速Ｖｃに応じた信号を出力する。
【００３７】
エンジンＥＣＵ９２は、これらのセンサ９０，９１の出力信号に基づいて、冷却水温Ｔｃ、及び車速Ｖｃの情報を取得する。また、エンジンＥＣＵ９２は、車両に搭載された各種センサの出力信号に基づいて、エンジン６０を制御するために必要な各種パラメータを取得する。さらに、エンジンＥＣＵ９２及びエアコンＥＣＵ８６は、車載ネットワーク１００を介して、各種情報を送受信する。エンジンＥＣＵ９２は、これらの情報に基づいてエンジン６０やファン装置７０を制御する。エンジンＥＣＵ９２は、インバータ装置９３を介してファン装置７０の通電量をデューティ制御することにより、ファン装置７０の回転速度を制御する。
【００３８】
次に、エアコンＥＣＵ８６及びエンジンＥＣＵ９２の動作について詳しく説明する。
エンジンＥＣＵ９２は、エアコンＥＣＵ８６から車載ネットワーク１００を介して冷媒圧力Ｐｒの情報を取得する。エンジンＥＣＵ９２は、取得した冷媒圧力Ｐｒ、及び水温センサ９０により検出される冷却水温Ｔｃに基づいて、ファン装置７０の通電デューティ値Ｄｆを演算する。
【００３９】
具体的には、エンジンＥＣＵ９２のメモリには、図４に示されるような冷媒圧力Ｐｒと通電デューティ値Ｄｆとの関係を示すマップＭ１０が予め記憶されている。なお、図４において「Ｄｍａｘ」は、通電デューティ値の最大値を示している。マップＭ１０は、実線で示される低速用マップＭ１１と、一点鎖線で示される通常用マップＭ１２とからなる。低速用マップＭ１１及び通常用マップＭ１２では、基本的には、冷媒圧力Ｐｒが大きくなるほど、通電デューティ値Ｄｆがより大きい値に設定される。また、低速用マップＭ１１では、通常用マップＭ１２よりも通電デューティ値Ｄｆが大きい値に設定される。エンジンＥＣＵ９２は、車速Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ１以上である場合、通常用マップＭ１２を用いることにより、冷媒圧力Ｐｒから通電デューティ値Ｄｆを演算する。所定速度Ｖｔｈ１は、例えば２０［ｋｍ／ｈ］に設定されている。また、エンジンＥＣＵ９２は、車速Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ１未満である場合、通常用マップＭ１２よりも通電デューティ値Ｄｆが大きい値に設定される低速用マップＭ１１を用いることにより、冷媒圧力Ｐｒから通電デューティ値Ｄｆを演算する。これは、車速Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ１未満である場合、車両の走行風によりコンデンサ４２及びラジエータ５１に供給される外気の風量が低下することから、ファン装置７０の回転速度を上昇させる必要があるためである。
【００４０】
エンジンＥＣＵ９２は、演算された通電デューティ値Ｄｆに基づいて、インバータ装置９３からファン装置７０に供給される通電量をデューティ制御する。通電デューティ値Ｄｆの値が大きくなるほど、ファン装置７０の通電量が大きくなるため、ファン装置７０の回転速度が増加する。エンジンＥＣＵ９２は、このような通電制御に基づいて、ファン装置７０の回転速度を制御する。
【００４１】
なお、エンジンＥＣＵ９２は、冷却水温Ｔｃを監視しており、冷却水温Ｔｃが所定温度以上となった場合には、図４に示されるマップＭ１０に基づく演算結果に関わらず、通電デューティ値Ｄｆを最大値Ｄｍａｘに設定する。
【００４２】
一方、エアコンＥＣＵ８６は、エアコン操作部８５に対して入力された設定温度Ｔｓｅｔ、外気温Ｔｏｕｔ、内気温Ｔｉｎ、及び日射量Ａｓに基づいて、目標吹出温度ＴＡＯを演算する。エアコンＥＣＵ８６は、演算された目標吹出温度ＴＡＯに基づいてファン装置３１の風量及びエアミックスドア３４の開度を演算するとともに、それらの演算値に基づいてファン装置３１及びエアミックスドア３４を制御する。
【００４３】
また、エアコンＥＣＵ８６は、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて目標エバ後温度ＴＥＯを演算する。目標エバ後温度ＴＥＯは、エバポレータ４４を通過した空気の温度の目標値である。エアコンＥＣＵ８６は、エバ後温度センサ８３により検出されるエバ後温度Ｔｅを目標エバ後温度ＴＥＯに追従させるフィードバック制御の実行により、コンプレッサ４１の回転速度の目標値である目標回転速度ＮＡＣを演算する。エアコンＥＣＵ８６は、コンプレッサ４１の実際の回転速度ＮＡＣを目標回転速度ＮＣに追従させるべく、コンプレッサ４１の通電デューティ値Ｄｃを演算する。エアコンＥＣＵ８６は、演算された通電デューティ値Ｄｃに基づいて、インバータ装置８７からコンプレッサ４１に供給される通電量をデューティ制御する。通電デューティ値Ｄｃの値が大きくなるほど、コンプレッサ４１の通電量が大きくなるため、コンプレッサ４１の回転速度が増加する。エアコンＥＣＵ８６は、このような通電制御に基づいて、コンプレッサ４１の回転速度を制御する。
【００４４】
さらに、エアコンＥＣＵ８６は、車速Ｖｃ及び冷媒圧力Ｐｒに基づいてコンプレッサ４１の回転速度の上限値Ｎｍａｘを設定する。
【００４５】
次に、図５を参照して、エアコンＥＣＵ８６による回転速度上限値Ｎｍａｘの設定手順について詳しく説明する。なお、エアコンＥＣＵ８６は、図５に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
【００４６】
図５に示されるように、エアコンＥＣＵ８６は、まず、ステップＳ１０として、車両が低速度で走行しているか否かを判断する。具体的には、エアコンＥＣＵ８６は、車速Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ２以下である場合には、車両が低速度で走行していると判断する。また、エアコンＥＣＵ８６は、車速Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ２を超えている場合には、車両が中速度又は高速度で走行していると判断する。所定速度Ｖｔｈ２は、車両が低速度で走行しているか否かを判断することができるように予め実験等により求められており、エアコンＥＣＵ８６のメモリに記憶されている。
【００４７】
エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１０で否定判断した場合、すなわち車両が中速度又は高速度で走行している場合には、ステップＳ１４として、コンプレッサ４１の回転速度上限値Ｎｍａｘを第１上限値Ｎｍａｘ１に設定する。第１上限値Ｎｍａｘ１は、車両が中速度又は高速度で走行している際にコンプレッサ４１の作動音が車両周りの人等に騒音と認知され難いコンプレッサ４１の回転速度の最大値に設定されている。第１上限値Ｎｍａｘ１は、予め実験等により求められており、エアコンＥＣＵ８６のメモリに記憶されている。
【００４８】
エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１０で肯定判断した場合、すなわち車両が低速度で走行している場合には、ステップＳ１１として、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であるか否かを判断する。所定回転速度は、コンプレッサ４１の騒音をファン装置７０の騒音でマスキングすることのできる回転速度でファン装置７０が回転している状態であるか否かを判断することができる値である。
【００４９】
具体的には、ファン装置７０の通電デューティ値Ｄｆは、図４に示されるように冷媒圧力Ｐｒに基づいて設定される。したがって、ファン装置７０の回転速度は冷媒圧力Ｐｒと相関関係がある。これを利用し、エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１以上であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であると推定する。また、エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１未満であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満であると推定する。所定圧力Ｐｔｈ１は、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であるか否かを判断することができる値に予め実験等により設定されており、エアコンＥＣＵ８６のメモリに記憶されている。
【００５０】
エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１未満である場合には、ステップＳ１１で否定判断する。すなわち、エアコンＥＣＵ８６は、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満であると推定する。この場合、エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１２として、コンプレッサ４１の回転速度上限値Ｎｍａｘを第２上限値Ｎｍａｘ２に設定する。第２上限値Ｎｍａｘ２は、車両が停車している場合、あるいは車両が低速度で走行している場合にコンプレッサ４１の作動音を車両周りの人等が騒音と感じることのないコンプレッサ４１の回転速度の最大値に設定されている。第２上限値Ｎｍａｘ２は、第１上限値Ｎｍａｘ１よりも小さい値である。第２上限値Ｎｍａｘ２は、予め実験等により求められており、エアコンＥＣＵ８６のメモリに記憶されている。
【００５１】
エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１以上である場合には、ステップＳ１１で肯定判断する。すなわち、エアコンＥＣＵ８６は、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であると推定する。この場合、コンプレッサ４１の騒音をファン装置７０の騒音でマスキングすることができる。そのため、エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１３として、コンプレッサ４１の回転速度上限値Ｎｍａｘを、第１上限値Ｎｍａｘ１よりも小さく、且つ第２上限値Ｎｍａｘ２よりも大きい第３上限値Ｎｍａｘ３に設定する。第３上限値Ｎｍａｘ３は、ファン装置７０の騒音にマスキングされることによりコンプレッサ４１の作動音を騒音と感じ難いコンプレッサ４１の回転速度の最大値に設定されている。第３上限値Ｎｍａｘ３は、予め実験等により求められており、エアコンＥＣＵ８６のメモリに記憶されている。
【００５２】
次に、本実施形態の車両用空調装置１０の動作例について説明する。
車両が低速度で走行しており、且つ冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１以上である場合には、図４に示されるように、ファン装置７０の通電デューティ値Ｄｆは所定値Ｄｆ１以上に設定される。一方、図６に実線Ｎｆで示されるように、ファン装置７０の車外騒音レベルは、ファン装置７０の通電デューティ値Ｄｆとほぼ比例関係にある。したがって、通電デューティ値Ｄｆが所定値Ｄｆ１以上である場合には、ファン装置７０の車外騒音レベルは所定レベルＮｆ１以上となる。
【００５３】
一方、コンプレッサ４１の回転速度上限値Ｎｍａｘが第２上限値Ｎｍａｘ２に設定されている場合には、コンプレッサ４１の騒音レベルは目標騒音レベルＮｃ１以下となる。目標騒音レベルＮｃ１は、車両が停車している場合、あるいは車両が低速度で走行している場合に、コンプレッサ４１の作動音を車両周りの人等が騒音と感じ難い騒音レベルの最大値である。
【００５４】
また、ファン装置７０の車外騒音レベルが所定レベルＮｆ１以上である場合には、コンプレッサ４１の回転速度上限値Ｎｍａｘが第２上限値Ｎｍａｘ２よりも大きい第３上限値Ｎｍａｘ３に設定される。そのため、コンプレッサ４１の騒音レベルの最大値は、目標騒音レベルＮｃ１よりも大きい騒音レベルＮｃ２となる。しかしながら、この場合、コンプレッサ４１の最大騒音レベルＮｃ２よりもファン装置７０の騒音レベルの方が大きいため、コンプレッサ４１の騒音がファン装置７０の騒音にマスキングされる。これは以下の理由による。
【００５５】
コンデンサ４２及びラジエータ５１に外気を送風するファン装置７０の作動音は、従来から聞き慣れている音であるため、車両周りの人等が不快に感じ難い。これに対し、コンプレッサ４１の作動音は、ファン装置７０の作動音と比較すると、耳障りな音であるため、車両周りの人等が騒音と感じやすい。そのため、コンプレッサ４１の騒音レベルよりもファン装置７０の騒音レベルの方が大きければ、コンプレッサ４１の騒音がファン装置７０の騒音にマスキングされるため、コンプレッサ４１の作動音が騒音と認知され難くなる。
【００５６】
以上説明した本実施形態の車両用空調装置１０によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００５７】
（１）車両が低速度で走行している場合でも、コンプレッサ４１の回転速度を第３上限値Ｎｍａｘ３まで増加させることができるため、冷房性能を向上させることができる。また、コンプレッサ４１の騒音がファン装置７０の騒音にマスキングされるため、車両周りの人等がコンプレッサ４１の騒音を認知し難くなる。よって、車両周りの人等に不快感を与え難くなる。また、コンプレッサ４１の騒音を低減させるために、コンプレッサ４１の質量を増加させることや、車両の遮音性を高めることが不要となるため、コストの低減を図ることができる。
【００５８】
（２）エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１未満であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満であると判断する。また、エアコンＥＣＵ８６は、冷媒圧力Ｐｒが所定圧力Ｐｔｈ１以上であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であると判断する。これにより、ファン装置７０の回転速度を直接するセンサを必要とすることなく、ファン装置７０の回転速度を容易に推定することが可能となる。
【００５９】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・冷媒圧力Ｐｒと外気温Ｔｏｕｔとは比例関係にある。そのため、図７に示されるように、エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１１において、外気温Ｔｏｕｔが所定温度Ｔｔｈ１以上であるか否かを判断する処理を行ってもよい。すなわち、エアコンＥＣＵ８６は、外気温Ｔｏｕｔが所定温度Ｔｔｈ１未満であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満であると推定する。また、エアコンＥＣＵ８６は、外気温Ｔｏｕｔが所定温度Ｔｔｈ１以上であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であると推定する。このような構成によれば、車両用空調装置１０では、冷媒圧力センサ８４に代えて、任意の冷媒圧力に達したときに信号を出力する冷媒圧力スイッチを用いることができるため、構成の簡素化、並びにコストの低減を図ることができる。
【００６０】
・同様に、冷媒圧力Ｐｒと内気温Ｔｉｎとは比例関係にある。そのため、図８に示されるように、エアコンＥＣＵ８６は、ステップＳ１１において、内気温Ｔｉｎが所定温度Ｔｔｈ２以上であるか否かを判断する処理を行ってもよい。すなわち、エアコンＥＣＵ８６は、内気温Ｔｉｎが所定温度Ｔｔｈ２未満であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度未満であると推定する。また、エアコンＥＣＵ８６は、内気温Ｔｉｎが所定温度Ｔｔｈ２以上であることに基づいて、ファン装置７０の回転速度が所定回転速度以上であると推定する。これにより、車両用空調装置１０では、冷媒圧力センサ８４に代えて冷媒圧力スイッチを用いることができるため、構成の簡素化、並びにコストの低減を図ることができる。
【００６１】
・エアコンＥＣＵ８６及びエンジンＥＣＵ９２が提供する手段及び／又は機能は、実体的なメモリに記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばエアコンＥＣＵ８６及びエンジンＥＣＵ９２がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。
【００６２】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６３】
４１：コンプレッサ
４２：コンデンサ
４３：エキスパンションバルブ
４４：エバポレータ
７０：ファン装置
８０：外気温センサ
８１：内気温センサ
８４：冷媒圧力センサ
８６：エアコンＥＣＵ（制御部）
【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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