(57)【要約】【課題】車両用空調装置に、好適なブラシモータの清掃技術を提供することを課題とする。【解決手段】モータ電圧が０〜Ｖｍ１の範囲にあるときの時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃを累積し、合計が第１の所定時間Ｔ１に達したら、モータ電圧をＶｍ２に高めて第２の所定時間Ｔ２だけ高速回転させる。この際には空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものが選択される。【効果】ブラシモータの清掃はブラシの摩耗粉の堆積状況に応じて実施するため、電気エネルギーの無駄使いを解消することができる。加えて、清掃に際しては大量の空気が室内へ吹き込まれるが、下半身側への吹出し口であれば乗員に及ぼす影響は穏やかであり、乗員への違和感を減少させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気取入れ口及び複数の空気吹出し口が設けられている空調ダクトと、この空調ダクト内に配置され前記空気取入れ口から前記複数の空気吹出し口へ空気を移動させるブロワと、このブロワを駆動する駆動源であってブラシ及びコミュテータとが備えられているブラシモータと、前記ブラシから剥離した摩耗粉が前記コミュテータに堆積する虞のある低速回転を維持する第１の所定電圧以下で前記ブラシモータが運転され、この運転された時間が第１の所定時間に達したときに、前記摩耗粉を飛散させる高速回転を維持する第２の所定電圧以上に設定して第２の所定時間だけ前記ブラシモータを運転すると共に、前記空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものを選択する制御を実施する制御装置と、を備えていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記制御装置は、ブラシモータが第１の所定電圧以下で運転された時間が第１の所定時間に達する前に、ブラシモータが第２の所定電圧以上で第２の所定時間以上運転された場合には、第１の所定時間に至るまでの時間をゼロにリセットすることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記制御装置は、第２の所定電圧以上に設定して第２の所定時間だけ前記ブラシモータを運転すると共に、前記空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものを選択する制御を実施するときには、その旨を表示することを特徴とする請求項１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、ブラシモータを内蔵する車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーエアコンと呼ばれる車両用空調装置は、殆どの車両に装備されるようになってきた。空調装置に空気を吸い込み、所定の加熱若しくは冷却の処理を施して吐出する際、空気の移動はブロワで行われる。
【０００３】
ブロワは一般にモータ（電動モータ）で駆動される。このモータには、ブラシレスモータとブラシモータの何れかが採用されるが、ブラシレスモータは高価であり制御が複雑であるため、安価なブラシモータが好んで採用される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３３９４７公報（段落番号［００２４］、段落番号［００４２］）
【０００４】
すなわち、特許文献１の段落番号［００２４］に、自動車の空調ユニットに送風ファンが用いられることが記載されている。また、特許文献１の段落番号［００４２］に、コミュンテータ２９はカーボンブラシ３１、３１に対して接触しながら回転することが記載されている。
【０００５】
周知の通り、接触によりカーボンブラシは摩耗して、カーボンの微粉がブラシから剥離する。そして、カーボンの微粉がコミュンテータ（コミュテータ、整流子）に堆積する。この堆積物を放置することは望ましいことではない。
【０００６】
別用途（発券装置）のブラシモータではあるが、カーボンの微粉を定期的に除去する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献２】特開平１０−６６３６９号公報（図１）
【０００７】
特許文献２を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本原理を説明するフロー図であり、ＳＴ１０１で発券装置の電源がオンにされ、ＳＴ１０２で発券装置の記録部や印字部などに異常が発生していないことがチェックされ、ＳＴ１０３でブラシモータがフル駆動制御される。フル駆動ではブラシモータが最高速度で回転されるため、コミュテータ付近に堆積していたカーボンの微粉は遠心力を受けて剥がれる。すなわち、カーボンの微粉を除去することができる。ＳＴ１０４で清掃を終え、ＳＴ１０５〜ＳＴ１０６で通常の発券が実施される。
【０００８】
ところで前記発券装置が、電車の駅に設置される券売機であれば、始発電車が到着する前に電源がオンにされ、終電が出発した後に電源がオフにされる。すなわち、１日に１回だけＳＴ１０１〜ＳＴ１０４が実施され、カーボンの微粉の除去が自動的に行われる。
【０００９】
本発明者らは、前記発券装置に適用した技術を、ブラシモータが内蔵されている車両用空調装置に適用することを検討した。車両のメインスイッチをオンすることで、自動的にブラシモータの清掃を行うことができる。
【００１０】
ところで、車両の場合は運転者に休息を取らせる必要から１〜３時間毎に車両を止める。すると、１日に数回から数十回メインスイッチのオン・オフが行われ、１日に数回から数十回ものブラシモータの清掃が行われることになる。また、モータをフル駆動すると乗員に向かう風が最強になると共に電気エネルギーが大量に消費される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、車両用空調装置に、より適したブラシモータの清掃技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、空気取入れ口及び複数の空気吹出し口が設けられている空調ダクトと、この空調ダクト内に配置され前記空気取入れ口から前記複数の空気吹出し口へ空気を移動させるブロワと、このブロワを駆動する駆動源であってブラシ及びコミュテータとが備えられているブラシモータと、前記ブラシから剥離した摩耗粉が前記コミュテータに堆積する虞のある低速回転を維持する第１の所定電圧以下で前記ブラシモータが運転され、この運転された時間が第１の所定時間に達したときに、前記摩耗粉を飛散させる高速回転を維持する第２の所定電圧以上に設定して第２の所定時間だけ前記ブラシモータを運転すると共に、前記空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものを選択する制御を実施する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明では、制御装置は、ブラシモータが第１の所定電圧以下で運転された時間が第１の所定時間に達する前に、ブラシモータが第２の所定電圧以上で第２の所定時間以上運転された場合には、第１の所定時間に至るまでの時間をゼロにリセットすることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明では、制御装置は、第２の所定電圧以上に設定して第２の所定時間だけ前記ブラシモータを運転すると共に、前記空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものを選択する制御を実施するときには、その旨を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、第１の所定電圧以下でブラシモータが運転され、この運転された時間が第１の所定時間に達したときに、ブラシモータの清掃を実施する。ブラシモータの清掃はブラシの摩耗粉の堆積状況に応じて実施するため、電気エネルギーの無駄使いを解消することができる。
【００１６】
加えて、清掃に際しては大量の空気が室内へ吹き込まれるが、この際には空気吹出し口は乗員の下半身側へ空気を吹出すものが選択される。この吹出し口であれば乗員に及ぼす影響は穏やかであり、乗員への違和感を減少させることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、制御装置は、ブラシモータが第２の所定電圧以上で第２の所定時間以上運転された場合には、ブラシモータの清掃が行われたと見なし、第１の所定時間に至るまでの時間をゼロにリセットするようにした。ブラシモータの清掃のタイミングをよりきめ細かく管理することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明では、ブラシモータの清掃時に、乗員にそのことを知らせるようにした。乗員の違和感をより一層減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用空調装置の基本構成図であり、車両用空調装置１０は、空気取入れ口１１及び複数の空気吹出し口１２、１３、１４が設けられている空調ダクト１５と、この空調ダクト１５内に配置され空気取入れ口１１から複数の空気吹出し口１２、１３、１４へ空気を移動させるブロワ１６と、このブロワ１６を駆動する駆動源であってブラシ及びコミュテータとが備えられているブラシモータ１７と、ブラシから剥離した摩耗粉がコミュテータに堆積する虞のある低速回転を維持する第１の所定電圧以下でブラシモータ１７が運転され、この運転された時間が第１の所定時間に達したときに、摩耗粉を飛散させる高速回転を維持する第２の所定電圧以上に設定して第２の所定時間だけブラシモータ１７を運転すると共に、空気吹出し口１２、１３、１４は乗員の下半身側へ空気を吹出すものを選択する制御を実施する制御装置１８と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
ブロワ１６で強制的に流される空気は、エバポレータ２１で冷却される。また、空気はヒータ２２で暖められるが、ヒータ２２に付属させたエアミックスドア２３の開度をアクチュエータ２４で調整し、ヒータ２２を通過する空気量とヒータ２２を迂回する空気量との混合比を変化させることで、空気の温度を制御することができる。温度が調整された空気（調和空気）は、デフドア２５を開くとフロントウインドウに至り、ベントドア２６を開くと乗員の上半身側に至り、ヒートドア２７を開くと乗員の下半身側に至る。２８はデフドア２５を開閉するアクチュエータ、２９はベントドア２６を開閉するアクチュエータ、３１はヒートドア２７を開閉するアクチュエータである。３２は清掃中に点灯させる表示灯である。
【００２１】
以上の構成からなる車両用空調装置１０の作用を次に説明する。
図２はブラシモータ及びブロワの特性を示すグラフであり、横軸はブラシモータに印可した電圧（以下、モータ電圧と略記する。）、縦軸はブロワで発生する風量を示す。直流モータは電圧に比例して回転速度が変化する。そのため、モータ電圧Ｖｍを増減することで、風量を増減することができる。
【００２２】
そして、横軸において、０〜Ｖｍ１の範囲は、ブラシモータの回転速度が低く摩耗粉の堆積が発生するため、清掃が必要となる。清掃電圧をＶｍ２と定め、このモータ電圧をＶｍ２に高めることで、適宜清掃することが可能となる。
一方、横軸において、Ｖｍ１を越える領域は、ブラシモータの回転速度が高くて摩耗粉の堆積は起こらないため、清掃は不要である。
【００２３】
図３はモータ電圧の変化を示す図であり、モータ電圧が清掃要の範囲（Ｖｍ１以下）にあるときには、摩耗粉の堆積が進行するため、第１の所定時間Ｔ１毎に、モータ電圧をＶｍ２に高めて第２の所定時間Ｔ２だけ高速回転させる。第１の所定時間Ｔ１は例えば１０時間、第２の所定時間Ｔ２は例えば１０秒である。なお、図中、Ｐ１で清掃直前のモータ電圧を記憶しておき、清掃直後のＰ２でモータ電圧を記憶値に戻す。
【００２４】
図４はモータ電圧の変化を示す別の図であり、現実の車両用空調装置ではモータ電圧の変動は広範囲になることが予想される。モータ電圧がＶｍ１を越えた領域では清掃は不要である。そこで、モータ電圧が０〜Ｖｍ１の範囲にあるときの時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃを累積し、合計が第１の所定時間Ｔ１に達したら、モータ電圧をＶｍ２に高めて第２の所定時間Ｔ２だけ高速回転させる。図中、Ｐ１で清掃直前のモータ電圧を記憶しておき、清掃直後のＰ２でモータ電圧を記憶値に戻すことは同様である。
【００２５】
図５はモータ電圧の変化を示す更に別の図であり、モータ電圧がＶｍ２を越え、且つ経過時間が第２の所定時間Ｔ２を越えることはある。この場合は、ブラシモータの清掃を実施したことになる。カウントしていた時間Ｔ１ｄは、図中、Ｐ３でゼロにする。そして、Ｐ４から第１の時間のカウントをやり直す。そうすれば、ブラシモータの清掃の頻度を必要最小限にすることができる。
【００２６】
図３〜図５を踏まえた総合的な制御フローを以下に説明する。
図６は本発明に係る車両用空調装置の制御フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
先ず、ＳＴ０１で第１の所定電圧Ｖｍ１、第２の所定電圧Ｖｍ２、第１の所定時間Ｔ１及び第２の所定時間Ｔ２が設定されているか否かを調べる。否の場合は、ＳＴ０２で設定する。次に、ＳＴ０３でモータ電圧がＶｍ１以下であるか否かを調べる。否であれば（Ｂ）に進み、イエスであればＳＴ０４に進む。
【００２７】
ＳＴ０４で第１タイマをスタートする。ただし、メモリ値（Ｍ）が残っている場合は、このメモリ値（Ｍ）から時間をカウント（スタート）する。メモリ値（Ｍ）がないときには、ゼロからカウントする。そして、ＳＴ０５で第１タイマの読みが第１の所定時間Ｔ１に達したか否かを調べる。
否の場合は、ＳＴ０６でモータ電圧がＶｍ１以下であることが継続されていることを確認する。図４で説明したようにモータ電圧がＶｍ１を超えることはあり得る。このときには、図６でＳＴ０７に進み、第１タイマの値（Ｍ）を記憶させた上で、スタートへ戻す。メモリ値（Ｍ）は、次回にＳＴ０４で採用される。
【００２８】
ＳＴ０５で第１タイマの読みが第１の所定時間Ｔ１に達したら、ＳＴ０８で現在の空調制御の状態（Ａ）を記憶する。状態（Ａ）とはモータ電圧、各ドアの開閉及び開度などの状態を意味する。そして、ＳＴ０９でモータ電圧をＶｍ２に変更し、ＳＴ１０で吹出しモードをヒートモード（乗員の下半身側へ吐出）に変更し、第１タイマは次に備えてリセット（ゼロに戻すが、スタートはしない。）する。これで、ブラシモータの清掃が開始される。
【００２９】
ＳＴ１２で清掃中であることを表示する。表示の形態は任意であるが、インストルメントパネルにランプで表示すること、音声や文字で「ただいま、エアコンモータを清掃しています。」のアナウンスをすることなどで、状況を乗員に伝える。
【００３０】
ブラシモータの清掃が開始されると同時に第２タイマをスタートし（ＳＴ１３）、時間がＴ２に達するまで待つ（ＳＴ１４）。時間がＴ２に達したら、第２タイマをリセットし（ＳＴ１５）、空調制御状態を（Ａ）に戻し（ＳＴ１６）、スタートへ戻る。
【００３１】
図７は図６に続くフロー図であり、（Ｂ）はモータ電圧がＶｍ１を超えているときの枝であり、モータ電圧がＶｍ１を超えているときは清掃は不要である。しかし、図５で説明したように第１タイマが第１の所定時間Ｔ１に達する前に掃除が行われる場合がある。
そこで、図７のＳＴ１７でモータ電圧がＶｍ２（清掃電圧）以上であるか否かを調べる。イエスであれば、ＳＴ１８で第２タイマをスタートする。そして、ＳＴ１９で第２タイマの読みが第２の所定時間Ｔ２に達したか否かを調べる。
否の場合は、ＳＴ２０でモータ電圧がＶｍ２以上であることが継続されていることを確認する。否であれば、ＳＴ２１で第２タイマをリセットし、スタートへ戻る。
【００３２】
ＳＴ１９で第２タイマの読みが第２の所定時間Ｔ２に達したら清掃は完了したので、第２タイマをリセットし（ＳＴ２２）、第１タイマをリセットし（ＳＴ２３）、スタートへ戻る。
【００３３】
尚、以上の説明から明らかなように、請求項１に記載した「第１の所定電圧以下でブラシモータが運転され、この運転された時間が第１の所定時間に達したとき」における運転された時間は、図３のように連続した時間と、図４のように累積した時間の何れであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ブラシモータを内蔵する車両用空調装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の基本構成図である。
【図２】ブラシモータ及びブロワの特性を示すグラフである。
【図３】モータ電圧の変化を示す図である。
【図４】モータ電圧の変化を示す別の図である。
【図５】モータ電圧の変化を示す更に別の図である。
【図６】本発明に係る車両用空調装置の制御フロー図である。
【図７】図６に続くフロー図である。
【図８】従来の技術の基本原理を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…車両用空調装置、１１…空気取入れ口、１２、１３…空気吹出し口、１４…乗員の下半身側に臨む空気吹出し口、１５…空調ダクト、１６…ブロワ、１７…ブラシモータ、１８…制御装置、３２…表示灯、Ｖｍ１…第１の所定電圧、Ｔ１…第１の所定時間、Ｖｍ２…第２の所定電圧、Ｔ２…第２の所定時間。
【図１】
2008067448.tif 000003
【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】
2008067448.tif 000008
【図７】
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【図８】
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