(57)【要約】【課題】電動コンプレッサの回転により発生する騒音が車室内乗員の耳障りになってしまうことの抑制を図る。【解決手段】目標回転数ＩＶＯｎが上限値ＩＶＯＧ以上のときにおいて、車両騒音レベルが所定レベル以上の状態から所定レベル以下の状態になったときは、インバータ１７は、電動コンプレッサ１を所定時間停止させ、その後、電動コンプレッサ１の回転数が上限値ＩＶＯＧとなるように電動コンプレッサ１を制御する。これにより、電動コンプレッサ１を停止させる上記所定時間は、電動コンプレッサ１の回転位置の検出を不要にしつつ回転数を制御できるので、目標回転数ＩＶＯｎが上限値ＩＶＯＧ以上のときにおいて車両騒音レベルが所定レベル以上の状態から所定レベル以下の状態になったときに、電動コンプレッサ１の実回転数ＩＶＲを即座に低下させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリ（３）から供給される電力により駆動される電動コンプレッサ（１）と、
前記電動コンプレッサ（１）の目標回転数を算出する目標回転数算出手段（Ｓ９０１）と、
車両騒音レベルを検出する車両騒音レベル検出手段（１４）と、
前記車両騒音レベル検出手段（１４）が検出した車両騒音レベルが所定レベル以下のときは、前記電動コンプレッサ（１）の回転数に対して所定の上限値を設定する上限値設定手段（Ｓ９０２、Ｓ９０３）と、
前記目標回転数算出手段（Ｓ９０１）が算出した目標回転数と前記上限値設定手段（Ｓ９０２、Ｓ９０３）が設定した上限値のうち低い方の値に基づいて前記電動コンプレッサ（１）の回転数を制御するコンプレッサ回転数制御手段（１７）とを備えた車両用空調装置において、
前記目標回転数算出手段（Ｓ９０１）が算出した目標回転数が前記上限値以上のときにおいて、前記車両騒音レベル検出手段（１４）が検出した車両騒音レベルが前記所定レベル以上の状態から前記所定レベル以下の状態になったときは、前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）は、前記電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させ、その後、前記電動コンプレッサ（１）の回転数が前記上限値となるように前記電動コンプレッサ（１）を制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記車両騒音レベル検出手段（１４）は、車速が所定速度以下のときに、前記車両騒音レベルが前記所定レベル以下であることを検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記車両騒音レベル検出手段は、車室内へ送風する送風手段（４）による風量が所定風量以下のときに、前記車両騒音レベルが前記所定レベル以下であることを検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記目標回転数算出手段（Ｓ９０１）と前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）とを電気的に接続し、前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）に対して、前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）の作動を許可するか否かを指示する作動許可信号を送信する第１通信線を備え、
前記作動許可信号により前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）の作動を所定時間不許可にすることで、前記電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記目標回転数算出手段（Ｓ９０１）と前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）とを電気的に接続し、前記コンプレッサ回転数制御手段（１７）に対して前記目標回転数を指示する回転数指示信号を送信する第２通信線を備え、
前記回転数指示信号により前記目標回転数を所定時間強制的に０回転にすることで、前記電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動コンプレッサの回転数を制御して車室内空調を行う車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような車両用空調装置にあっては、電動コンプレッサを回転させて車室内空調を行うため、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が、そのときの車両騒音レベルによって、車室内乗員の耳障りになる場合がある。
【０００３】
すなわち、例えば車速が所定速度以上のときは、ロードノイズ等による車両騒音レベルが高いため、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が車室内乗員の耳障りにはなりにくい。しかしながら、車速が所定速度以下のときは、車両騒音レベルが低いため、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が車室内乗員の耳障りになり易い。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するために、特許文献１には、電動コンプレッサの必要回転数を算出し、この必要回転数となるように電動コンプレッサの回転数を制御する車両用空調装置において、車速が所定速度以下のときは、電動コンプレッサの必要回転数が所定回転数以上であっても、これを所定回転速度に制限し、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が車室内乗員の耳障りにならないようにした車両用空調装置が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２２３４２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、上記所定回転速度を例えば４０００ｒｐｍとし、電動コンプレッサの必要回転数がこれよりも高い例えば７０００ｒｐｍとして算出されている場合、車速が上記所定速度以上の状態から所定速度以下の状態に切り替わると、電動コンプレッサの回転数は７０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍに低下することになる。
【０００７】
ここで、インバータ等のコンプレッサ回転数制御手段により電動コンプレッサのモータ回転数を制御する際には、モータのロータ位置を検出しながら回転数制御を行うのが一般的である。そして、ロータ位置の検出には時間がかかるため、当該検出時間に比べて短い時間ではモータの回転数を急激に変化させることはできない。
【０００８】
よって、電動コンプレッサの実際の回転数が７０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍに低下するまでに遅れが発生する。従って、車速が所定速度以下となって車両騒音レベルが小さくなっているときに、電動コンプレッサの回転数が遅れて低下することになり、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が残音として残り、これが車室内乗員の耳障りになってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、電動コンプレッサの回転により発生する騒音が車室内乗員の耳障りになってしまうことの抑制を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に搭載されたバッテリ（３）から供給される電力により駆動される電動コンプレッサ（１）と、電動コンプレッサ（１）の目標回転数を算出する目標回転数算出手段（Ｓ９０１）と、車両騒音レベルを検出する車両騒音レベル検出手段（１４）と、車両騒音レベル検出手段（１４）が検出した車両騒音レベルが所定レベル以下のときは、電動コンプレッサ（１）の回転数に対して所定の上限値を設定する上限値設定手段（Ｓ９０２、Ｓ９０３）と、目標回転数算出手段（Ｓ９０１）が算出した目標回転数と上限値設定手段（Ｓ９０２、Ｓ９０３）が設定した上限値のうち低い方の値に基づいて電動コンプレッサ（１）の回転数を制御するコンプレッサ回転数制御手段（１７）とを備えた車両用空調装置において、
目標回転数算出手段（Ｓ９０１）が算出した目標回転数が上限値以上のときにおいて、車両騒音レベル検出手段（１４）が検出した車両騒音レベルが所定レベル以上の状態から所定レベル以下の状態になったときは、コンプレッサ回転数制御手段（１７）は、電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させ、その後、電動コンプレッサ（１）の回転数が上限値となるように電動コンプレッサ（１）を制御することを特徴とする。
【００１１】
これにより、電動コンプレッサ（１）を停止させる上記所定時間は、電動コンプレッサ（１）の回転位置の検出を不要にしつつ回転数を制御できるので、目標回転数が上限値以上のときにおいて車両騒音レベルが所定レベル以上の状態から所定レベル以下の状態になったときに、電動コンプレッサ（１）の実回転数を即座に低下させることができる。よって、電動コンプレッサ（１）の回転により発生する騒音が残音として残り、これが車室内乗員の耳障りになってしまうことを抑制できる。
【００１２】
ここで、車両騒音レベルは車速が速いほど大きくなる。そこで、請求項２に記載の発明のように、車速が所定速度以下のときに車両騒音レベルが所定レベル以下であることを車両騒音レベル検出手段（１４）により検出するようにして好適である。
【００１３】
また、車室内へ送風する送風手段（４）による風量が多いほど車両騒音レベルは大きくなる。そこで、請求項３に記載の発明のように、上記風量が所定風量以下のときに車両騒音レベルが所定レベル以下であることを車両騒音レベル検出手段により検出するようにして好適である。
【００１４】
また、目標回転数算出手段（Ｓ９０１）とコンプレッサ回転数制御手段（１７）とを電気的に接続し、コンプレッサ回転数制御手段（１７）に対して、コンプレッサ回転数制御手段（１７）の作動を許可するか否かを指示する作動許可信号を送信する第１通信線を備える場合においては、請求項４に記載の発明のように、作動許可信号によりコンプレッサ回転数制御手段（１７）の作動を所定時間不許可にすることで、電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させるようにして好適である。
【００１５】
また、目標回転数算出手段（Ｓ９０１）とコンプレッサ回転数制御手段（１７）とを電気的に接続し、コンプレッサ回転数制御手段（１７）に対して目標回転数を指示する回転数指示信号を送信する第２通信線を備える場合においては、請求項５に記載の発明のように、回転数指示信号により目標回転数を所定時間強制的に０回転にすることで、電動コンプレッサ（１）を所定時間停止させるようにして好適である。
【００１６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態の車両用空調装置は電気自動車に搭載された空調装置であり、図１は当該空調装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【００１９】
本実施形態の空調装置には周知の冷凍サイクルが備えられており、冷凍サイクルの構成部品であるコンプレッサ１には車両に搭載された電動モータ２により駆動される電動コンプレッサ１が採用されている。電動モータ２は車載バッテリ３から電力が供給されて駆動する。
【００２０】
冷凍サイクルは、電動コンプレッサ１の他に、電動コンプレッサ１によって圧縮された高温高圧冷媒を凝縮液化させるコンデンサ、凝縮液化した冷媒を気液分離するレシーバ、レシーバからの液冷媒を減圧膨張させる膨張弁、及び膨張した低温低圧冷媒を蒸発気化させるエバポレータからなる周知のものである。
【００２１】
また、本実施形態の空調装置には、車室内へ空調風を供給する空調ユニットが備えられており、空調ケース内にブロワ４、エバポレータ、ヒータコア、内外気吸込モード切替手段としての吸込口切替ドア５、温度調節手段としてのエアミックスドア６、車室内の窓ガラス内面や乗員上半身や乗員下半身に向けて吹き出す複数の吹出口を切替開閉する吹出口切替ドア７等を有する周知の構成である。
【００２２】
次に、空調装置の制御系の構成について説明する。
【００２３】
空調装置には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータ手段としてのエアコンＥＣＵ８が備えられており、車両走行スイッチであるイグニッションスイッチがオンされると、車載バッテリ９から電力が供給されて起動状態となる。
【００２４】
このエアコンＥＣＵ８には、車室内温度Ｔｒを検出する内気温センサ１０、外気温度Ｔａｍを検出する外気温センサ１１、車室内に照射される日射量Ｔｓを検出する日射センサ１２、エバポレータを通過した直後の空気温度（以下、エバ後温度Ｔｅという）を検出するエバ後温度センサ１３、車速Ｓｐｄを検出する車速センサ１４、ヒータコアの熱源としてのエンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ１５等からの信号が入力される。
【００２５】
また、エアコンＥＣＵ８には、計器盤の操作パネル１５等からの信号が入力される。操作パネル１５には、車室内の目標温度を設定する温度設定器、電動コンプレッサ１の起動を指示するエアコンスイッチ等が備えられている。
【００２６】
また、電動モータ２はインバータ１７により回転数制御されており、インバータ１７はエアコンＥＣＵ８によりその作動が制御されている。具体的には、エアコンＥＣＵ８はインバータ１７に回転数指示値を第２通信線を介して出力し、インバータ１７は、電動モータ２が回転数指示値の回転数となるように回転数制御を行う。なお、回転数指示値信号とは別に、インバータ１７に作動許可を与えるインバータ起動信号ＳＴＢが、エアコンＥＣＵ８からインバータ１７に第１通信線を介して出力されるようになっている。
【００２７】
次に、エアコンＥＣＵ８による制御ルーチンについて、図２〜４に基づいて説明する。
【００２８】
図２はエアコンＥＣＵ８が実行する制御ルーチンを示すフローチャートであり、このルーチンは、イグニッションスイッチがオンになると起動され、ます最初にステップＳ１００にて各種設定値が初期化（イニシャライズ）され、ステップＳ２００にて操作パネル１６からの各種信号が読み込まれ、ステップＳ３００にて各種センサ１０〜１５からの信号が読み込まれる。そして、ステップＳ４００にて設定温度Ｔｓｅｔ、外気温度Ｔａｍ、車室内温度Ｔｒおよび日射量Ｔｓに基づいて、目標吹出温度Ｔａｏを演算する。
【００２９】
そして、当該目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、ステップＳ５００ではブロワ風量を算出し、ステップＳ６００では吸込口モードを決定し、ステップＳ７００ではエアミックスドア６の開度を算出し、ステップＳ８００ではエバ後温度Ｔｅの目標値である目標エバ後温度ＴＥＯを算出する。そして、ステップＳ９００では、後に詳述する図３および図４のフローチャートに基づいて電動コンプレッサ１の制御を行う。
【００３０】
その後、ステップＳ５００〜Ｓ８００にて算出、決定された値に基づいて、ブロワ４、吸込口切替ドア５、エアミックスドア６、吹出口切替ドア７を駆動させるサーボモータ等の各種アクチュエータを駆動させる。
【００３１】
図３および図４はステップＳ９００の詳細フローチャートであり、基本的には、エバ後温度Ｔｅが目標エバ後温度Ｔｅｏとなるように周知のファジー制御を行い、エアコンＥＣＵ８からの指示により電動コンプレッサ１の回転数をインバータ１７により制御する。
【００３２】
はじめに、目標回転数算出手段としてのステップＳ９０１において、上記ファジー制御に基づいて電動コンプレッサ１の目標回転数ＩＶＯｎを算出する。そして、車両騒音レベル検出手段１４が検出した車両騒音レベルが所定レベル以下のときは、電動コンプレッサ１の回転数に対して所定の上限値ＩＶＯＧを設定する。
【００３３】
具体的には、ステップＳ９０２において、車速Ｓｐｄが所定速度（例えば時速２５ｋｍ）以下であるか否かを判定し、所定速度より小さければステップＳ９０３にて上限値ＩＶＯＧに第１上限値（例えば４５００ｒｐｍ）を設定する。従って、ステップＳ９０２およびＳ９０３が上記特許請求の範囲に記載の上限値設定手段を構成する。
【００３４】
なお、車速Ｓｐｄが所定速度以上の場合にもステップＳ９０４にて上限値ＩＶＯＧに第２上限値（例えば７５００ｒｐｍ）を設定する。高車速時（例えばＳｐｄ≧２５ｋｍ／ｈ）はロードノイズまたは走行による車両振動が大であり、コンプレッサ回転数を高回転まで作動させてもコンプレッサ１の作動音および作動振動が乗員に与える影響が小さいので、コンプレッサ１を高回転で作動させるように第２上限値を設定している。
【００３５】
一方、低車速時（例えばＳｐｄ＜２５ｋｍ／ｈ）はロードノイズまたは走行による車両振動が小であり、コンプレッサ回転数を高回転で作動させるとコンプレッサ１の作動音および作動振動が乗員に与える影響が大きいので、コンプレッサ１を低回転で作動させるように第１上限値を設定している。従って、第２上限値は第１上限値よりも高い値に設定されている。
【００３６】
次に、Ｓ９０１にて算出された目標回転数ＩＶＯｎとステップＳ９０３にて設定された上限値ＩＶＯＧのうち低い方の値に基づいて電動コンプレッサ１の回転数を制御する（Ｓ９０５、Ｓ９０６）。従って、ステップＳ９０５およびＳ９０６が上記特許請求の範囲に記載の回転数制御手段を構成する。具体的には、目標回転数ＩＶＯｎが上限値ＩＶＯＧより大きいときは目標回転数ＩＶＯｎに上限値ＩＶＯＧを代入している。
【００３７】
次に、ステップＳ９０７において、上限値ＩＶＯＧが電動コンプレッサ１の実回転数ＩＶＲより低いかを判定し、低い場合には、インバータ起動信号ＳＴＢをオフにするためにＳＴＢＯＦＦフラグをＯＮにセットする。
【００３８】
ここで、例えば車両が高車速で実回転数ＩＶＲ＝７０００ｒｐｍで作動中に低車速になり、上限値ＩＶＯＧが７５００ｒｐｍから４５００ｒｐｍになり、目標回転数ＩＶＯｎも４５００ｒｐｍに制限された場合において、実回転数ＩＶＲがこの時点では未だ降車即時の回転数のままの場合があり、即座に回転数を低回転に低下させる必要がある場合がある。上記ステップＳ９０７による判定は、このように即座に回転数を低下させる必要があるか否かを判定するものであり、必要と判定されれば、ＳＴＢＯＦＦフラグがオンとなる。
【００３９】
次に、ＳＴＢＯＦＦフラグがオンとなっている場合には、所定時間Ｔ秒の間はＳＴＢをオフにして、インバータ１７の作動を所定時間不許可にすることで、電動コンプレッサ１を所定時間停止させる（Ｓ９１１〜Ｓ９１６）。なお、上記所定時間Ｔが短すぎると、インバータ１７がＳＴＢＯＦＦ信号をノイズと誤って判定してしまい、誤作動を招いてしまうため、ノイズと誤判定しない程度の長さに設定することが望ましい。
【００４０】
具体的には、ステップＳ９１１にてＳＴＢＯＦＦフラグがオンとなっているか否かを判定し、ＳＴＢＯＦＦフラグがオンとなっていると判定されると、ステップＳ９１２にてＳＴＢＯＦＦタイマが所定時間Ｔ秒経過したか否かを判定する。所定時間が経過していなければステップＳ９１３にてＳＴＢＯＦＦタイマをカウントし、インバータ起動信号ＳＴＢをオフのままとしてインバータ１７の起動を禁止させる。
【００４１】
そして、ステップＳ９１２にて所定時間Ｔが経過したと判定されれば、ステップＳ９１５にてＳＴＢＯＦＦフラグをオフに設定し、ステップＳ９１６にてインバータ起動信号ＳＴＢをオンとしてインバータ１７の起動を許可する。
【００４２】
以上により、本実施形態によれば、電動コンプレッサ１の回転数を即座に低回点にさせたい場合には、インバータ起動信号ＳＴＢを所定時間Ｔオフとしてインバータ１７の起動を禁止させるので、電動コンプレッサ１を停止させる所定時間Ｔは、電動コンプレッサ１の回転位置の検出を不要にしつつ回転数を制御できる。
【００４３】
具体的には、図５のタイムチャートに示すように、目標回転数ＩＶＯｎが上限値ＩＶＯＧ以上のときにおいて車両騒音レベルが所定レベル以上の状態（Ｓｐｄ≧２５ｋｍ／ｈ）から所定レベル以下の状態（Ｓｐｄ＜２５ｋｍ／ｈ）になったときに、インバータ起動信号ＳＴＢを所定時間Ｔオフとするため、電動コンプレッサ１の実回転数ＩＶＲを即座に低下させることができる。よって、電動コンプレッサ１の回転により発生する騒音が残音として残り、これが車室内乗員の耳障りになってしまうことを抑制できる。
【００４４】
なお、上記所定時間Ｔが短すぎると、電動コンプレッサ１の回転数を即座に低回点にさせる効果が低くなってしまい、上記所定時間Ｔが長すぎると、電動コンプレッサ１の回転数を即座に低回点にさせた後に、上限値ＩＶＯＧまで回転数を上げるまでの時間が長くなり、空調フィーリングが損なわれてしまう。これらの点に鑑みて上記所定時間Ｔを設定して好適である。
【００４５】
（他の実施形態）
上記実施形態では、電動コンプレッサ１の回転数を即座に低回点にさせたい場合には、インバータ起動信号ＳＴＢを所定時間Ｔオフとしてインバータ１７の起動を禁止させるのに対し、他の実施形態として、図６のタイムチャートに示すように、電動コンプレッサ１の回転数を即座に低回点にさせたい場合に、インバータ起動信号ＳＴＢはオンのままとして、エアコンＥＣＵ８からインバータ１７に出力される回転数指示値信号を所定時間Ｔゼロ回転とすることが挙げられる。
【００４６】
これによっても、図５に示す実施形態と同様に、電動コンプレッサ１を停止させる所定時間Ｔは、電動コンプレッサ１の回転位置の検出を不要にしつつ回転数を制御できる。よって、目標回転数ＩＶＯｎが上限値ＩＶＯＧ以上のときにおいて車両騒音レベルが所定レベル以上の状態（Ｓｐｄ≧２５ｋｍ／ｈ）から所定レベル以下の状態（Ｓｐｄ＜２５ｋｍ／ｈ）になったときに、回転数指示値信号を所定時間Ｔゼロ回転とするため、電動コンプレッサ１の実回転数ＩＶＲを即座に低下させることができる。よって、電動コンプレッサ１の回転により発生する騒音が残音として残り、これが車室内乗員の耳障りになってしまうことを抑制できる。
【００４７】
また、上記実施形態では、車速が所定速度以下のときに車両騒音レベルが所定レベル以下であると判定するようにしているが、本発明の実施にあたり、ブロワ４による送風量が所定風量以下のときに車両騒音レベルが所定レベル以下であると判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の、制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のエアコンＥＣＵが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２の電動コンプレッサ制御のステップを詳細に示すフローチャートである。
【図４】図２の電動コンプレッサ制御のステップを詳細に示すフローチャートである。
【図５】図３および図４のフローチャートによる作動の時間推移を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る空調装置の作動の時間推移を示す図である。
【符号の説明】
１…電動コンプレッサ、３…バッテリ、
１４…車速センサ（車両騒音レベル検出手段）、
１７…インバータ（コンプレッサ回転数制御手段）、
Ｓ９０１…目標回転数算出手段、Ｓ９０２、Ｓ９０３…上限値設定手段。
【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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