JP2019104262A

JP2019104262A - 空調装置

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Publication number: JP2019104262A
Application number: JP2017236242A
Authority: JP
Inventors: 史哉原; Fumiya Hara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: WO2019111724A1; JP6836197B2

Abstract

【課題】空気流路の圧力損失が変化しても、ファンの送風量を目標送風量に近づける空調装置を提供する。【解決手段】制御回路は、空気流路の圧力損失が所定値から変化したと判定した場合に、メモリに記憶される送風量回転数情報、狙い電流値、実電流値に基づいて目標回転数Ｎｘを求める（ステップＳ１４０）。制御回路は、インバータ回路からファンモータに流れる三相交流電流を制御して目標回転数Ｎｘにファンモータの回転数を近づけることにより、ファンの送風量を目標送風量に近づける（ステップＳ１００）。【選択図】図３

Description

本発明は、空調装置に関するものである。

従来、車両用空調装置では、ファンによって発生する空気流の流路に設けられ、通過する空気中の異物を除去するフィルタと、電動モータを制御するためモータ電流を用いてフィルタの交換時期を判定する制御部とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１６９９２４号公報

上記特許文献１の空調装置では、上述の如く、制御部がフィルタの交換時期を判定することができるので、異物で目詰まりした状態のフィルタを使用し続けることを未然に防ぐことができる。

しかし、フィルタを実際に交換する時期まで、フィルタが起因して空気流の流路の圧力損失が大きい状態が継続される。このため、空気流の流路を通過して車室内に吹き出される風量が少なくなる。

したがって、電動モータの回転数を目標回転数に近づけるように電動モータを制御しても、ファンから吹き出される送風量を目標送風量に近づけることができない。

本発明は上記点に鑑みて、空気流路の圧力損失が変化したときでも、ファンの送風量を目標送風量に近づけるようにした空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、室内に向けて空気流を流通させる空気流路（３７）を形成する室内空調ユニット（１１、１２）と、回転によって空気流路に空気流を発生させるファン（３２）と、ファンを回転させる電動モータ（３３）と、直流電源（９０）から供給される電力によって電動モータに電流を流すことにより電動モータを回転させる駆動回路（８０）と、を備える空調装置であって、
ファンの送風量を目標送風量（Ｈｘ）に近づけるための第１目標回転数（Ｎｍ）に電動モータの回転数を近づけるように駆動回路を制御する第１回転数制御部（Ｓ１００）と、
第１回転数制御部が駆動回路を制御する際に、直流電源から駆動回路および電動モータを通してグランドに流れる実際の電流値を検出する電流検出部（Ｓ１１０）と、
空気流路の圧力損失が所定値であるとき、電動モータを第１目標回転数で回転させてファンの送風量を目標送風量に近づけるように駆動回路が電動モータを制御する場合に、直流電源から駆動回路および電動モータを通してグランドに流れると想定される電流値を狙い電流値（Ｉｘ）として求める算出部（Ｓ１２０）と、
狙い電流値と電流検出部の検出値とが相違しているか否かを判定することにより、空気流路の圧力損失が所定値から変化したか否かを判定する判定部（Ｓ１３０）と、
空気流路の圧力損失が所定値から変化したと判定部が判定したとき、ファンの送風量を目標送風量を近づけるための電動モータの第２目標回転数（Ｎｘ）を求め、この求めた第２目標回転数に電動モータの回転数を近づけるように駆動回路を制御する補正制御部（Ｓ１００、Ｓ１４０）と、を備える。

したがって、空気流路の圧力損失が変化して、電流検出部の検出値が目標電流値に対して相違しても、ファンの送風量を目標送風量に近づけることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す図である。図１の車両用空調装置の電気的構成を示す図である。図２の制御回路の空調制御処理を示すフローチャートである。縦軸をファンの送風量と横軸をモータ電流としたファンの送風量と横軸をモータ電流との関係を示す図である。第１実施形態における縦軸をファンの送風量と横軸をファンモータの回転数としたファンの送風量と横軸をファンモータの回転数との関係を示す図である。第１実施形態における本発明の第２実施形態における制御回路の空調制御処理を示すフローチャートである。第３実施形態における制御回路の空調制御処理を示すフローチャートである。第３実施形態における縦軸を目標電流値と横軸をステータコイルの温度とした目標電流値と横軸をステータコイルの温度との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本第１実施形態における車両用空調装置に関して、図１〜図５を用いて説明する。図１に示すように、車両用空調装置１０は、空調ユニット１１と、送風ユニット１２と、これらを制御する制御部としての制御装置（以下、「エアコンＥＣＵ」という）１３とを含んで構成されている。

空調ユニット１１は車室内前部の計器盤（図示せず）の内側のうち、車両幅方向の略中央部に配置される。送風機ユニット１２は、車室内前部の計器盤内側のうち、中央部から助手席側ヘオフセットして配置されている。

空調ユニット１１は、ポリプロピレン製等の樹脂製の空調ケース１４を有し、この空調ケース１４の内部には車室内へ向かって空気が流れる空気通路１５が構成される。空調ケース１４内には、図１に示すように、冷房用熱交換器としての蒸発器１６と加熱用熱交換器としてのヒータコア１７を内蔵している。

空調ケース１４における最も車両前方側の部位には送風ユニット１２が設けられる。空調ケース１４には、送風ユニット１２から送風空気が流入する。空調ケース１４内において、図１に示すように、上流側に蒸発器１６が空気通路１５を横断するように配置されている。

この蒸発器１６は、周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を空調空気から吸熱して、空調空気を冷却するものである。空調ケース１４内において、蒸発器１６の空気流れ下流側に、所定の間隔を開けて、ヒータコア１７が配置されている。

送風ユニット１２から空調ケース１４内に流入した空気が蒸発器１６、ヒータコア１７の順に通過して車両前方側から車両後方側へと流れる。ヒータコア１７は、蒸発器１６を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部に図示しない車両に搭載された内燃機関から高温の温水（すなわち、エンジン冷却水）が流れ、この温水を熱源として空気を加熱するものである。

ヒータコア１７は、空調ケース１４の内壁との間に間隔を開けて配置されている。したがって、図１に示すように、ヒータコア１７の上方部には、ヒータコア１７をバイパスして冷風が通過する冷風バイパス通路１８が形成されている。蒸発器１６とヒータコア１７との間には平板状の板ドアからなるエアミックスドア１９が回転軸を中心にして回転可能に配置されている。

エアミックスドア１９は、空調空気の温度を調整する空気温度調節手段を構成する。エアミックスドア１９の回転軸は、エアミックス用サーボモータ１９ａに連結され、エアミックス用サーボモータ１９ａの回転動力によってエアミックスドア１９を回転させる。

エアミックスドア１９は、冷風バイパス通路１８とヒータコア１７の通風量を調整することにより、ヒータコア１７を通過してヒータコア１７で加熱する温風と、冷風バイパス通路１８を通過する冷風との風量割合を調整する。

そして、ヒータコア１７を通過した温風は、冷風バイパス通路１８の下流側で、冷風バイパス通路１８を通過した冷風と合流し、冷風と温風とが混合される。そして、混合された空気の出口として、デフロスタ開口部２０、フット開口部２１およびフェイス開口部２２が空調ケース１４の下流側の端部に形成されている。

デフロスタ開口部２０は、図示しないデフロスタダクトを介して計器盤上面のデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空調風が吹き出される。

フェイス開口部２２は、図示しないフェイスダクトを介して、計器盤上方側に配置されるフェイス吹出口に接続されている。フェイス吹出口から車室内の乗員上半身側に向けて空調風が吹き出される。

フット開口部２１は、図示しないフット吹出通路が下方に向かって形成されている。フット吹出通路は、フット吹出口に接続されている。フット吹出口から乗員の足元部に空調風（主に温風）を吹き出すようになっている。

デフロスタ開口部２０はデフロスタドア２０ａにより開閉される。同様に、フェイス開口部２２とフット開口部２１は、それぞれ平板状のフェイスドア２２ａおよびフットドア２１ａにより開閉される。それぞれの回転軸は吹出ドア用サーボモータ２３に連結され、吹出ドア用サーボモータ２３の回転動力によってこれら吹出しモードドアを回転させる。

次に、本実施形態の送風ユニット１２に関して説明する。

まず、送風ユニット１２は、外気（すなわち、車室外空気）と内気（すなわち、車室内空気）を切替導入する導入流路２４ａを有する内外気切替箱２４と、内外気切替箱２４を通して空気を吸入し送風する遠心式の送風機２５とを含んで構成されている。

内外気切替箱２４の上端部側には、外気を導入する外気導入口２６と、内気を導入する内気導入口２７が開口している。内外気切替箱２４は、上端部付近に配置される回転軸を中心に回転する内外気ドア２９を設けられる。

内外気ドア２９は、平板状のドアであって、回転することによって、内気導入口２７および外気導入口２６の開閉状態を切り換える。内外気ドア２９の回転軸は内外気用サーボモータ２９ａに連結され、内外気用サーボモータ２９ａの動力によって内外気ドア２９を回転させる。

内外気切替箱２４の内部には、外気導入口２６または内気導入口２７から導入された空気が流れる空気通路３０が構成されている。したがって、空気通路３０は、送風機２５によって発生する空気が流れる空気流路となる。空気通路３０には、空気中の塵埃などの異物、たばこ等の臭いを除去可能なフィルタ３１が配置されている。

フィルタ３１は、空気通路３０を流通する全ての空気が通過する部位に配置されている。フィルタ３１は、例えば、濾紙等の濾材をコルゲート状のひだ折り加工されたものである。フィルタ３１は、内外気切替箱２４の出口部に着脱が可能に保持固定される。

フィルタ３１の空気流れの下流側には、送風機２５が配置されている。送風機２５として、いわゆる遠心式送風機が用いられる。なお、送風機２５としては、翼の回転により径方向に風を押出す遠心式のものに限らず、軸方向に風を押出する軸流式のもの、あるいは羽根車内を貫通する風を発生させる貫流式のもの等いずれのものであってもよい。

送風機２５は、送風するための遠心式多翼ファン（以下、ファンと呼ぶ）３２と、ファン３２を回転駆動するファンモータ３３とを備えている。ファン３２とファンモータ３３は、ケーシング３４に収容されている。

本実施形態のファンモータ３３は、電動モータとしてのブラシレスモータが用いられる。ファンモータ３３は、ステータコイル５０、およびロータ６０を備える。

本実施形態のステータコイル５０は、スター結線された３相のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃによって構成されている。コイル５０ａは、Ｕ相コイルであり、コイル５０ｂは、Ｖ相コイルであり、コイル５０ｃはＶ相コイルである。ロータ６０は、永久磁石を有して構成されているもので、回転軸６１を通してファン３２に回転力を出力する。

ケーシング３４は、ファンモータ３３を支持固定している。ケーシング３４は内外気切替箱２４の下部に固定されている。ケーシング３４は、ファン３２から吹出す空気を集合させながら空気流の動圧を静圧に変換する渦巻き状に形成されている。この渦巻き状のケーシング３４は発生した風を効率的に送り出すものである。

エアコンＥＣＵ１３は、マイクロコンピュータ、メモリ７０ａ等から構成され、空調制御処理を予めメモリ７０ａに記憶されたコンピュータプログラムに従って実行する。メモリ７０ａは、コンピュータプログラム以外に後述する各種の送風量情報（すなわち、グラフＧａ、Ｇｂ）を記憶する第１、第２記憶部である。

エアコンＥＣＵ１３は、空調制御処理の実行に伴って、サーボモータ１９ａ、２３、２９ａを制御したり、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍ（すなわち、第１目標回転数）に近づけるように制御回路７０に対して指令する。

制御回路７０は、マイクロコンピュータやメモリ７０ａ等によって構成され、直流電源９０から供給される直流電力によって作動する。制御回路７０は、電流センサ７１の検出値、回転数センサ７２の検出値、温度センサ７３の検出値に基づいて、エアコンＥＣＵ１３からの指令される目標回転数Ｎｍにロータ６０の回転数を近づけるようにインバータ回路８０を制御する。

インバータ回路８０は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を備える駆動回路である。以下、説明の便宜上、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を簡略化してスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６とも記載する。

スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、正極母線８１と負極母線８２との間で直列接続されている。スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４は、正極母線８１と負極母線８２との間で直列接続されている。スイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６は、正極母線８１と負極母線８２との間で直列接続されている。

スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２の共通接続端子Ｔ１は、コイル５０ａに接続されている。スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４の共通接続端子Ｔ２は、コイル５０ｂに接続されている。スイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６の共通接続端子Ｔ３は、コイル５０ｃに接続されている。

正極母線８１は、直流電源９０の正極電極に接続されている。負極母線８２は、直流電源９０の負極電極（すなわち、グランド）に接続されている。

電流センサ７１は、インバータ回路８０の負極母線８２から直流電源９０の負極電極（すなわち、グランド）に流れる直流の電流値（以下、モータ電流値という）を検出する。換言すれば、電流センサ７１は、直流電源９０の正極電極からインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ステータコイル５０、スイッチング素子ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を通してグランドに流れる電流値をモータ電流値として検出する。また、回転数センサ７２は、ロータ６０の回転数を検出する。温度センサ７３は、ステータコイル５０の温度を検出する。

エアコンＥＣＵ１３には、周知の各種センサ群（図示せず）からのセンサ信号、および車室内前方の計器盤部に設置されるエアコンパネル３５からの信号が入力される。エアコンパネル３５からの信号は、例えば、運転者等の車両乗員の操作による操作信号である。センサ群としては、例えば、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ、蒸発器温度センサ、および水温センサ等が設けられている。内気温センサは車室内温度（すなわち、内気温）を検出する。

外気温センサは、車室外温度（すなわち、外気温）を検出する。蒸発器温度センサは蒸発器１６を通過する冷風温度を検出する。水温センサは、ヒータコア１７へ導かれる温水温度を検出する。

エアコンパネル３５には、車室内の設定温度の信号を出す温度設定器、風量の設定信号を出す風量設定器、吹出しモードの設定信号を出す吹出しモード設定器、内外気モードの設定信号を出す内外気設定器等が設けられている。

これらの各設定器の操作信号がエアコンＥＣＵ１３に入力される。またエアコンパネル３５は、設定された空調設定モードなどの各種情報を出力表示する出力部としても機能する。したがってユーザは、エアコンパネル３５を視認することによって、風量や設定温度などを確認することができる。

次に、本実施形態の車両用空調装置１０の作動を説明する。

まず、空調操作の一実施例として、車両乗員の操作によりエアコンパネル３５の風量設定器のスイッチ（図示せず）が投入されると、風量設定信号がエアコンＥＣＵ１３へ出力される。エアコンＥＣＵ１３は、ファンモータ３３の任意の目標回転数を制御回路７０に対して指令する。

すると、制御回路７０は、後述する送風制御処理を実行する。制御回路７０は、送風制御処理の実行に伴って、インバータ回路８０を制御する。これにより、インバータ回路８０は、ファンモータ３３を制御する。よって、ファンモータ３３は、ファン３２を回転駆動させる。このため、ファン３２の送風量を目標送風量に近づけることができる。

この際に、内外気ドア２９の開閉状態に応じて、例えば内気が、内外気切替箱２４の内気導入口２７を通じて、空気通路３０に導入される。空気通路３０を流れる内気はフィルタ３１を通過すると、内気に含まれるたばこ等の臭いが除去される。外気が導入される場合には、フィルタ３１を通過することで、外気に混入される粉塵（花粉、塵埃等）や、臭いが除去される。

内気が空気通路３０を通じてファン３２の中心側に吸入される。この吸入空気は、ファン３２の回転動作によりケーシング３４内を送風され、空調ユニット１１へ流入する。空調ケース１４の空気通路１５を通過して蒸発器１６へ向かって送風される。

この送風空気は、最初に蒸発器１６を通過して冷却され、冷風となる。この冷風は、次に、エアミックスドア１９の開度により冷風バイパス通路１８を通過する冷風とヒータコア１７を通過する温風とに振り分けられる。この冷風と温風が混合して所定温度の空気が得られる。

このとき、エアコンパネル３５の吹出しモード設定器の車両乗員の操作によって、設定されている吹出モードで開状態にある吹出口から車室内に空調風が吹き出される。例えば、フェイスモードでは、フット開口部２１を閉塞してフェイス開口部２２を開放する。

これにより、混合された所望温度の空気をフェイス開口部２２からフェイスダクトを通してフェイス吹出口２２のみから車両乗員の頭部側へ吹き出す。他の吹出モードとして、例えばフットモードおよびバイレベルモードなどがある。デフロスタ開口部２０、およびフット開口部２１、フェイス開口部２２を纏めて開口部２０、２１、２２という。

このように、外気導入口２６または内気導入口２７から導入されて内外気切替箱２４の空気通路３０、フィルタ３１、送風機２５、空気通路１５、蒸発器１６、ヒータコア１７、冷風バイパス通路１８、および開口部２０、２１、２２を通して車室内に吹き出される。

ここで、フィルタ３１に粉塵等の異物が目詰まりすると内外気切替箱２４の空気流路３０の圧力損失が大きくなる。エアミックスドア１９、デフロスタドア２０ａ、フェイスドア２２ａ、およびフットドア２１ａのそれぞれの位置によって空調ケース１４の空気流路１５の圧力損失が変化する。

以下、説明の便宜上、空気流路１５、３０を合わせた空気流路を空気流路３７とする。空気流路３７の圧力損失が変化すると、直流電源９０からインバータ回路８０に与えられる電圧が一定であり、かつファン３２の回転数が一定であっても、ファンモータ３３に流れる電流値（すなわち、モータ電流値）が変わる。

このため、空気流路３７の圧力損失が変化すると、ファンモータ３３に生じるトルクが変わるため、ファン３２から吹き出される送風量が変わることになる。これにより、開口部２０、２１、２２から車室内に吹き出される送風量が変わることになる。

したがって、空気流路３７の圧力損失が変化すると、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍに近づけるようにファンモータ３３を制御しても、ファン３２の送風量が送風量の目標値（以下、目標送風量Ｈｓという）と相違する。

そこで、本実施形態では、制御回路７０において、空気流路３７の圧力損失が変化しても、ファン３２の送風量を目標送風量に近づけるための送風制御処理を実行する。

次に、本実施形態の制御回路７０における送風制御処理について図３、図４、図５を参照して説明する。

制御回路７０は、図３のフローチャートにしたがって、送風制御処理を実行する。制御回路７０は、エアコンＥＣＵ１３から目標回転数Ｎｍを受信する毎に、送風制御処理を実行する。

まず、制御回路７０は、ステップＳ１００において、第１回転数制御部として、回転数センサ７２の検出値に基づいて、ファンモータ３３を目標回転数Ｎｍで回転させるようにインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に制御する。

すると、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、それぞれ、スイッチングする。これにより、直流電源９０から正極母線８１、負極母線８２の間に印加される直流電圧に基づいて、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からステータコイル５０に三相交流電流が流れる。

換言すれば、直流電源９０の正極電極からの電流が正極母線８１、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ステータコイル５０、スイッチング素子ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、および負極母線８２を通して直流電源９０の負極電極（すなわち、グランド）に流れる。

したがって、ステータコイル５０から回転磁界が発生する。すると、ロータ６０は、回転磁界に同期して回転する。これにより、ロータ６０の回転数、すなわち、ファンモータ３３の回転が目標回転数Ｎｍに近づくことになる。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１１０において、電流検出部として、電流センサ７１の検出値に基づいてモータ電流を検出する。以下、説明の便宜上、ステップＳ１１０において検出されたモータ電流値を実電流値Ｉｍとする。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１２０において、算出部として、モータ電流の狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとの差分（以下、差分Ｉｄ（Ｉｘ−Ｉｍ）という）を算出する。

狙い電流値Ｉｘとは、空気流路３７の圧力損失が所定値であるときに、ファンモータ３３を目標回転数Ｎｍでファン３２を回転させてファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるためにインバータ回路８０がファンモータ３３を制御する際に、直流電源９０の正極電極から負極電極へ流れると想定されるモータ電流値である。

まず、制御回路７０は、電流送風量情報と目標送風量Ｈｘとに基づいて狙い電流値Ｉｘを求める。

電流送風量情報は、メモリ７０ａに予め記憶された情報であって、図４に示すように、縦軸をファン３２の送風量として、横軸をモータ電流として、ファン３２の送風量とモータ電流との関係を示すグラフＧａである。なお、メモリ７０ａには、目標回転数毎のグラフＧａが記憶されている。

グラフＧａでは、直流電源９０からインバータ回路８０に与えられる出力電圧が一定であり、ファンモータ３３の回転が目標回転数Ｎｍである場合の第１送風量情報である。グラフＧａは、ファン３２の送風量とモータ電流とが比例する関係になっている。つまり、グラフＧａでは、ファン３２の送風量とモータ電流とが１対１で特定される関係になっている。

そこで、制御回路７０は、グラフＧａにおいて目標送風量Ｈｓと１対１で特定される関係になるモータ電流値を狙い電流値Ｉｘとして求める。すなわち、グラフＧａに基づいて目標送風量Ｈｓに対応するモータ電流値を狙い電流値Ｉｘとして求めることになる。これに加えて、制御回路７０は、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとの差分Ｉｄを算出する。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１３０において、判定部として、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとが一致しているか否かを判定することにより、空気流路３７の圧力損失が所定値から変化したか否かを判定する。

この際に、直流電源９０からインバータ回路８０に与えられる出力電圧が一定であると仮定し、インバータ回路８０がファンモータ３３を制御してファンモータ３３の回転数が目標回転数Ｎｍである場合に、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍと一致しているか否かを判定することになる。

このことにより、空気流路３７の圧力損失が所定値を維持しているか否かを判定することになる。

ここで、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍと一致しているときには、空気流路３７の圧力損失が所定値を維持しているとして、ステップＳ１３０でＹＥＳと判定する。すなわち、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに一致していると判定することになる。

その後、制御回路７０は、ステップＳ１５０において、定常回転処理を実行する。この際に、制御回路７０は、定常制御部として、回転数センサ７２の検出値に基づいて、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍのまま維持させるようにインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に制御する。

すると、ロータ６０は、ステータコイル５０から生じる回転磁界に同期して回転する。これにより、ロータ６０の回転数が目標回転数Ｎｍに維持される。これにより、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに維持されることになる。

一方、例えば、フィルタ３１に異物が詰まると、空気流路３７の圧力損失が所定値から大きくなる。つまり、フィルタ３１に異物が詰まると、空気流路３７の圧力損失が所定値から変化する。

この場合、上記ステップＳ１３０において、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとが不一致であるときには、制御回路７０がＮＯと判定する。すなわち、空気流路３７の圧力損失が所定値から変化した判定される。このため、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに一致していないと判定されることになる。

この場合、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるためには、ロータ６０の回転数を変更することが必要になる。

そこで、制御回路７０は、次のステップＳ１４０において、補正制御部として、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるために必要となるファンモータ３３の目標回転数Ｎｘを求める。

具体的には、制御回路７０は、図４のグラフＧａにおいて実電流値Ｉｍと１対１で特定される関係になっているファン３２の送風量（以下、実送風量Ｈｍという）を求める。実送風量Ｈｍと目標送風量Ｈｓとの差分ｄＨを求める。

これに加えて、制御回路７０は、ステップＳ１４０において、送風量回転数情報、実送風量Ｈｍ、および差分ｄＨに基づいて、ロータ６０の目標回転数Ｎｘを求める。

送風量回転数情報は、メモリ７０ａに予め記憶された第２送風量情報であって、図５に示すように、縦軸をファン３２の送風量として、横軸をファンモータ３３の回転数とするグラフＧｂである。グラフＧｂは、空気流路３７の圧力損失が一定に維持された状態で、ファンモータ３３の回転数とファン３２の送風量との関係を示す。

ここで、グラフＧｂでは、ファン３２の送風量とファンモータ３３の回転数とが比例する関係になっている。つまり、グラフＧｂでは、ファン３２の送風量とファンモータ３３の回転数とが１対１で特定される関係になっている。

ここで、狙い電流値Ｉｘが実電流値Ｉｍよりも大きいとき、制御回路７０は、グラフＧｂにおいて、実送風量Ｈｍと差分ｄＨとを加算した目標送風量Ｈｓに１対１で特定される関係になっている目標回転数Ｎｘを求める。つまり、グラフＧｂに基づいて、目標送風量Ｈｓに対応する目標回転数Ｎｘを求める。

一方、狙い電流値Ｉｘが実電流値Ｉｍよりも小さいとき、制御回路７０は、グラフＧｂにおいて、実送風量Ｈｍから差分ｄＨを減算した目標送風量Ｈｓに１対１で特定される関係になっている目標回転数Ｎｘを求める。つまり、グラフＧｂに基づいて、目標送風量Ｈｓに対応する目標回転数Ｎｘを求める。

このように制御回路７０が目標回転数Ｎｘを求められると、次のステップＳ１００に移行する。

このステップＳ１００において、制御回路７０は、回転数センサ７２の検出値に基づいて、ファンモータ３３を目標回転数Ｎｘで回転させるようにインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に制御する。

したがって、ステータコイル５０から回転磁界が発生する。すると、ロータ６０は、回転磁界に同期して回転する。これにより、ロータ６０の回転数、すなわち、ファンモータ３３の回転が目標回転数Ｎｘに近づくことになる。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１１０において、電流センサ７１の検出値に基づいてモータ電流を検出する。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１２０において、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとの差分Ｈｄを算出する。

次に、制御回路７０は、ステップＳ１３０において、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとが一致しているか否かを判定する。

ここで、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍと一致しているときには、空気流路３７の圧力損失が所定値を維持しているとして、ステップＳ１３０でＹＥＳと判定する。その後、制御回路７０は、ステップＳ１５０において、定常回転処理を実行する。この際に、制御回路７０は、回転数センサ７２の検出値に基づいて、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍに維持させるようにインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に制御する。

すると、ロータ６０は、ステータコイル５０から生じる回転磁界に同期して回転する。これにより、ファンモータ３３の回転が目標回転数Ｎｘに維持される。これにより、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに維持されることになる。

以上説明した本実施形態によれば、制御回路７０は、インバータ回路８０からファンモータ３３に流れる三相交流電流を制御してファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍに近づけることにより、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるようにインバータ回路８０を制御するステップＳ１００を備える。

制御回路７０は、直流電源９０からインバータ回路８０およびファンモータ３３を通してグランドに流れる実電流値Ｉｍを検出するステップＳ１１０を備える。制御回路７０は、空気流路の圧力損失が所定値である場合に目標送風量Ｈｘと１対１で特定される関係にある狙い電流値Ｉｘを求めるステップＳ１２０を備える。

制御回路７０は、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとが相違するか否かを判定することにより空気流路３７の圧力損失が所定値から変化したか否かを判定するステップＳ１３０を備える。

制御回路７０は、空気流路３７の圧力損失が所定値から変化したと判定した場合に、メモリ７０ａに記憶される送風量回転数情報、狙い電流値Ｉｘ、実電流値Ｉｍに基づいて目標回転数Ｎｘを求めるステップＳ１４０を備える。

制御回路７０は、インバータ回路８０からファンモータ３３に流れる三相交流電流を制御して目標回転数Ｎｘにファンモータ３３の回転数を近づけることにより、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるステップＳ１００を備える。

以上により、フィルタ３１に異物が詰まったり、ドア１９、２０ａ、２２ａ、２１ａのそれぞれの位置によって空気流路３７の圧力損失が所定値から変化する。この場合、本実施形態によれば、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍから目標回転数Ｎｘに変更することにより、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけることができる。

さらに、本実施形態では、デフロスタ開口部２０、フット開口部２１およびフェイス開口部２２のいずれかに使用者の手の平を当てると、空気流路３７の圧力損失が増加する。この場合、ステップＳ１３０でＮＯ判定してから、ステップＳ１４０、Ｓ１００の処理が施される。このため、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍから目標回転数Ｎｘに変更されて、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけることができる。これにより、フット開口部２１およびフェイス開口部２２のいずれかに使用者の手の平をかざしても、ファン３２の送風量の変化を抑制することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとが不一致であるときに、目標回転数Ｎｘの算出処理（ステップＳ１４０）を実行した例について説明した。しかし、これに代えて、以下、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも大きいときに目標回転数Ｎｘの算出処理（ステップＳ１４０）を実行する本第２実施形態について説明する。

本実施形態と上記第１実施形態とは、車両用空調装置１０のハードウェア構成が共通し、制御回路７０の送風制御処理のみが相違する。

そこで、制御回路７０の送風制御処理について図６を参照して説明する。制御回路７０は、図３に代わる図６のフローチャートにしたがって、送風制御処理を実行する。

図６のフローチャートは、図３フローチャートにおいて、ステップＳ１３０に代わるステップＳ１３０Ａを備える。図６において、図３と同一ステップは同一の処理を示し、その説明を省略する。

制御回路７０は、ステップＳ１３０Ａにおいて、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも大きいか否かを判定することになる。

例えば、内外気切替箱２４にフィルタ３１を装着することを忘れた場合には、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも大きくなる。この場合、空気流路３７の圧力損失が所定値から小さくなっているとして、ステップＳ１３０ＡでＹＥＳと判定する。すなわち、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓよりも大きくなっていると判定することになる。

この場合、制御回路７０は、上記第１実施形態と同様に、ステップ１６０において、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるために必要となるファンモータ３３の目標回転数Ｎｘを求める。

その後、制御回路７０は、ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０Ａ、Ｓ１４０のそれぞれの処理を実行する。このため、ファンモータ３３の回転数が目標回転数Ｎｘに維持される。これにより、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに維持されることになる。

一方、ステップＳ１３０Ａにおいて、制御回路７０は、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘに一致しているとき、空気流路３７の圧力損失が所定値に維持されているとして、ＮＯと判定する。

さらに、制御回路７０は、ステップＳ１３０Ａにおいて、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも小さいとき、空気流路３７の圧力損失が所定値よりも大きくなったとして、ＮＯと判定する。

このように、制御回路７０は、ステップＳ１３０ＡにおいてＮＯと判定したとき、ステップＳ１５０において、定常回転処理を実行する。この際に、制御回路７０は、回転数センサ７２の検出値に基づいて、ファンモータ３３の回転数を目標回転数Ｎｍに維持させるようにインバータ回路８０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に制御する。

以上説明した本実施形態によれば、制御回路７０は、ステップＳ１３０Ａにおいて、実電流値が狙い電流値Ｉｘよりも大きいと判定したとき、ＹＥＳと判定する。これに伴い、制御回路７０は、ステップ１６０において、ファン３２の送風量を目標送風量Ｈｓに近づけるために必要となるロータ６０の目標回転数Ｎｘを求める。その後、制御回路７０は、インバータ回路８０を制御してロータ６０の回転数を目標回転数Ｎｘに維持させる。これにより、ファン３２の送風量が目標送風量Ｈｓに維持されることになる。

このため、フィルタ３１を内外気切替箱２４に挿入することを忘れた場合にも、モータ電流を狙い電流値Ｉｘに近づけることができるので、モータ電流としての過電流がインバータ回路８０に流れることを未然に防ぐことができる。このことにより、省電力化を図ることができる。

（第３実施形態）
本第３実施形態の制御回路７０は、上記第１実施形態において、ステータコイル５の温度に応じて狙い電流値Ｉｘを求める例について図７、図８を参照して説明する。

制御回路７０は、図３に代わる図７のフローチャートにしたがって、送風制御処理を実行する。

図７のフローチャートは、図３のフローチャートのうちステップＳ１１０、Ｓ１２０の間にステップＳ１５０、Ｓ１６０を追加したものである。

制御回路７０は、ステップ１６０において、温度センサ７３の検出温度に基づいてステータコイル５０の温度を検出する。温度センサ７３はステータコイル５０の温度を検出するセンサである。

次に、制御回路７０は、ステップ１６０において、ステータコイル５０の温度と目標温度情報とに基づいて狙い電流値Ｉｘを求める。

目標温度情報は、メモリ７０ａに予め記憶された情報であって、図８に示すように、縦軸を狙い電流値Ｉｘとして、横軸をステータコイル５０の温度として、狙い電流値Ｉｘとステータコイル５０の温度との関係を示すグラフＧｃである。このグラフＧｃでは、狙い電流値Ｉｘとステータコイル５０の温度とが１対１で特定される関係になっている。

そこで、制御回路７０は、グラフＧｃにおいて、温度センサ７３の検出温度と１対１で特定される狙い電流値Ｉｘを求める。

その後、制御回路７０は、ステップＳ１２０において、狙い電流値Ｉｘと実電流値Ｉｍとの差を求める。以降、制御回路７０は、上記第１実施形態と同様に送風制御処理を実行する。

以上説明した本実施形態によれば、制御回路７０は、ステータコイル５０の温度と目標温度情報とに基づいて狙い電流値Ｉｘを求める。このため、狙い電流値Ｉｘの温度依存性を考慮した送風制御処理を実行することができるので、制御精度を向上することができる。

（他の実施形態）
（１）上記第１〜第３実施形態では、本発明の空調装置を車両用空調装置１０に適用した例について説明したが、これに代えて、車両以外の移動体用の空調装置（例えば、列車用空調装置）や設置型空調装置（例えば、住宅用空調装置、ビル用空調装置）に本発明の空調装置を適用してもよい。

（２）上記第３実施形態では、制御回路７０は、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも大きくなると、空気流路３７の圧力損失が所定値から低下したしてステップ１３０ＡでＹＥＳと判定してステップ１４０の処理に移行した例について説明した。

これに限らず、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘ未満になると、空気流路３７の圧力損失が所定値以上であるとして、ステップ１３０ＡでＹＥＳと判定してステップ１４０の目標回転数Ｎｘの算出処理に移行してもよい。

この場合、実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘと同一であるとき、或いは実電流値Ｉｍが狙い電流値Ｉｘよりも大きいときに、ステップ１５０のモータ定常回転処理に移行する。

（３）上記第１〜第３実施形態では、ファンモータ３３としてブラシレスモータを用いた例について説明したが、これに代えて、回転数の制御が可能であるならば、ファンモータ３３以外の電動モータを用いてもよい。

（４）なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記第１〜第３実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、空調装置は、室内に向けて空気流を流通させる空気流路を形成する室内空調ユニットと、回転によって空気流路に空気流を発生させるファンと、ファンを回転させる電動モータとを備える。

空調装置は、直流電源から供給される電力によって電動モータに電流を流すことにより電動モータを回転させる駆動回路を備える。

空調装置は、ファンの送風量を目標送風量に近づけるための第１目標回転数に電動モータの回転数を近づけるように駆動回路を制御する第１回転数制御部を備える。

空調装置は、第１回転数制御部が駆動回路を制御する際に、直流電源から駆動回路および電動モータを通してグランドに流れる実際の電流値を検出する電流検出部を備える。

空調装置は、空気流路の圧力損失が所定値であるとき、電動モータを第１目標回転数で回転させてファンの送風量を目標送風量に近づけるように駆動回路が電動モータを制御する場合に、直流電源から駆動回路および電動モータを通してグランドに流れると想定される電流値を狙い電流値として求める算出部を備える。

空調装置は、狙い電流値と電流検出部の検出値とが相違しているか否かを判定することにより、空気流路の圧力損失が所定値から変化したか否かを判定する判定部を備える。

空調装置は、空気流路の圧力損失が所定値から変化したと判定部が判定したとき、ファンの送風量を目標送風量を近づけるための電動モータの第２目標回転数を求め、この求めた第２目標回転数に電動モータの回転数を近づけるように駆動回路を制御する補正制御部を備える。

第２の観点によれば、空調装置は、直流電源から駆動回路に出力される電圧が一定であり、電動モータの回転数が第１目標回転数である場合において、直流電源から駆動回路および電動モータを通してグランドに流れる電流値とファンの送風量との関係を示す第１送風量情報を記憶する第１記憶部を備える。算出部は、第１送風量情報に基づいて、目標送風量に対応する電流値を狙い電流値として求める。

第３の観点によれば、空調装置は、空気流路の圧力損失が一定である場合に電動モータの回転数とファンの送風量との関係を示す第２送風量情報を記憶する第２記憶部を備える。

補正制御部は、第２送風量情報に基づいて、目標送風量に対応する電動モータの回転数を第２目標回転数として求める。

第４の観点によれば、電流検出部の検出値が狙い電流値よりも大きくなり、空気流路の圧力損失が所定値よりも低下したと判定部が判定したとき、補正制御部は、電動モータの回転数を第２目標回転数に近づけるように駆動回路を制御する。

これにより、空気流路の圧力損失が所定値よりも低下した際に、駆動回路に過電流が流れることを抑制することができる。このことにより、省電力化を図ることができる。

第５の観点によれば、電流検出部の検出値が狙い電流値以下であり、空気流路の圧力損失が所定値以上であると判定部が判定したとき、電動モータの回転数を第１目標回転数のまま維持するように駆動回路を制御する定常制御部を備える。

１１空調ユニット
１２送風ユニット１２
３２ファン
３７空気流路
７０制御回路
８０インバータ回路
９０直流電源

Claims

室内に向けて空気流を流通させる空気流路（３７）を形成する室内空調ユニット（１１、１２）と、回転によって前記空気流路に前記空気流を発生させるファン（３２）と、前記ファンを回転させる電動モータ（３３）と、直流電源（９０）から供給される電力によって前記電動モータに電流を流すことにより前記電動モータを回転させる駆動回路（８０）と、を備える空調装置であって、
前記ファンの送風量を目標送風量（Ｈｘ）に近づけるための第１目標回転数（Ｎｍ）に前記電動モータの回転数を近づけるように前記駆動回路を制御する第１回転数制御部（Ｓ１００）と、
前記第１回転数制御部が前記駆動回路を制御する際に、前記直流電源から前記駆動回路および前記電動モータを通してグランドに流れる実際の電流値を検出する電流検出部（Ｓ１１０）と、
前記空気流路の圧力損失が所定値であるとき、前記電動モータを前記第１目標回転数で回転させて前記ファンの送風量を前記目標送風量に近づけるように前記駆動回路が前記電動モータを制御する場合に、前記直流電源から前記駆動回路および前記電動モータを通してグランドに流れると想定される電流値を狙い電流値（Ｉｘ）として求める算出部（Ｓ１２０）と、
前記狙い電流値と前記電流検出部の検出値とが相違しているか否かを判定することにより、前記空気流路の圧力損失が前記所定値から変化したか否かを判定する判定部（Ｓ１３０）と、
前記空気流路の圧力損失が前記所定値から変化したと前記判定部が判定したとき、前記ファンの送風量を前記目標送風量を近づけるための前記電動モータの第２目標回転数（Ｎｘ）を求め、この求めた前記第２目標回転数に前記電動モータの回転数を近づけるように前記駆動回路を制御する補正制御部（Ｓ１００、Ｓ１４０）と、
を備える空調装置。
前記直流電源から前記駆動回路に出力される電圧が一定であり、前記電動モータの回転数が前記第１目標回転数である場合において、前記直流電源から前記駆動回路および前記電動モータを通してグランドに流れる電流値と前記ファンの送風量との関係を示す第１送風量情報（Ｇａ）を記憶する第１記憶部（７０ａ）を備え、
前記算出部は、前記第１送風量情報に基づいて、前記目標送風量に対応する前記電流値を前記狙い電流値として求める請求項１に記載の空調装置。
前記空気流路の圧力損失が一定である場合に前記電動モータの回転数と前記ファンの送風量との関係を示す第２送風量情報（Ｇｂ）を記憶する第２記憶部（７０ａ）を備え、
前記補正制御部は、前記第２送風量情報に基づいて、前記目標送風量に対応する前記電動モータの回転数を前記第２目標回転数として求める請求項１または２に記載の空調装置。
前記電流検出部の検出値が前記狙い電流値よりも大きくなり、前記空気流路の圧力損失が前記所定値よりも低下したと前記判定部が判定したとき、前記補正制御部は、前記電動モータの回転数を前記第２目標回転数に近づけるように前記駆動回路を制御する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調装置。
前記電流検出部の検出値が前記狙い電流値以下であり、前記空気流路の圧力損失が前記所定値以上であると前記判定部が判定したとき、前記電動モータの回転数を前記第１目標回転数のまま維持するように前記駆動回路を制御する定常制御部（Ｓ１５０）を備える請求項４に記載の空調装置。