JP5454497B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は車両用空気調和装置に関するものであり、車両の走行中に空気調和装置が起動された場合でも、空気調和装置の送風機の状態に応じて空気調和装置の内外気切換ダンパの位置を調整して、スムーズに空気調和装置を起動させるものである。 The present invention relates to a vehicle air conditioner, and adjusts the position of an inside / outside air switching damper of an air conditioner according to the state of a blower of the air conditioner even when the air conditioner is activated while the vehicle is running. Thus, the air conditioner is smoothly activated.
従来、車両に搭載された空気調和装置には、空気調和を行って車室内に取り入れる空気を、車両の外部の空気(外気)とするか、或いは車室内の空気(内気)を循環させるかの切換部材(内外気切換ダンパと呼ばれる)がある。そして、空気調和装置が外気導入モードで運転中に、車室外の空気が汚れていることを検出した場合には、外気導入モードから内気循環モードに切り換える制御を行う車両用空気調和装置の内外気制御装置が特許文献1に記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an air conditioner mounted on a vehicle, air that is conditioned and taken into the vehicle interior is air outside the vehicle (outside air) or air in the vehicle interior (inside air) is circulated. There is a switching member (called an inside / outside air switching damper). When the air conditioner detects that the air outside the passenger compartment is dirty while operating in the outside air introduction mode, the inside and outside air of the vehicle air conditioner that controls to switch from the outside air introduction mode to the inside air circulation mode is detected. A control device is described in
空気調和装置を搭載した車両では、車両走行時などに車室外の空気が空気調和装置用の外気導入口を通じて車室内に流入してくることがある。この場合、空気調和装置に内蔵された送風機(ブロワ)が停止している場合、流入風による外力により、送風機が逆転または正転の回転状態となる。送風機にシロッコファンが用いられている場合に送風機は流入風で逆転し、ターボファンが用いられている場合に送風機は流入風で正転することが一般的である。 In a vehicle equipped with an air conditioner, air outside the passenger compartment may flow into the passenger compartment through the outside air inlet for the air conditioner when the vehicle is traveling. In this case, when the blower (blower) built in the air conditioner is stopped, the blower is rotated in the reverse or forward rotation by the external force due to the incoming air. In general, when a sirocco fan is used for the blower, the blower is reversed by the inflow air, and when a turbofan is used, the blower is normally rotated by the inflow air.
一般的な車載空気調和装置の送風機は、ブラシ付のDCモータか、ホールICなどを用いた位置検知可能なセンサ付モータによって回転駆動される。ブラシ付モータは、ブラシ接点によりモータの回転子の位置に応じた通電が可能であり、センサ付モータはモータの磁極位置を検知することができるため、回転子の位置に応じたモータ制御の通電が可能である。従って、これらのモータが採用された空気調和装置では、車両が走行中で空気調和装置が停止しており、外気導入口から流入する外気によって空気調和装置の送風機が回転している状態で空気調和装置が起動された場合でも、初期ロックのような位置合わせをすることなく空気調和装置の起動を比較的スムーズに行うことができる。 A blower of a general on-vehicle air conditioner is rotationally driven by a DC motor with a brush or a motor with a sensor that can detect a position using a Hall IC or the like. The motor with brush can be energized according to the position of the rotor of the motor by the brush contact, and the motor with sensor can detect the magnetic pole position of the motor. Is possible. Therefore, in the air conditioner employing these motors, the air conditioner is stopped while the vehicle is running, and the air conditioner blower is rotated by the outside air flowing in from the outside air introduction port. Even when the apparatus is activated, the air conditioner can be activated relatively smoothly without alignment as in the initial lock.
一方、車載用空気調和装置の送風機を駆動するモータのニーズとして、ブラシ付のDCモータやセンサ付モータに代わり、長寿命化や静音化が図れ、コストダウンや省スペース化などを実現できるブラシレスかつセンサレスモータを用いることが求められている。 On the other hand, as a need for a motor for driving a blower of an in-vehicle air conditioner, instead of a DC motor with a brush or a motor with a sensor, it is possible to extend the life and reduce the noise, and to realize cost reduction and space saving. There is a demand for using a sensorless motor.
送風機を駆動するモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した場合、前述の車両の走行中に送風機が回転している状態で空気調和装置が起動されると、初期ロックのような位置合わせを行って、モータの磁極位置を強制的に合わせる必要がある。即ち、送風機のモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した場合でも、車両走行中における空気調和装置の起動時には、初期ロックなどの送風機の起動制御を行うことにより、送風機の回転状態の起動が可能である。 When a brushless and sensorless motor is used as the motor for driving the blower, if the air conditioner is started while the blower is rotating during the above-mentioned vehicle running, alignment such as initial locking is performed. It is necessary to forcibly align the magnetic pole position of the motor. That is, even when a brushless and sensorless motor is used as the motor of the blower, the rotation state of the blower can be activated by performing start-up control of the blower such as initial lock when the air conditioner is activated while the vehicle is running. is there.
しかしながら、送風機を駆動するモータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用し、送風機が回転している状態において、初期ロックのようなセンサレスでの起動制御を実施した場合、車室内で異音が発生する課題があった。これは、初期ロック時に送風機用モータの回転による振動が車室内で増幅され、乗員に違和感を与える異音の音源となるためである。 However, when a brushless and sensorless motor is used as the motor for driving the blower, and when the starter control is performed without a sensor such as an initial lock while the blower is rotating, abnormal noise is generated in the vehicle interior. was there. This is because the vibration caused by the rotation of the blower motor during the initial lock is amplified in the passenger compartment, resulting in an abnormal sound source that gives the passenger a sense of incongruity.
本発明は、上記課題に鑑み、送風機の駆動用モータにブラシレスかつセンサレスのモータを使用した空気調和装置において、外気導入口を通して流入する外気により送風機が正転または逆転している状態で、送風機の駆動用モータに対して初期ロックのような起動制御を用いずに、安価な方法で乗員の違和感となる異音を発生させずに送風機を起動させることが可能な空気調和装置を提供するものである。 In view of the above problems, the present invention provides an air conditioner that uses a brushless and sensorless motor as a drive motor for a blower, in a state where the blower is rotating forward or reverse by outside air flowing in through an outside air introduction port. Provided is an air conditioner that can start a blower without generating abnormal noise that makes a passenger feel uncomfortable by an inexpensive method without using start-up control such as initial locking for a drive motor. is there.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、電子制御装置(10)に駆動制御される車両用空気調和装置(1)であって、前記車両用空気調和装置(1)のブロワユニット(2)に内蔵された送風機(26)を駆動するブロワモータ(25)をセンサレス交流モータで構成すると共に、前記電子制御装置(10)に、前記送風機(26)の起動時に、前記ブロワユニット(2)に内蔵された内外気切換部材(22)の位置を検出する内外気切換状態検出手段を有し、かつ車両が走行中の場合には、前記内外気切換部材(22)の位置を前記内気導入口(23)よりも外気導入口(24)に近い所定位置に移動する内外気切換部材移動手段と、前記内外気切換部材(22)の前記所定位置への移動後に、前記ブロワモータ(25)を起動させるモータ起動手段とを設けたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
これにより、送風機の起動時に、電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、起動時の送風機の回転が低くなり、異音が低減する。 As a result, when the blower is started, the position of the inside / outside air switching member is moved closer to the outside air introduction port than the inside air introduction port by the electronic control unit, so that the rotation of the blower at the time of startup is lowered and noise is reduced. .
請求項2の発明は、前記所定位置が、前記内気導入口(23)と前記外気導入口(24)の中間点よりも前記外気導入口(24)に近い位置であることを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和装置である。
The invention of claim 2 is characterized in that the predetermined position is a position closer to the outside air introduction port (24) than an intermediate point between the inside air introduction port (23) and the outside air introduction port (24). The vehicle air conditioner according to
これにより、送風機の起動時の内外気切換部材の位置が、内気導入口と外気導入口の中間点よりも外気導入口に近い位置になるので、起動時の送風機の回転が低くなり、異音が低減する。 As a result, the position of the inside / outside air switching member at the time of start-up of the blower is closer to the outside air introduction port than the intermediate point between the inside air introduction port and the outside air introduction port. Is reduced.
請求項3の発明は、前記所定位置が、前記内外気切換部材(22)が前記外気導入口(24)を完全に閉じる位置であることを特徴とする請求項2に記載の車両用空気調和装置である。 The invention according to claim 3 is characterized in that the predetermined position is a position where the inside / outside air switching member (22) completely closes the outside air introduction port (24). Device.
これにより、送風機の起動時の内外気切換部材の位置が、外気導入口を完全に閉じる位置になるので、起動時の送風機の回転が非常に低くなるか、あるいは停止するため、異音が低減する。 As a result, the position of the inside / outside air switching member at the time of starting the blower becomes a position to completely close the outside air introduction port, so that the rotation of the blower at the time of starting becomes very low or stops, so that the noise is reduced. To do.
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の発明において、前記電子制御装置(10)に車速を検出する車速検出手段(44)を接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記車速が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, a vehicle speed detecting means (44) for detecting a vehicle speed is connected to the electronic control device (10), and the inside / outside air switching member is connected. The moving means is a vehicle air conditioner characterized in that when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value, the position of the inside / outside air switching member (22) is moved to the predetermined position.
これにより、送風機の起動時に、車速が大きい時だけ電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、車速が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。 As a result, when the blower is started, the position of the inside / outside air switching member is moved closer to the outside air introduction port than the inside air introduction port by the electronic control device only when the vehicle speed is high, so the start time of the blower when the vehicle speed is low is reduced. Can be shortened.
請求項5の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の発明において、前記ブロワモータ(25)を3相インバータ回路(18)を備えた3相交流モータで構成し、前記3相インバータ回路(18)に、前記3相交流モータを構成するU相、V相、W相の発電時に、その少なくとも1つの相から流れ出るモータ電流を検出するモータ電流検出手段を設けてこれを前記電子制御装置(10)の内外気切換部材移動手段に接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記モータ電流が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
The invention of
これにより、送風機の起動時に、モータ電流が大きい場合、即ち、送風機の回転が高い時に、電子制御装置によって内外気切換ダンパの位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、送風機の回転が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。 Thereby, when the motor current is large at the time of starting the blower, that is, when the rotation of the blower is high, the position of the inside / outside air switching damper is moved closer to the outside air introduction port than the inside air introduction port by the electronic control unit. The start-up time of the blower when the rotation of the blower is small can be shortened.
請求項6の発明は、請求項5に記載の発明において、前記モータ電流検出手段が、前記ブロワモータ(25)の1つの相への信号回路に設けられており、前記モータ電流の検出時には前記1つの相の下アームをオンすることを特徴とする車両用空気調和装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the motor current detecting means is provided in a signal circuit for one phase of the blower motor (25). A vehicle air conditioner characterized by turning on the lower arm of one phase.
これにより、モータ電流検出手段の構成を簡素化できる。 Thereby, the structure of a motor current detection means can be simplified.
請求項7の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の発明において、前記ブロワモータ(25)を3相インバータ回路(18)を備えた3相交流モータで構成し、前記電子制御装置(10)の内外気切換部材移動手段に、前記3相交流モータの発電時の回転数を検出する回転数検出手段を接続し、前記内外気切換部材移動手段は、前記回転数が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする車両用空気調和装置である。
The invention of claim 7 is the invention according to any one of
これにより、送風機の起動時に、ブロワモータの回転数が高い時に、電子制御装置によって内外気切換部材の位置が内気導入口よりも外気導入口に近い側に移動するので、ブロワモータの回転数が小さい時の送風機の起動時間を短縮できる。 As a result, when the blower motor is rotating at the time of starting the blower, the position of the inside / outside air switching member is moved closer to the outside air introduction port than the inside air introduction port by the electronic control unit. The start-up time of the blower can be shortened.
請求項8の発明は、請求項7に記載の発明において、前記回転数検出手段は、前記3相交流モータの発電時に各相に誘起される誘起電圧の比較から得られるパルス信号の1サイクル時間を測定することによって回転数を検出していることを特徴とする車両用空気調和装置である。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the rotation speed detecting means is one cycle time of a pulse signal obtained from a comparison of induced voltages induced in each phase during power generation of the three-phase AC motor. A vehicle air conditioner that detects the rotational speed by measuring
これにより、ブロワモータの回転数の検出を簡単な回路で構成することができ、車両用空気調和装置の構成を簡素化できる。 Thereby, detection of the rotation speed of a blower motor can be comprised with a simple circuit, and the structure of the vehicle air conditioner can be simplified.
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。また、各実施態様についても、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Moreover, also about each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
図1(a)は本発明に係る車両用空気調和装置1の一実施形態の全体構成を示すものである。車両用空気調和装置(以後オートエアコンという)1には、ブロワユニット2と、図示しないクーリングユニットとヒーターユニットを内蔵する空調ユニット3、及びこれらを駆動制御する電子制御装置であるオートエアコンECU10がある。ブロワユニット2はそのケース20に内気導入口23と外気導入口24があり、吸い込んだ空気の排出口27が空調ユニット3に接続されている。また、ブロワユニット2のケース20内には、内外気切換部材である内外気切換ダンパ22と送風機26が設けられている。内外気切換ダンパ22は、内外気切換部材移動手段であるダンパモータ21に駆動されて内気導入口23と外気導入口24の一方を塞ぐ。また、送風機26は、内気導入口23又は外気導入口24から取り込まれた空気を排出口27から空調ユニット3内に送るものであり、ブロワモータ25によって回転駆動される。ブロワモータ25にはセンサレス交流モータが使用される。
Fig.1 (a) shows the whole structure of one Embodiment of the
空調ユニット3は、ブロワユニット2から送り込まれた空気の温度を調整して車室内に吹き出すものであり、空調ユニット本体30の内部には空気を冷却するエバポレータ、空気を暖めるヒータコア及び冷却された空気の暖め具合を調整するエアミックスダンパがある。エバポレータやヒータコア及びエアミックスダンパによって温度調節された空気は、前席用吹出口(FACE)31、足元用吹出口(FOOT)32、或いはデフロスター吹出口(DEF)33の何れかから車室内に放出される。各吹出口から放出される温度調節された空気の量は、吹出口切換ダンパの開閉によって調整される。空調ユニット本体30の内部の構成は公知であり、本願発明には直接関係がないので、図示とこれ以上の説明は省略する。
The air conditioning unit 3 adjusts the temperature of the air sent from the blower unit 2 and blows it out into the vehicle interior. Inside the air conditioning unit
オートエアコンECU10は、図示しない車両のコントロールパネルにある温度設定スイッチ4、内外気切り換えスイッチ5及びオースイッチ6からのスイッチ信号や、車室内外に設けられた各温度センサ(内気センサ41、外気センサ42、及び水温センサ43)からの検出値に基づいて演算を行い、ブロワユニット2と空調ユニット3を駆動制御して車室内の温度を温度設定スイッチ4による設定温度に保持する。オートエアコンECU10には日射量を検出する日射センサが接続されることもある。また、本実施形態のオートエアコンECU10には車速検出手段である車速センサ44も接続されている。
The auto
オートエアコンECU10は、車室内温度が温度設定スイッチ4による設定値になるように、また、内外気切り換えスイッチ5の状態及びオートスイッチ6の状態に応じて、各スイッチからの入力信号を元に空気の吹き出し温度、吹き出し風量及び吹出口を自動計算する。そして、ダンパモータ21の回転位置の制御、ブロワモータ25の回転数制御、及び空調ユニット3内の各アクチュエータの自動制御を行っている。
The auto
図1(b)は図1(a)に示したブロワユニット2内にある内外気切換装置である内外気切換ダンパ22の位置と動作を説明するものである。ダンパモータ21の図示は省略してある。内外気切換ダンパ22は、図1(a)に示したダンパモータ21によって点Aと点Bの位置に切り換えられるようになっている。内外気切換ダンパ22が実線で示す点Aの位置にある時は、ブロワユニット2の内気導入口23が閉じられ、内外気切換ダンパ22が破線で示す点Bの位置にある時は、ブロワユニット2の外気導入口24が閉じられる。本発明では、後述するオートエアコンECU10の制御により、内外気切換ダンパ22が破線で示す点Bの位置の手前で止めることができるように構成されている。点Bの位置の手前とは、例えば、点Aと点Bの中間点Cと、点Cと点Bの間の位置Dである。位置Dは、点Cと点Bの中間点とすることができる。なお、ダンパモータ21にはダンパ位置検出手段が内蔵されているか、或いはオートエアコンECU10にダンパ位置検出手段があるものとする。
FIG. 1B illustrates the position and operation of the inside / outside
本発明は、車両が走行中にオートエアコン1が停止状態にあり、内外気切り換えスイッチ5により内外気切換ダンパ22の位置が点Aにある時(外気導入状態)に、オートエアコン1が起動された場合の、オートエアコンECU10によるダンパモータ21の起動時制御を説明するものであり、以下に幾つかの実施例を説明する。
In the present invention, when the
図2(a)は、図1(a)に示したオートエアコンECU10が行うオートエアコン1の起動時制御の第1の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、車両走行中のオートエアコン1の起動時に実施される。ステップ201ではまず、オートエアコン1が内気モードか否かを判定する。オートエアコン1が内気モードか否かは、内外気切り換えスイッチ5の位置、ダンパモータ21からのダンパ位置検出信号、或いはオートエアコンECU10自身によるダンパ位置の検出によって知ることができる。オートエアコン1が内気モードの場合(YES)はステップ203に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。ステップ201がオートエアコンECU10の内外気切換状態検出手段に対応し、ステップ205がオートエアコンECU10のモータ起動手段に対応する。
FIG. 2A is a flowchart showing a control procedure of the first embodiment of the startup control of the
一方、ステップ201の判定が内気モードでない場合(NO)はステップ202に進む。ステップ202では、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する側に移動させる。即ち、内外気切換ダンパ22を破線で示す点Bの位置に移動させて、ブロワユニット2の外気導入口24を完全に閉じる。内外気切換ダンパ22の点Bへの移動後にステップ203に進み、送風機起動手段であるオートエアコンECU10がブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination in
図2(b)は、図1(a)に示したオートエアコンECU10が行うオートエアコン1の起動時制御の第1の実施例の変形例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン1の起動時に実施される。よって、第1の実施例と同じステップについては同じステップ番号を付して説明する。ステップ201ではオートエアコン1が内気モードか否かを判定し、オートエアコン1が内気モードの場合(YES)はステップ203に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。この手順は第1の実施例と同じである。
FIG. 2B is a flowchart showing a control procedure of a modification of the first embodiment of the start-up control of the
一方、ステップ201の判定が内気モードでない場合(NO)はステップ202′に進む。ステップ202では、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する側に移動させているが、ステップ202′では、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この所定位置とは、例えば、図1(b)に示した点D、即ち、内外気切換ダンパ22が外気導入口24を閉鎖する破線で示す点Bと、点Aと点Bの中間点Cの中間点Dである。内外気切換ダンパ22が点Dの位置にある時は、送風機26には殆ど内気が流入し、僅かな外気が流入風として送風機26側に取り込まれるので、送風機26は外気の影響を受けない。ステップ202′の後のステップ203は第1の実施例と同じであり、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination in
このように、オートエアコン1の起動時に内外気切換ダンパ22が内気導入口23を閉じる側にあって、外気が流入している時にこれを検出して、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉じる位置、或いは閉じる位置の近くに移動させることにより、オートエアコン1の起動時に外気の流入によるブロワモータ25の回転が小さくなる。この結果、第1の実施例、或いはその変形例では、オートエアコン1の起動時に発生することがあった異音を防止、あるいは低減することができる。この低減の程度は、本発明を実施しない場合に発生する異音に対して15dB前後である。
Thus, when the
図3は、図1(a)に示したオートエアコンECU10が行うオートエアコン1の起動時制御の第2の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン1の起動時に実施される。ステップ301ではまず、オートエアコン1が内気モードか否かを判定する。オートエアコン1が内気モードの場合(YES)はステップ305に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
FIG. 3 is a flowchart showing the control procedure of the second embodiment of the start-up control of the
一方、ステップ301の判定が内気モードでない場合(NO)はステップ302に進む。ステップ302では、図1(a)に示した車速センサ44により車速を検出する。そして、続くステップ303で車速が所定値以上か否かを判定し、車速が所定値未満の場合(NO)はステップ305に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。この所定値はオートエアコン1が搭載された車両の種類によって異なるが、時速60km程度の値である。
On the other hand, if the determination in
また、ステップ303の判定がYESの場合はステップ304に進み、第1の実施例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第1の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ305に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
If the determination in
ここで、車速が低い場合に、オートエアコン1の起動時に内外気切換モードが外気モードになっている状態であっても、オートエアコン1の起動を外気モードのまま行う理由について説明する。オートエアコン1のブロワユニット2にある送風機26は、内外気切換モードが外気モードになっている状態であっても、車速が所定値以上にならない限り、外気導入口24から流入する外気によって回転せず、車速が時速60kmを超える辺りからようやく回転を始める。しかも、時速80km程度までであれば、外気導入口24から流入する外気による送風機26の回転数は低く、車速が時速100kmに近づくと外気導入口24から取り込まれた外気による送風機26の回転数が増大し、車種によって異なるが300rpm程度になる。そして、この状態でオートエアコン1の起動が開始されると、起動時の送風機26の回転方向が、稼動時の送風機26の回転方向と異なる場合などに、車室内に異音が聞こえるのである。
Here, the reason why the
オートエアコン1が動作していない車両の走行時に、内外気切換モードが外気モードになっているオートエアコン1の送風機26が、外気導入口24から流入する外気によって回転を始める車速は車種によって異なる。しかしながら、車速が低い時は、外気導入口24から流入する外気により送風機26が回転している状態でオートエアコン1を起動させても、車室内に異音が聞こえないか、或いは聞こえても不快感を感じさせるような音には至らないので、第2の実施例のように、オートエアコン1の起動時に車速に応じた制御を行うのである。
The vehicle speed at which the
このように、オートエアコン1の起動時に内外気切換ダンパ22が内気導入口23を閉じる側にあって、車速が高い場合は、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉じる位置、或いは閉じる位置の近くに移動させることにより、オートエアコン1の起動時に異音が発生する可能性がある場合に異音を防止、あるいは低減することができる。この低減の程度は第1の実施例と同程度である。
Thus, when the
図4は、図1(a)に示したオートエアコンECU10が行うオートエアコン1の起動時制御の第3の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン1の起動時に実施される。第3の実施例では、ブロワモータ25が3相交流モータであるとして説明を行う。ステップ401ではまず、オートエアコン1が内気モードか否かを判定する。オートエアコン1が内気モードの場合(YES)はステップ406に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。一方、ステップ401の判定が内気モードでない場合(NO)はステップ402に進む。ステップ402では、3相交流ブロワモータ25の何れかの相の下アームをオンして下アームに電流を流す。3相交流ブロワモータ25の構成及びアームについては後述する。
FIG. 4 is a flowchart showing the control procedure of the third embodiment of the startup control of the
オートエアコン1の起動時に、送風機26が外気導入口24から流入する空気によって回転している場合には、3相交流ブロワモータ25が送風機26によって回転させられ、3相交流ブロワモータ25が発電を行ってモータ電流を発生する。そこで、続くステップ403では3相交流ブロワモータ25のモータ電流を検出し、次のステップ404においてモータ電流が所定値以上か否かを判定する。モータ電流が所定値未満の場合(NO)はステップ406に進み、3相交流ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。この所定値は、送風機26が概ね300rpmである時に発生するモータ電流の値である。
When the
また、ステップ404の判定がYESの場合はステップ405に進み、第1の実施例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第1の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ406に進み、3相交流ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
If the determination in
ここで、図5(a)、(b)を用いてステップ402における3相交流ブロワモータ26の何れかの相の下アームをオンして下アームに電流を流す制御について説明する。図5(a)に示すように、3相交流ブロワモータ25はブラシレスモータであり、U相巻線25U、V相巻線25V、及びW相巻線25Wがあり、駆動回路である3相インバータ回路18と各相巻線を結ぶ信号回路を流れる信号で回転制御される。3相インバータ回路18には、U相巻線25U用の2つのスイッチング素子11U,11L、V相巻線25V用の2つのスイッチング素子12V,12VL、及びW相巻線25W用の2つのスイッチング素子13U,13Lがある。各相用の2つのスイッチング素子は、高位バッテリ電圧HVと低位バッテリ電圧LVの間に直列に接続されており、それぞれ上アーム、下アームと呼ばれる。即ち、スイッチング素子11Uが上アーム,スイッチング素子11Lが下アームと呼ばれる。
Here, the control for turning on the lower arm of any phase of the three-phase
オートエアコンECU10からはスイッチング素子11U,11Lを駆動するための信号UU,UL、スイッチング素子12U,12Lを駆動するための信号VU,VL及びスイッチング素子13U,13Lを駆動するための信号WU,WLが出力される。この実施例では、スイッチング素子11Lと低位バッテリ電圧LVの間に、モータ電流検出手段として電流検出センサ14Uが設けられている。そして、オートエアコン1の起動時には、オートエアコンECU10からスイッチング素子11L(U相の下アーム)を駆動する信号が出力され、U相の下アームがオンする。U相の下アームがオンすると、車両が外気導入状態で走行中に外気導入口から車室内に導入される外気流によって送風機が回転(逆転)している状態で3相交流ブロワモータ25のU相25Uからの電流が電流検出センサ14を流れ、この電流値をオートエアコンECU10が検出することできる。電流検出センサ14Uには、シャント抵抗を使用することもできる。
The auto
オートエアコンECU10には送風機が流入する外気によって回転する時の回転数に対して3相交流ブロワモータ25が発電する発電時の各相の流出電流値が記憶されており、オートエアコンECU10は検出した電流値によって、検出時の送風機の回転数を知ることができる。オートエアコン1の起動時に送風機の回転数が高い場合には、前述のように内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置、あるいは閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させることによって外気流を低減させ、送風機の回転数が低くなった状態でオートエアコン1を起動させる。
The auto
また、図5(a)の実施例では、電流検出センサ14Uをスイッチング素子11Lと低位バッテリ電圧LVの間にだけ設けているが、電流検出センサ14は他の相に設けても良い。即ち、破線で示すように、スイッチング素子12Lと低位バッテリ電圧LVの間、或いはスイッチング素子13Lと低電位バッテリ電圧VLとの間にそれぞれ電流検出センサ14V,14Wを設け、他の相のモータ電流を検出するようにしても良い。
In the embodiment of FIG. 5A, the
図5(b)は図5(a)で説明した電流検出センサ14Uの代わりに、電流検出センサ15Uを設けた実施例を示すものである。図5(b)に示す実施例では、電流検出センサ15Uを、U相の上アームと下アームの接続点とU相巻線25Uとの間の回路に設けている。オートエアコン1の起動時に、オートエアコンECU10からの信号ULによってU相の下アームがオンすると、車両が外気導入状態で走行中に外気導入口から車室内に導入される外気流によって送風機が回転(逆転)している状態で3相交流ブロワモータ25のU相25Uからの電流が電流検出センサ15Uを流れ、この電流値をオートエアコンECU10が検出して、前述のように内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置、あるいは閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。
FIG. 5B shows an embodiment in which a
また、図5(b)の実施例では、電流検出センサ15UをU相の上アームと下アームの接続点とU相巻線25Uとの間の回路に設けているが、電流検出センサは他の相に設けても良い。即ち、破線で示すように、V相の上アームと下アームの接続点とV相巻線25Vとの間の回路に電流検出センサ15Vを設け、W相の上アームと下アームの接続点とW相巻線25Wとの間の回路に電流検出センサ15Wを設け、他の相のモータ電流を検出するようにしても良い。
In the embodiment of FIG. 5B, the
第2の実施例では外気の流入を防止或いは低減する制御の実施可否の車速の所定値を、車種毎に調整する必要があったが、第3の実施例によれば、モータ電流で外気の流入を防止或いは低減する制御の実施可否の所定値を決めることができるので、車種毎ではなく、モータの構造に依存して所定値を決めることができる。このため、同じモータを使用した車両であれば、車種毎の調整が不要となる。 In the second embodiment, it is necessary to adjust the predetermined value of the vehicle speed for whether or not the control for preventing or reducing the inflow of outside air is performed for each vehicle type. According to the third embodiment, the motor current is used to adjust the outside air flow. Since it is possible to determine a predetermined value indicating whether or not to perform control for preventing or reducing inflow, it is possible to determine the predetermined value not depending on the vehicle type but depending on the structure of the motor. For this reason, if it is a vehicle using the same motor, the adjustment for every vehicle type becomes unnecessary.
図6は、図1(a)に示したオートエアコンECU10が行うオートエアコン1の起動時制御の第4の実施例の制御手順を示すフローチャートであり、オートエアコン1の起動時に実施される。第4の実施例では、ブロワモータ25が3相交流モータであるとして説明を行う。ステップ601ではまず、オートエアコン1が内気モードか否かを判定する。オートエアコン1が内気モードの場合(YES)はステップ605に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
FIG. 6 is a flowchart showing the control procedure of the fourth embodiment of the startup control of the
一方、ステップ601の判定が内気モードでない場合(NO)はステップ602に進む。ステップ602では、オートエアコン1が停止状態における前述の外気流によるブロワモータ25の回転数を検出する。ブロワモータ25の外気流による回転数は、ブロワモータ25で発生する誘起電圧を検出することによって算出することができるが、ブロワモータ25で発生する誘起電圧からブロワモータ25の外気流による回転数を検出する方法については後述する。そして、続くステップ603でブロワモータ25の回転数が所定値以上か否かを判定し、ブロワモータ25の回転数が所定値未満の場合(NO)はステップ605に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
On the other hand, if the determination in
また、ステップ603の判定がYESの場合はステップ604に進み、第1の実施例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する側に移動させるか、あるいは第1の実施例の変形例のように、内外気切換ダンパ22を外気導入口24を閉鎖する位置に近い所定位置まで移動させる。この状態でステップ605に進み、ブロワモータ25を回転させてオートエアコン1を起動させ、このルーチンを終了する。
If the determination in
ここで、図7(a)〜(c)を用いてステップ602における3相交流ブロワモータ26の各相に誘起する誘起電圧から、3相交流ブロワモータ26回転数を検出するブロワモータ回転数検出手段について説明する。3相交流ブロワモータ25及び3相インバータ回路18の構成は図5(a)で説明したのでここでは説明しない。
Here, the blower motor rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the three-phase
第4の実施例では、図7(a)に示すように、3相インバータ回路18に接続する回転数検出回路50を設けている。回転数検出回路50は、2つの比較器51,52と演算処理部53とを備え、演算処理部53の出力がオートエアコンECU10に入力される。比較器51には、U相のスイッチング素子11Uと11Lの結合点の電圧Vuと、V相のスイッチング素子12Uと12Lの結合点の電圧Vvとを比較させる。また、比較器52にはV相のスイッチング素子12Uと12Lの結合点の電圧Vvと、W相のスイッチング素子13Uと13Lの結合点の電圧Vwとを比較させる。そして、比較器51の比較出力Vuvと比較気52の比較出力Vvwを演算処理部53に入力する。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 7A, a rotation
図7(b)は、図7(a)に示した比較器51,52の入力側の信号波形、即ち、3相交流ブロワモータ25が外気の流入により回転状態となっている時の、3相交流ブロワモータ25の各相から3相インバータ回路18に入力される誘起電圧波形を示している。実線で示す波形がU相の誘起電圧波形Vuであり、破線で示す波形がV相の誘起電圧波形Vvであり、一転鎖線で示す波形がW相の誘起電圧波形Vwである。
FIG. 7B shows the signal waveforms on the input side of the
図7(c)は、図7(a)に示した比較器51,52の出力側の波形を示すパルス信号波形である。UV相の比較電圧Vuvでは、図7(b)に示す波形図において、電圧Vuが電圧Vvより高い部分がハイレベルになっており、VW相の比較電圧Vvwでは、図7(b)に示す波形図において、電圧Vvが電圧Vwより高い部分がハイレベルになっている。演算処理部53は、VW相の比較電圧Vvwの1サイクル時間Tcycを測定することにより、3相交流ブロワモータ25の回転数を算出することができる。例えば、3相交流ブロワモータ25が2極対であれば、回転数=(1/(2×Tcyc))として算出することができる。
FIG. 7C is a pulse signal waveform showing the waveform on the output side of the
また、第4の実施例では、3相交流ブロワモータ25の外気の流入による回転方向が、オートエアコンが正常に稼動している時の3相交流ブロワモータ25の回転方向に対して正転か逆転かも判定可能である。図8(a)は、オートエアコンの稼動停止時に外気が流入して3相交流ブロワモータ25が正転した時のUV相の比較電圧Vuvのパルス信号波形に対するVW相の比較電圧Vvwのパルス信号波形を示すものである。3相交流ブロワモータ25の外気の流入による回転方向が正転する場合は、UV相の比較電圧Vuvのパルス波形に対して、VW相の比較電圧Vvwのパルス波形が遅れる。一方、図8(b)は、オートエアコンの稼動停止時に外気が流入して3相交流ブロワモータ25が逆転した時のUV相の比較電圧Vuvのパルス信号波形に対するVW相の比較電圧Vvwのパルス信号波形を示すものである。3相交流ブロワモータ25の外気の流入による回転方向が逆転する場合は、VW相の比較電圧Vvwのパルス波形に対して、UV相の比較電圧Vuvのパルス波形が遅れる。
In the fourth embodiment, the rotational direction of the three-phase
このようにして、3相交流ブロワモータ25の外気の流入による回転方向が正転か逆転かが分かれば、内気モード或いは所定の位置まで内外気切換ダンパで外気導入口を閉じる制御の可否を判定する回転数の所定値を別の値にすることが可能となる。
In this way, if the rotation direction of the three-phase
第4の実施例では、3相交流ブロワモータ25の外気の流入による回転時に誘起される誘起電圧を用いて3相交流ブロワモータ25の回転数そのものを検出しているため、モータの特性の影響を受けることが少なくなる。3相交流ブロワモータ25の特性との関係で、回転数を判断するための極対数の影響はあるが、例えば、それ以外の巻線や磁力の強さが変更になっても、第4の実施例では、モータ毎の調整が不要、或いは低減することができる。
In the fourth embodiment, since the number of rotations of the three-phase
1 オートエアコン(車両用空気調和装置)
2 ブロワユニット
3 空調ユニット(クーリングユニット/ヒーターユニット)
10 オートエアコンECU(制御装置)
11U,11L,12U,12L,13U,13L スイッチング素子(アーム)
14,15 電流検出センサ
21 ダンパモータ
22 内外気切換ダンパ(切り換え部材)
23 内気導入口
24 外気導入口
25 ブロワモータ
30 空調ユニット本体
50 回転数検出回路
51,52 比較器
53 演算処理部
1 Auto air conditioner (vehicle air conditioner)
2 Blower unit 3 Air conditioning unit (cooling unit / heater unit)
10 Auto air conditioner ECU (control device)
11U, 11L, 12U, 12L, 13U, 13L Switching element (arm)
14, 15 Current detection sensor 21
23 Inside
Claims (8)
前記車両用空気調和装置(1)のブロワユニット(2)に内蔵された送風機(26)を駆動するブロワモータ(25)をセンサレス交流モータで構成すると共に、
前記電子制御装置(10)に、
前記送風機(26)の起動時に、前記ブロワユニット(2)に内蔵された内外気切換部材(22)の位置を検出する内外気切換状態検出手段を有し、かつ車両が走行中の場合には、前記内外気切換部材(22)の位置を前記内気導入口(23)よりも外気導入口(24)に近い所定位置に移動する内外気切換部材移動手段と、
前記内外気切換部材(22)の前記所定位置への移動後に、前記ブロワモータ(25)を起動させるモータ起動手段とを設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。 A vehicle air conditioner (1) driven and controlled by an electronic control unit (10),
The blower motor (25) for driving the blower (26) built in the blower unit (2) of the vehicle air conditioner (1) is constituted by a sensorless AC motor,
In the electronic control device (10),
When the blower (26) is activated, it has inside / outside air switching state detection means for detecting the position of the inside / outside air switching member (22) built in the blower unit (2), and the vehicle is running An inside / outside air switching member moving means for moving the position of the inside / outside air switching member (22) to a predetermined position closer to the outside air introduction port (24) than the inside air introduction port (23);
An air conditioner for a vehicle, comprising: motor starting means for starting the blower motor (25) after the inside / outside air switching member (22) is moved to the predetermined position.
前記内外気切換部材移動手段は、前記車速が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用空気調和装置。 Vehicle speed detecting means (44) for detecting the vehicle speed is connected to the electronic control unit (10);
The inside / outside air switching member moving means moves the position of the inside / outside air switching member (22) to the predetermined position when the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value. The vehicle air conditioner according to any one of the preceding claims.
前記3相インバータ回路(18)に、前記3相交流モータを構成するU相、V相、W相の発電時に、その少なくとも1つの相から流れ出るモータ電流を検出するモータ電流検出手段を設けてこれを前記電子制御装置(10)の内外気切換部材移動手段に接続し、
前記内外気切換部材移動手段は、前記モータ電流が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用空気調和装置。 The blower motor (25) is composed of a three-phase AC motor having a three-phase inverter circuit (18),
The three-phase inverter circuit (18) is provided with motor current detecting means for detecting a motor current flowing out from at least one of the U-phase, V-phase, and W-phase power generating the three-phase AC motor. To the inside / outside air switching member moving means of the electronic control device (10),
The inside / outside air switching member moving means moves the position of the inside / outside air switching member (22) to the predetermined position when the motor current is equal to or greater than a predetermined value. The vehicle air conditioner according to any one of the above.
前記電子制御装置(10)の内外気切換部材移動手段に、前記3相交流モータの発電時の回転数を検出する回転数検出手段を接続し、
前記内外気切換部材移動手段は、前記回転数が所定値以上の場合に、前記内外気切換部材(22)の位置を前記所定位置に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用空気調和装置。 The blower motor (25) is composed of a three-phase AC motor having a three-phase inverter circuit (18),
A rotation speed detecting means for detecting a rotation speed during power generation of the three-phase AC motor is connected to the inside / outside air switching member moving means of the electronic control device (10),
The inside / outside air switching member moving means moves the position of the inside / outside air switching member (22) to the predetermined position when the rotational speed is a predetermined value or more. The vehicle air conditioner according to any one of the above.
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