JP3801411B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空気調和装置のブロアファンの制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空気調和装置のブロアファンの回転速度制御は図３に示すような切替によって行われていた。
この図の横軸の温度差は、（車内温度）−（設定温度）であり、温度差がプラスである図の右側の領域は冷房の領域であることを示し、温度差がマイナスである図の左側の領域は暖房の領域であることを示している。また、縦軸はブロアファンの回転速度（通常のＤＣモータの場合、モータに与える電圧）を表している。
【０００３】
図３において、温度差がゼロ、または温度差僅少領域では、ブロアは最低レベルの一定速度で回転し、それ以外の領域では温度差とブロア回転速度とが一次の関係になるように１ステップあたりの回転速度変化（モータに与える電圧の変化）を一定にするような段階制御を行い、図では冷房側、暖房側とも１２段階の切替制御を行っている。このうち常時使用領域では４段階の切り替え制御が行われる。
騒音に関しては当然ながら、ブロアファンの回転速度を上昇させると騒音も増加することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の制御ではブロア回転速度の高い領域は、温度差が大きい場合であり、空気調和装置の使用開始時の短時間に限られ、通常は回転速度の低い領域での使用が大半である。
ところが、短時間だけ使用されるブロア回転速度の高い領域も、常時使用されるブロア回転速度の低い領域も１段階あたりの回転速度変化を同一としていたので、通常使用領域における微少な温度変化によって騒音レベルが大きく変化してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような背景の下になされたもので、切替制御段数を増加させることなく、通常使用領域でのブロアファンの低騒音化を図ることができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車両用空気調和装置のブロアファン制御方式であって、冷房時の冷気または暖房時の暖気を車内に送風するブロアファンと、該ブロアファンの回転速度を所定の段数で切り替えて送風風量を制御する回転速度切替手段と、空調温度を設定する空調温度設定手段と、車内温度を検出する車内温度検出手段と、前記車内温度と前記空調温度設定手段によって設定された前記空調温度との温度差に基づいて、前記ブロアファンの回転速度の切り替えにおける１段階あたりの回転速度の変化率が一定となるように前記回転速度切替手段に切替指令を与える切替指令生成手段と、を具備し、
該切替指令生成手段は、前記車内温度と前記設定された空調温度との温度差が小さい常時使用領域のうち前記温度差がゼロまたはごく僅かな温度差僅少領域の場合には、前記ブロアファンをその能力の最低レベルの一定速度で回転制御を行い、前記温度差僅少領域以外の前記常時使用領域の場合には、前記１段階あたりの回転速度変化を、送風風量を制御する全領域で同一とした場合よりも小さく設定し、前記常時使用領域における切り替え段数を増加させて回転速度変化が線形制御に近い細かい段階制御を行い、前記温度差が前記常時使用領域よりも大きい領域の場合には、前記１段階あたりの回転速度変化を、送風風量を制御する全領域で同一とした場合よりも大きく設定し、前記常時使用領域で切り替え段数が増加した分、切り替えの段数を減少させて粗い段階制御を行うことを特徴とする車両用空気調和装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、短時間だけ使用される車内温度と設定温度との温度差が大きいときは切替幅を大きくして粗い段階制御を行い、車内温度と設定温度との温度差が小さい常用使用領域では切替幅を小さくして細かい段階制御を行う。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
前記回転速度切替手段が、前記ブロアファンを駆動するＤＣモータに印加する直流電圧を変化させて回転速度の切り替えを行うことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、回転速度の段階制御をＤＣモータに印加する直流電圧を段階的に変化させて行う。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
前記回転速度切替手段が、前記ブロアファンを駆動するＤＣモータにパルス幅変調された直流電圧を印加して回転速度の切り替えを行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、回転速度の段階制御をＤＣモータに印加する直流電圧をパルス幅変調された電圧とし、実効的に直流電圧を段階的に変化させて行う。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空気調和装置において、
前記回転速度切替手段が、前記ブロアファンを駆動するＤＣブラシレスモータに与える回転指令信号のデューティ比を変化させて回転速度の切り替えを行うことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、回転速度の段階制御をＤＣブラシレスモータに与える回転指令信号のデューティ比を段階的に変化させて行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実施形態による車両用空気調和装置のうちブロアファンの速度制御関係の構成を示すブロック図である。
この図において、符号１はブロアファンであり、直結されたモータ２によって駆動される。
このモータ２は、空調温度設定手段３による設定温度と車内温度検出手段４による検出温度との温度差の値によって切替指令生成手段５によって切り替え指令を生成し、この切替指令によって動作する回転速度切替手段６が与える電圧によって駆動される。
【００１５】
このような構成によるブロア回転速度の切替制御について図２を参照して説明する。
この図の横軸の温度差は、（車内温度）−（設定温度）であり、温度差がプラスである図の右側の領域は冷房の領域であることを示し、温度差がマイナスである図の左側の領域は暖房の領域であることを示している。また、縦軸はブロアファンの回転速度（通常のＤＣモータの場合、モータに与える電圧）を表している。
回転速度切替手段６によってモータ２に与えられる電圧は、電圧値の制御された直流電圧であってもＰＷＭ変調された直流電圧であってもよい。
【００１６】
図２において、温度差がゼロ、または温度差僅少領域では、ブロアは最低レベルの一定速度で回転し、それ以外の常時使用領域では温度差とブロア回転速度とが一次の関係になるように１ステップあたりの回転速度変化（モータに与える電圧の変化）を一定にするような段階制御を行い、回転速度切替手段６による切替単位幅を従来技術による切替幅の１／２とすることによって８段階の切替を行う。
【００１７】
常時使用領域以外の領域では、切替単位幅を常時使用領域の４倍として４段階の切替を行う。
このような切替制御を行うことにより、全体の切替段数を増やすことなく、常時使用領域での切替制御をきめ細かく行い、線形制御に近い制御特性を得ることができる。
【００１８】
その代わりに、常時使用領域以外の温度差の大きな領域では、切替制御の段数が４段階に減少し、粗い切替制御を行うことになるが、この領域は空気調和装置の使用開始時の短時間に限られるので、必要な風量が得られるならばディメリットとなることはない。
【００１９】
以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００２０】
例えば、常時使用領域とそれ以外の領域での切替単位幅の比率や切替段数は、上述の実施形態の数値に限られるものではなく、必要に応じて選定される設計事項である。
【００２１】
また、ブロアファンを駆動するモータは、通常のＤＣモータとして印加する直流電圧を変化させる場合について説明したが、ＤＣブラシレスモータを使用し、このＤＣブラシレスモータに与える回転指令信号のデューティ比を変化させて回転速度の切り替えを行うものであってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば常時使用領域でのモータ速度の切替幅を小さくし、空気調和装置の使用開始時等の温度差の大きな領域のモータ速度切替幅を大きくするようにしたので、切替段数を増加させることなく常時使用領域のブロアファンの速度と温度差とをリニアな関係に近づけることができ、ブロアファンによる騒音を低減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による車両用空気調和装置のうちブロアファンの速度制御関係の構成を示すブロック図。
【図２】 本発明の一実施形態によるブロアファンの制御を説明するための特性図。
【図３】 従来の技術によるブロアファンの制御を説明するための特性図。
【符号の説明】
１…ブロアファン
２…モータ
３…空調温度設定手段
４…車内温度検出手段
５…切替指令生成手段
６…回転速度切替手段

Claims (4)

  1. 車両用空気調和装置のブロアファン制御方式であって、冷房時の冷気または暖房時の暖気を車内に送風するブロアファンと、
    該ブロアファンの回転速度を所定の段数で切り替えて送風風量を制御する回転速度切替手段と、
    空調温度を設定する空調温度設定手段と、
    車内温度を検出する車内温度検出手段と、
    前記車内温度と前記空調温度設定手段によって設定された前記空調温度との温度差に基づいて、前記ブロアファンの回転速度の切り替えにおける１段階あたりの回転速度の変化率が一定となるように前記回転速度切替手段に切替指令を与える切替指令生成手段と、を具備し、
    該切替指令生成手段は、
    前記車内温度と前記設定された空調温度との温度差が小さい常時使用領域のうち前記温度差がゼロまたはごく僅かな温度差僅少領域の場合には、前記ブロアファンをその能力の最低レベルの一定速度で回転制御を行い、
    前記温度差僅少領域以外の前記常時使用領域の場合には、前記１段階あたりの回転速度変化を、送風風量を制御する全領域で同一とした場合よりも小さく設定し、前記常時使用領域における切り替え段数を増加させて回転速度変化が線形制御に近い細かい段階制御を行い、
    前記温度差が前記常時使用領域よりも大きい領域の場合には、前記１段階あたりの回転速度変化を、送風風量を制御する全領域で同一とした場合よりも大きく設定し、前記常時使用領域で切り替え段数が増加した分、切り替えの段数を減少させて粗い段階制御を行うことを特徴とする車両用空気調和装置。
  2. 前記回転速度切替手段は、
    前記ブロアファンを駆動するＤＣモータに印加する直流電圧を変化させて回転速度の切り替えを行う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。
  3. 前記回転速度切替手段は、
    前記ブロアファンを駆動するＤＣモータにパルス幅変調された直流電圧を印加して回転速度の切り替えを行う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。
  4. 前記回転速度切替手段は、
    前記ブロアファンを駆動するＤＣブラシレスモータに与える回転指令信号のデューティ比を変化させて回転速度の切り替えを行う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。
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