JP2002029253A - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 空調装置の総消費動力を小さく抑えるよう
に、冷却ファンモータの駆動制御を実質的に無段階で最
適化し、車両エンジンの燃料消費量を低減する。 【解決手段】 室内熱交換器、室外熱交換器、エンジン
により駆動される可変容量型圧縮機を備えた冷凍回路
と、前記室外熱交換器に対し冷却ファンを有する車両用
空調装置において、圧縮機容量認識手段と、外気温度認
識手段と、車速認識手段を設けるとともに、各認識手段
の少なくとも１つの認識値と冷却ファンモータの駆動制
御量との相関関係を予め求めたデータとして記憶するデ
ータ記憶手段を設け、かつ、データ記憶手段に記憶され
た前記相関関係を参照して冷却ファンモータの制御量を
算出する冷却ファンモータ制御量算出手段と、算出され
た制御量に応じて冷却ファンモータの駆動制御量を可変
制御する冷却ファンモータ駆動制御手段を設けた。
に、冷却ファンモータの駆動制御を実質的に無段階で最
適化し、車両エンジンの燃料消費量を低減する。 【解決手段】 室内熱交換器、室外熱交換器、エンジン
により駆動される可変容量型圧縮機を備えた冷凍回路
と、前記室外熱交換器に対し冷却ファンを有する車両用
空調装置において、圧縮機容量認識手段と、外気温度認
識手段と、車速認識手段を設けるとともに、各認識手段
の少なくとも１つの認識値と冷却ファンモータの駆動制
御量との相関関係を予め求めたデータとして記憶するデ
ータ記憶手段を設け、かつ、データ記憶手段に記憶され
た前記相関関係を参照して冷却ファンモータの制御量を
算出する冷却ファンモータ制御量算出手段と、算出され
た制御量に応じて冷却ファンモータの駆動制御量を可変
制御する冷却ファンモータ駆動制御手段を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置に
関し、とくに、冷凍回路の室外熱交換器に対し冷却ファ
ンを備えた車両用空調装置に関する。
関し、とくに、冷凍回路の室外熱交換器に対し冷却ファ
ンを備えた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両用空調装置は、たとえば図７
に示すように構成され、冷却ファンは図８に示すように
制御されている。図７においては、車室内へと通じる空
調ダクト１０１内に室内熱交換器、たとえば蒸発器１０
２が設けられ、空調ダクト１０１外に室外熱交換器、た
とえば凝縮器１０３が設けられている。エンジン１０４
により駆動される圧縮機、たとえば可変容量型圧縮機１
０５から凝縮器１０３を介して送られてきた冷媒が膨張
弁１０６で膨張されて蒸発器１０２に供給され、蒸発器
１０２からの冷媒が圧縮機１０５に戻されるように冷凍
回路１０７が構成されている。
に示すように構成され、冷却ファンは図８に示すように
制御されている。図７においては、車室内へと通じる空
調ダクト１０１内に室内熱交換器、たとえば蒸発器１０
２が設けられ、空調ダクト１０１外に室外熱交換器、た
とえば凝縮器１０３が設けられている。エンジン１０４
により駆動される圧縮機、たとえば可変容量型圧縮機１
０５から凝縮器１０３を介して送られてきた冷媒が膨張
弁１０６で膨張されて蒸発器１０２に供給され、蒸発器
１０２からの冷媒が圧縮機１０５に戻されるように冷凍
回路１０７が構成されている。
【０００３】上記冷凍回路１０７においては、凝縮器１
０３に対し冷却用空気流を発生させる冷却ファン１０８
およびそれを駆動するモータ１０９が設けられている。
この冷却ファンモータ１０９は、冷凍サイクルの冷媒圧
縮機１０５が作動すると、それに連動してオン−オフ制
御されている。つまり、メインコントローラ１１０から
の圧縮機用クラッチコントロール信号１１２を介してオ
ン−オフ制御されている。
０３に対し冷却用空気流を発生させる冷却ファン１０８
およびそれを駆動するモータ１０９が設けられている。
この冷却ファンモータ１０９は、冷凍サイクルの冷媒圧
縮機１０５が作動すると、それに連動してオン−オフ制
御されている。つまり、メインコントローラ１１０から
の圧縮機用クラッチコントロール信号１１２を介してオ
ン−オフ制御されている。
【０００４】あるいは、冷却ファンモータ１０９が冷凍
サイクルの室外熱交換器１０３に対して以外に、ラジエ
ータの冷却ファンモータも兼ねている場合等には、車速
センサ１１３からの信号およびエンジン冷却水温度セン
サ１１４からの信号も考慮して、冷却ファンモータ１０
９に所定の電圧を印加するようにしている。
サイクルの室外熱交換器１０３に対して以外に、ラジエ
ータの冷却ファンモータも兼ねている場合等には、車速
センサ１１３からの信号およびエンジン冷却水温度セン
サ１１４からの信号も考慮して、冷却ファンモータ１０
９に所定の電圧を印加するようにしている。
【０００５】したがって制御としては、図８に示すよう
に、圧縮機クラッチ信号Ｓｍ、あるいはそれに加えて車
速信号ＳＰ、エンジン冷却水信号Ｔｗに応じて、冷却フ
ァンモータオン−オフ制御手段１１２を介し冷却ファン
モータ１０９を制御している。いずれの場合にあって
も、冷却ファンモータ１０９は、単なるオン−オフ制
御、あるいは高−低の２段階電圧制御、あるいは高々高
−低−オフの３段階電圧制御に頼っている。
に、圧縮機クラッチ信号Ｓｍ、あるいはそれに加えて車
速信号ＳＰ、エンジン冷却水信号Ｔｗに応じて、冷却フ
ァンモータオン−オフ制御手段１１２を介し冷却ファン
モータ１０９を制御している。いずれの場合にあって
も、冷却ファンモータ１０９は、単なるオン−オフ制
御、あるいは高−低の２段階電圧制御、あるいは高々高
−低−オフの３段階電圧制御に頼っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記のような
従来の冷却ファンモータの制御においては、基本的に、
単にオン−オフあるいは電圧の高−低の２段階制御しか
行っておらず、冷却ファンモータの制御電圧の導出に、
空調装置の総消費動力を考慮していないため、総消費動
力が最適な状態にて冷却ファンモータが運転されていな
い場合がある。したがって、冷却ファンモータの運転に
よって空調装置の総消費動力が大きくなり、それによっ
て車両エンジンの燃料消費量が大きくなる場合がある。
従来の冷却ファンモータの制御においては、基本的に、
単にオン−オフあるいは電圧の高−低の２段階制御しか
行っておらず、冷却ファンモータの制御電圧の導出に、
空調装置の総消費動力を考慮していないため、総消費動
力が最適な状態にて冷却ファンモータが運転されていな
い場合がある。したがって、冷却ファンモータの運転に
よって空調装置の総消費動力が大きくなり、それによっ
て車両エンジンの燃料消費量が大きくなる場合がある。
【０００７】また、単にオン−オフあるいは電圧の高−
低の２段階制御しか行っておらず、冷凍サイクルに対
し、凝縮器（室外熱交換器）の放熱量を考慮した冷却制
御が行われていないため、冷凍サイクルの安定性を低下
させている場合がある。冷凍サイクルが不安定である
と、ダクト吹出空気温度が安定しない。
低の２段階制御しか行っておらず、冷凍サイクルに対
し、凝縮器（室外熱交換器）の放熱量を考慮した冷却制
御が行われていないため、冷凍サイクルの安定性を低下
させている場合がある。冷凍サイクルが不安定である
と、ダクト吹出空気温度が安定しない。
【０００８】さらに、オン−オフあるいは電圧高−低の
２段階の制御状態しかないため、凝縮器の放熱量があま
り必要とされていないときにも、冷却ファンモータの回
転数が必要以上に高くなる場合があり、騒音発生の原因
となる場合がある。また、高回転数で不必要に長時間運
転することは、冷却ファンモータの寿命低下の原因とも
なる。
２段階の制御状態しかないため、凝縮器の放熱量があま
り必要とされていないときにも、冷却ファンモータの回
転数が必要以上に高くなる場合があり、騒音発生の原因
となる場合がある。また、高回転数で不必要に長時間運
転することは、冷却ファンモータの寿命低下の原因とも
なる。
【０００９】そこで本発明の課題は、上記のような従来
制御における問題点に着目し、室外熱交換器用の冷却フ
ァンモータの駆動制御を最適化することで、空調装置全
体の総消費動力を小さく抑えることができるようにし、
それによって車両エンジンの燃料消費量の低減をはかる
ことにある。
制御における問題点に着目し、室外熱交換器用の冷却フ
ァンモータの駆動制御を最適化することで、空調装置全
体の総消費動力を小さく抑えることができるようにし、
それによって車両エンジンの燃料消費量の低減をはかる
ことにある。
【００１０】また、本発明の課題は、冷却ファンモータ
の駆動制御を最適化することにより、冷凍サイクルの安
定性を向上してダクト吹出空気温度の安定性を向上する
とともに、冷却ファンモータの低回転数での動作機会を
増やし、その寿命延長および騒音低減をはかることにあ
る。
の駆動制御を最適化することにより、冷凍サイクルの安
定性を向上してダクト吹出空気温度の安定性を向上する
とともに、冷却ファンモータの低回転数での動作機会を
増やし、その寿命延長および騒音低減をはかることにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る車両用空調装置は、空調ダクト内に設
けられた室内熱交換器、空調ダクト外に設けられた室外
熱交換器、エンジンにより駆動される可変容量型圧縮機
を備えた冷凍回路と、前記室外熱交換器に対し冷却用空
気流を発生させる冷却ファンおよび該冷却ファンを駆動
するモータを有する車両用空調装置において、少なくと
も、前記圧縮機の容量に相関を持つ物理量を検出または
推定する圧縮機容量認識手段と、前記冷却用空気流の温
度を検出する外気温度認識手段と、車両の走行車速を認
識する車速認識手段を設けるとともに、各認識手段の少
なくとも１つの認識値と冷却ファンモータの駆動制御量
との相関関係を予め求めたデータとして記憶するデータ
記憶手段を設け、かつ、データ記憶手段に記憶された前
記相関関係を参照して冷却ファンモータの制御量を算出
する冷却ファンモータ制御量算出手段と、算出された制
御量に応じて冷却ファンモータの駆動制御量を可変制御
する冷却ファンモータ駆動制御手段を設けたことを特徴
とするものからなる。
に、本発明に係る車両用空調装置は、空調ダクト内に設
けられた室内熱交換器、空調ダクト外に設けられた室外
熱交換器、エンジンにより駆動される可変容量型圧縮機
を備えた冷凍回路と、前記室外熱交換器に対し冷却用空
気流を発生させる冷却ファンおよび該冷却ファンを駆動
するモータを有する車両用空調装置において、少なくと
も、前記圧縮機の容量に相関を持つ物理量を検出または
推定する圧縮機容量認識手段と、前記冷却用空気流の温
度を検出する外気温度認識手段と、車両の走行車速を認
識する車速認識手段を設けるとともに、各認識手段の少
なくとも１つの認識値と冷却ファンモータの駆動制御量
との相関関係を予め求めたデータとして記憶するデータ
記憶手段を設け、かつ、データ記憶手段に記憶された前
記相関関係を参照して冷却ファンモータの制御量を算出
する冷却ファンモータ制御量算出手段と、算出された制
御量に応じて冷却ファンモータの駆動制御量を可変制御
する冷却ファンモータ駆動制御手段を設けたことを特徴
とするものからなる。
【００１２】上記車両用空調装置においては、さらに、
エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度認識手段を
有し、該冷却水温度認識手段における認識値も参照して
冷却ファンモータの制御量を算出するようにしてもよ
い。
エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度認識手段を
有し、該冷却水温度認識手段における認識値も参照して
冷却ファンモータの制御量を算出するようにしてもよ
い。
【００１３】また、さらに、室内熱交換器の入口空気温
度に相関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換
器入口空気温度認識手段及び／又は空調ダクト内に送風
する送風機の送風量に相関を持つ物理量を検出または推
定する送風量認識手段を有し、これら手段における認識
値も参照して冷却ファンモータの制御量を算出するよう
にしてもよい。
度に相関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換
器入口空気温度認識手段及び／又は空調ダクト内に送風
する送風機の送風量に相関を持つ物理量を検出または推
定する送風量認識手段を有し、これら手段における認識
値も参照して冷却ファンモータの制御量を算出するよう
にしてもよい。
【００１４】さらに、室内熱交換器の出口空気温度に相
関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換器出口
空気温度認識手段を有し、該手段における認識値も参照
して冷却ファンモータの制御量を算出するようにしても
よい。
関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換器出口
空気温度認識手段を有し、該手段における認識値も参照
して冷却ファンモータの制御量を算出するようにしても
よい。
【００１５】また、前記データに関しては、車両用空調
装置の各機器の消費動力が極小値となるような、圧縮機
容量認識値、外気温度認識値、車速認識値、室内熱交換
器入の空気温度認識値、送風量認識値のうち少なくとも
１つと冷却ファンモータの駆動制御量との相関関係とし
て予め求められているものであることが好ましい。
装置の各機器の消費動力が極小値となるような、圧縮機
容量認識値、外気温度認識値、車速認識値、室内熱交換
器入の空気温度認識値、送風量認識値のうち少なくとも
１つと冷却ファンモータの駆動制御量との相関関係とし
て予め求められているものであることが好ましい。
【００１６】上記のような本発明に係る車両用空調装置
においては、冷却ファンモータが、予め求められた車両
用空調装置の総消費動力との相関関係の（オフライン）
データに基づいて、そのときの状態に応じて実質的に無
段階の最適な制御条件にて駆動制御される。したがっ
て、室外熱交換器の冷却制御が最適化されつつ、空調装
置の総消費動力が小さくなるように制御される。空調装
置の総消費動力が小さくなる結果、車両エンジンの燃料
消費量も低く抑えられる。
においては、冷却ファンモータが、予め求められた車両
用空調装置の総消費動力との相関関係の（オフライン）
データに基づいて、そのときの状態に応じて実質的に無
段階の最適な制御条件にて駆動制御される。したがっ
て、室外熱交換器の冷却制御が最適化されつつ、空調装
置の総消費動力が小さくなるように制御される。空調装
置の総消費動力が小さくなる結果、車両エンジンの燃料
消費量も低く抑えられる。
【００１７】また、冷却ファンモータの駆動制御が無段
階に最適化されるので、室外熱交換器の放熱状態が無段
階に最適に調整され、それによって冷凍サイクルにおけ
る冷媒の状態の変動が小さく抑えられる。その結果、室
内熱交換器での熱交換性能の変動が小さく抑えられ、ダ
クト吹出空気温度の安定性が向上される。
階に最適化されるので、室外熱交換器の放熱状態が無段
階に最適に調整され、それによって冷凍サイクルにおけ
る冷媒の状態の変動が小さく抑えられる。その結果、室
内熱交換器での熱交換性能の変動が小さく抑えられ、ダ
クト吹出空気温度の安定性が向上される。
【００１８】さらに、冷却ファンモータの無段階での最
適制御により、従来のオン−オフあるいは電圧高−低の
２段階制御の場合に比べ、低回転数での動作時間が増
え、前述の空調装置の総消費動力の低減がはかられつ
つ、冷却ファンとそのモータの寿命延長および騒音低減
も達成される。
適制御により、従来のオン−オフあるいは電圧高−低の
２段階制御の場合に比べ、低回転数での動作時間が増
え、前述の空調装置の総消費動力の低減がはかられつ
つ、冷却ファンとそのモータの寿命延長および騒音低減
も達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の第１実施態様に係る車両用空調装置を示してい
る。図１において、空調ダクト１内には、室内熱交換器
としての蒸発器２が設けられており、空調ダクト１外
に、室外熱交換器としての凝縮器３が設けられている。
車両エンジン４によって駆動される可変容量型圧縮機５
（可変容量コンプレッサ）で圧縮された冷媒が凝縮器３
で凝縮され、膨張弁６を介して蒸発器２に送られ、蒸発
器２から圧縮機５に戻されるように冷凍回路７が構成さ
れている。
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の第１実施態様に係る車両用空調装置を示してい
る。図１において、空調ダクト１内には、室内熱交換器
としての蒸発器２が設けられており、空調ダクト１外
に、室外熱交換器としての凝縮器３が設けられている。
車両エンジン４によって駆動される可変容量型圧縮機５
（可変容量コンプレッサ）で圧縮された冷媒が凝縮器３
で凝縮され、膨張弁６を介して蒸発器２に送られ、蒸発
器２から圧縮機５に戻されるように冷凍回路７が構成さ
れている。
【００２０】この冷凍回路７の凝縮器３に対し、冷却用
空気流を発生させる冷却ファン８が設けられており、冷
却ファン８は冷却ファンモータ９によって駆動される。
この冷却ファンモータ９の駆動は、冷却ファンモータ制
御量演算手段としてのメインコントローラ１０からの冷
却ファンモータ制御量信号に基づき、冷却ファンモータ
駆動制御手段としての冷却ファン電圧コントローラ１１
を介して制御される。メインコントローラ１０からは、
可変容量型圧縮機５に容量制御信号が送られる。メイン
コントローラ１０には、上記冷却ファンモータ制御量を
演算するために、車速認識手段としての車速センサ１２
からの車速信号、外気温度認識手段としての外気温度セ
ンサ１３からの外気温度信号、冷却水温度認識手段とし
てのエンジン冷却水温度センサ１４からの冷却水温度信
号が入力されるようになっている。
空気流を発生させる冷却ファン８が設けられており、冷
却ファン８は冷却ファンモータ９によって駆動される。
この冷却ファンモータ９の駆動は、冷却ファンモータ制
御量演算手段としてのメインコントローラ１０からの冷
却ファンモータ制御量信号に基づき、冷却ファンモータ
駆動制御手段としての冷却ファン電圧コントローラ１１
を介して制御される。メインコントローラ１０からは、
可変容量型圧縮機５に容量制御信号が送られる。メイン
コントローラ１０には、上記冷却ファンモータ制御量を
演算するために、車速認識手段としての車速センサ１２
からの車速信号、外気温度認識手段としての外気温度セ
ンサ１３からの外気温度信号、冷却水温度認識手段とし
てのエンジン冷却水温度センサ１４からの冷却水温度信
号が入力されるようになっている。
【００２１】メインコントローラ１０では、冷却ファン
モータ制御量の演算は、たとえば図２に示すように行わ
れる。冷却ファン制御電圧の目標値Ｖの演算、選択に
は、メインコントローラ１０内で演算された圧縮機容量
制御信号Ｉｃ、外気温度センサ１３からの外気温度信号
Ｔｏｕｔ、車速センサ１２からの車速信号ＳＰ、冷却水
温度Ｔｗが用いられるが、まず、外気温度信号Ｔｏｕｔ
と車速信号ＳＰを用いて、冷却ファン制御電圧の第１の
目標値Ｖ１（計算値）が演算される。
モータ制御量の演算は、たとえば図２に示すように行わ
れる。冷却ファン制御電圧の目標値Ｖの演算、選択に
は、メインコントローラ１０内で演算された圧縮機容量
制御信号Ｉｃ、外気温度センサ１３からの外気温度信号
Ｔｏｕｔ、車速センサ１２からの車速信号ＳＰ、冷却水
温度Ｔｗが用いられるが、まず、外気温度信号Ｔｏｕｔ
と車速信号ＳＰを用いて、冷却ファン制御電圧の第１の
目標値Ｖ１（計算値）が演算される。
【００２２】そして、表１に示すように、車速信号ＳＰ
と予め定めた一定値Ｂ１、Ｂ２（Ｂ１＜Ｂ２）との大小
関係、圧縮機容量制御信号Ｉｃと予め定めた一定値Ａ１
との大小関係、および、冷却水温度Ｔｗと予め定めた一
定値Ｃ１、Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）との大小関係に応じて、
各場合の組み合わせ毎に、そのときの冷却ファン制御電
圧の目標値Ｖを、上記冷却ファン制御電圧の第１の目標
値Ｖ１（計算値）と、予め定めた一定値Ｖ０、Ｖ２（Ｖ
０≦Ｖ１≦Ｖ２）の中から選択する。
と予め定めた一定値Ｂ１、Ｂ２（Ｂ１＜Ｂ２）との大小
関係、圧縮機容量制御信号Ｉｃと予め定めた一定値Ａ１
との大小関係、および、冷却水温度Ｔｗと予め定めた一
定値Ｃ１、Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２）との大小関係に応じて、
各場合の組み合わせ毎に、そのときの冷却ファン制御電
圧の目標値Ｖを、上記冷却ファン制御電圧の第１の目標
値Ｖ１（計算値）と、予め定めた一定値Ｖ０、Ｖ２（Ｖ
０≦Ｖ１≦Ｖ２）の中から選択する。
【００２３】
【表１】
【００２４】このように決定された冷却ファン制御電圧
の目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コントロー
ラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が制御され
る。
の目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コントロー
ラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が制御され
る。
【００２５】上記演算において、冷却ファンモータ制御
電圧Ｖ１の計算式は、図３に示すようなプロセスにより
予め求められた空調装置の総消費動力と冷却ファンモー
タの駆動制御量との相関関係に関するオフラインデータ
が記憶され、記憶された相関関係を参照して算出され
る。なお、この図３は、後述の第２実施態様と共通に使
用するプロセスとして表してある。
電圧Ｖ１の計算式は、図３に示すようなプロセスにより
予め求められた空調装置の総消費動力と冷却ファンモー
タの駆動制御量との相関関係に関するオフラインデータ
が記憶され、記憶された相関関係を参照して算出され
る。なお、この図３は、後述の第２実施態様と共通に使
用するプロセスとして表してある。
【００２６】図３に示すように、空調装置の総消費動力
は、圧縮機消費動力Ｗｃｏｍｐと各種電気機器消費動力
Ｗｅｌｃとの合計となり、各種電気機器消費動力には、
原動機（エンジン）の発生動力に対しオルタネータ・レ
ギュレータの効率分が上乗せされた動力が消費される。
圧縮機消費動力Ｗｃｏｍｐは、各種条件（蒸発器流出空
気温度Ｔｅｏｕｔ、外気温度Ｔｏｕｔ、内気温度Ｔｉ
ｎ、インテーク状態ＩＮＴ（後述の第２実施態様参
照）、送風機電圧演算値ＢＬＶ、圧縮機容量制御信号Ｉ
ｃ、冷凍回路の高圧圧力Ｐｄ）に応じて発生する消費動
力であり、電気機器消費動力Ｗｅｌｃも、各種条件（冷
却ファンモータ使用電圧Ｖｆａｎ、バッテリ電圧ＶＢ、
電気ヒータ電圧Ｖｈ、送風機電圧演算値ＢＬＶ）に応じ
て発生する消費動力である。
は、圧縮機消費動力Ｗｃｏｍｐと各種電気機器消費動力
Ｗｅｌｃとの合計となり、各種電気機器消費動力には、
原動機（エンジン）の発生動力に対しオルタネータ・レ
ギュレータの効率分が上乗せされた動力が消費される。
圧縮機消費動力Ｗｃｏｍｐは、各種条件（蒸発器流出空
気温度Ｔｅｏｕｔ、外気温度Ｔｏｕｔ、内気温度Ｔｉ
ｎ、インテーク状態ＩＮＴ（後述の第２実施態様参
照）、送風機電圧演算値ＢＬＶ、圧縮機容量制御信号Ｉ
ｃ、冷凍回路の高圧圧力Ｐｄ）に応じて発生する消費動
力であり、電気機器消費動力Ｗｅｌｃも、各種条件（冷
却ファンモータ使用電圧Ｖｆａｎ、バッテリ電圧ＶＢ、
電気ヒータ電圧Ｖｈ、送風機電圧演算値ＢＬＶ）に応じ
て発生する消費動力である。
【００２７】これら消費動力を合計した空調装置の総消
費動力Ｗと、冷却ファンモータ電圧Ｖｆａｎ（つまり、
冷却ファンモータの実際に行った駆動制御量）との相関
関係（相関データ）が、各パラメータ（各説明変数）毎
に採られる。すなわち、Ｖｆａｎを目的変数とし、各パ
ラメータを説明変数として、説明変数毎に相関関係がオ
フラインデータとして求められる。第１実施態様におい
ては、外気温度Ｔｏｕｔと車速ＳＰが説明変数とされ、
冷却ファンモータ電圧Ｖｆａｎが目的変数とされて、相
関関係がオフラインデータとして求められ、それがメイ
ンコントローラ１０のオフラインデータ記憶手段に記憶
される。このＶｆａｎとＷとの相関関係は、各説明変数
に関して、一般に図に示すような最低極値（極小値）を
もつデータとなる。この極小値Ｗｍｉｎあるいはその近
傍のＷとなるＶｆａｎに制御すれば、冷却ファンモータ
の消費動力を、そのときの条件に応じて最適に低減する
ことが可能になる。単なる冷却ファンモータ電圧のオン
−オフ制御や高低２段階制御では、このような、そのと
きの条件に応じた冷却ファンモータの消費動力の低減、
冷却ファンモータ電圧制御の最適化はできない。
費動力Ｗと、冷却ファンモータ電圧Ｖｆａｎ（つまり、
冷却ファンモータの実際に行った駆動制御量）との相関
関係（相関データ）が、各パラメータ（各説明変数）毎
に採られる。すなわち、Ｖｆａｎを目的変数とし、各パ
ラメータを説明変数として、説明変数毎に相関関係がオ
フラインデータとして求められる。第１実施態様におい
ては、外気温度Ｔｏｕｔと車速ＳＰが説明変数とされ、
冷却ファンモータ電圧Ｖｆａｎが目的変数とされて、相
関関係がオフラインデータとして求められ、それがメイ
ンコントローラ１０のオフラインデータ記憶手段に記憶
される。このＶｆａｎとＷとの相関関係は、各説明変数
に関して、一般に図に示すような最低極値（極小値）を
もつデータとなる。この極小値Ｗｍｉｎあるいはその近
傍のＷとなるＶｆａｎに制御すれば、冷却ファンモータ
の消費動力を、そのときの条件に応じて最適に低減する
ことが可能になる。単なる冷却ファンモータ電圧のオン
−オフ制御や高低２段階制御では、このような、そのと
きの条件に応じた冷却ファンモータの消費動力の低減、
冷却ファンモータ電圧制御の最適化はできない。
【００２８】本発明では、上記のような技術思想に基づ
き、上記オフラインデータから、目的変数と説明変数の
相関式ｆを導出する。そして、第１実施態様では、 Ｖｆａｎ＝ｆ（Ｔｏｕｔ，ＳＰ） の相関式を導出し、この相関式を用いて、前述の図２に
示したようにＶ１を演算し、そのときの条件に応じて、
実際に冷却ファンモータ電圧コントローラ１１に出力す
る指令信号Ｖを決定する。
き、上記オフラインデータから、目的変数と説明変数の
相関式ｆを導出する。そして、第１実施態様では、 Ｖｆａｎ＝ｆ（Ｔｏｕｔ，ＳＰ） の相関式を導出し、この相関式を用いて、前述の図２に
示したようにＶ１を演算し、そのときの条件に応じて、
実際に冷却ファンモータ電圧コントローラ１１に出力す
る指令信号Ｖを決定する。
【００２９】このような制御においては、予め求められ
たオフラインデータに基づいて、そのときの車両や空調
装置の状態に応じて、実質的に無段階にて、冷却ファン
モータの電圧を最適に制御することが可能となる。つま
り、冷却ファンモータ電圧は、空調装置の総消費動力が
可能な限り小さくなるように制御され、同時に冷凍サイ
クルの冷媒の状態の変動が抑えられダクト吹出空気温度
変動が抑えられるように制御される。空調装置の総消費
動力が小さく抑えられることにより、車両エンジンの燃
料消費量が低く抑えられ、冷凍サイクルの安定化によ
り、ダクト吹出空気温度の安定性が確保される。
たオフラインデータに基づいて、そのときの車両や空調
装置の状態に応じて、実質的に無段階にて、冷却ファン
モータの電圧を最適に制御することが可能となる。つま
り、冷却ファンモータ電圧は、空調装置の総消費動力が
可能な限り小さくなるように制御され、同時に冷凍サイ
クルの冷媒の状態の変動が抑えられダクト吹出空気温度
変動が抑えられるように制御される。空調装置の総消費
動力が小さく抑えられることにより、車両エンジンの燃
料消費量が低く抑えられ、冷凍サイクルの安定化によ
り、ダクト吹出空気温度の安定性が確保される。
【００３０】また、冷却ファンモータを低回転数で運転
する機会が増えるから、冷却ファンおよびそのモータの
寿命延長や騒音低減も達成される。
する機会が増えるから、冷却ファンおよびそのモータの
寿命延長や騒音低減も達成される。
【００３１】図４は、本発明の第２実施態様に係る車両
用空調装置を示しており、図５はその制御を示してい
る。図４においては、図１に示した装置に比べ、さら
に、外気導入口２１と内気導入口２２との吸気空気量を
切替ダンパ２３を介して調節するインテークアクチュエ
ータ２４、送風機のファン２５およびそのモータ２６の
電圧を制御する送風機電圧コントローラ２７、蒸発器２
の出口空気温度を検出する蒸発器出口空気温度センサ２
８、内気温度を検出する車室内温度センサ２９を備えて
いる。３０、３１、３２は、それぞれ、車室内への温調
空気吹出口を示している。
用空調装置を示しており、図５はその制御を示してい
る。図４においては、図１に示した装置に比べ、さら
に、外気導入口２１と内気導入口２２との吸気空気量を
切替ダンパ２３を介して調節するインテークアクチュエ
ータ２４、送風機のファン２５およびそのモータ２６の
電圧を制御する送風機電圧コントローラ２７、蒸発器２
の出口空気温度を検出する蒸発器出口空気温度センサ２
８、内気温度を検出する車室内温度センサ２９を備えて
いる。３０、３１、３２は、それぞれ、車室内への温調
空気吹出口を示している。
【００３２】この車両用空調装置おける冷却ファンモー
タ電圧の制御は図５に示すように行われる。蒸発器流入
空気温度Ｔｅｉｎが、 Ｔｅｉｎ＝Ｔｏｕｔ×α＋Ｔｉｎ×（１−α） で演算される。但し、 α＝ｆ（ＩＮＴ） であり、切替ダンパ２３の開度（％または状態量）を表
している。ここで、Ｔｏｕｔは外気温度、Ｔｉｎは内気
温度、ＩＮＴはインテーク状態（切替ダンパ２３の開
度）を表している。
タ電圧の制御は図５に示すように行われる。蒸発器流入
空気温度Ｔｅｉｎが、 Ｔｅｉｎ＝Ｔｏｕｔ×α＋Ｔｉｎ×（１−α） で演算される。但し、 α＝ｆ（ＩＮＴ） であり、切替ダンパ２３の開度（％または状態量）を表
している。ここで、Ｔｏｕｔは外気温度、Ｔｉｎは内気
温度、ＩＮＴはインテーク状態（切替ダンパ２３の開
度）を表している。
【００３３】そして、前述の第１実施態様と同様に、冷
却ファン制御電圧の第１目標値Ｖ１が、 Ｖ１＝ｆ（Ｉｃ，Ｔｅｉｎ，Ｔｏｕｔ，ＢＬＶ，ＳＰ） で演算される。ここで、ＢＬＶは送風機電圧、ＳＰは車
速である。
却ファン制御電圧の第１目標値Ｖ１が、 Ｖ１＝ｆ（Ｉｃ，Ｔｅｉｎ，Ｔｏｕｔ，ＢＬＶ，ＳＰ） で演算される。ここで、ＢＬＶは送風機電圧、ＳＰは車
速である。
【００３４】しかる後、冷却ファン制御電圧の目標値Ｖ
が第１実施態様と同様に前記表１にしたがって決めら
れ、この目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コン
トローラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が制
御される。
が第１実施態様と同様に前記表１にしたがって決めら
れ、この目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コン
トローラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が制
御される。
【００３５】この制御においても、Ｖ１＝ｆ（ＩＣ，Ｔ
ｅｉｎ，Ｔｏｕｔ，ＢＬＶ，ＳＰ）の演算式は、図３に
示したと同様の予め定められたオフラインデータに基づ
く相関式として求められ、それに基づいてＶ１が演算さ
れる。したがって、この第２実施態様では、冷却ファン
モータの電圧は、圧縮機容量、内気温度とインテーク状
態を含む蒸発器流入空気温度、外気温度、送風機電圧、
車速、冷却水温度を考慮して、最適な電圧に制御される
ことになる。
ｅｉｎ，Ｔｏｕｔ，ＢＬＶ，ＳＰ）の演算式は、図３に
示したと同様の予め定められたオフラインデータに基づ
く相関式として求められ、それに基づいてＶ１が演算さ
れる。したがって、この第２実施態様では、冷却ファン
モータの電圧は、圧縮機容量、内気温度とインテーク状
態を含む蒸発器流入空気温度、外気温度、送風機電圧、
車速、冷却水温度を考慮して、最適な電圧に制御される
ことになる。
【００３６】図６は、本発明の第３実施態様に係る車両
用空調装置の制御を示している。本実施態様において
は、冷却ファンモータ電圧は、蒸発器流入空気温度、蒸
発器流出空気温度、送風機電圧を参照して求められる。
用空調装置の制御を示している。本実施態様において
は、冷却ファンモータ電圧は、蒸発器流入空気温度、蒸
発器流出空気温度、送風機電圧を参照して求められる。
【００３７】すなわち、図６に示すように、送風機電圧
演算値ＢＬＶに関し、前回演算値ＢＬＶ’からの変化量
がΔＢＬＶ＝ＢＬＶ−ＢＬＶ’として求められ、それに
対応する冷却ファン電圧変化量ＶｂがＶｂ＝ｆ（ΔＢＬ
Ｖ）で求められる。同様に、蒸発器流出空気温度Ｔｅｏ
ｕｔに関し、ΔＴｅｏｕｔ＝Ｔｅｏｕｔ’−Ｔｅｏｕｔ
が求められ、それに対応する冷却ファン電圧変化量Ｖｏ
がＶｏ＝ｆ（ΔＴｅｏｕｔ）で求められる。蒸発器流入
空気温度Ｔｅｉｎに関し、ΔＴｅｉｎ＝Ｔｅｉｎ−Ｔｅ
ｉｎ’が求められ、それに対応する冷却ファン電圧変化
量ＶｉがＶｉ＝ｆ（ΔＴｅｉｎ）で求められる。Ｔｅｉ
ｎは、たとえば、図５に示したように外気温度Ｔｏｕ
ｔ、内気温度Ｔｉｎ、インテーク状態ＩＮＴから推定し
てもよい。
演算値ＢＬＶに関し、前回演算値ＢＬＶ’からの変化量
がΔＢＬＶ＝ＢＬＶ−ＢＬＶ’として求められ、それに
対応する冷却ファン電圧変化量ＶｂがＶｂ＝ｆ（ΔＢＬ
Ｖ）で求められる。同様に、蒸発器流出空気温度Ｔｅｏ
ｕｔに関し、ΔＴｅｏｕｔ＝Ｔｅｏｕｔ’−Ｔｅｏｕｔ
が求められ、それに対応する冷却ファン電圧変化量Ｖｏ
がＶｏ＝ｆ（ΔＴｅｏｕｔ）で求められる。蒸発器流入
空気温度Ｔｅｉｎに関し、ΔＴｅｉｎ＝Ｔｅｉｎ−Ｔｅ
ｉｎ’が求められ、それに対応する冷却ファン電圧変化
量ＶｉがＶｉ＝ｆ（ΔＴｅｉｎ）で求められる。Ｔｅｉ
ｎは、たとえば、図５に示したように外気温度Ｔｏｕ
ｔ、内気温度Ｔｉｎ、インテーク状態ＩＮＴから推定し
てもよい。
【００３８】上記のように求められたＶｂ、Ｖｏ、Ｖｉ
と、前回の冷却ファン電圧Ｖｆａｎ’から、第１、第２
実施態様と同様に、冷却ファン制御電圧の第１目標値Ｖ
１が、 Ｖ１＝Ｖｆａｎ’＋Ｖｂ＋Ｖｏ＋Ｖｉ で演算される。
と、前回の冷却ファン電圧Ｖｆａｎ’から、第１、第２
実施態様と同様に、冷却ファン制御電圧の第１目標値Ｖ
１が、 Ｖ１＝Ｖｆａｎ’＋Ｖｂ＋Ｖｏ＋Ｖｉ で演算される。
【００３９】そして、冷却ファン制御電圧の目標値Ｖが
第１、第２実施態様と同様に前記表１にしたがって決め
られ、この目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コ
ントローラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が
制御される。
第１、第２実施態様と同様に前記表１にしたがって決め
られ、この目標値Ｖの信号が、冷却ファンモータ電圧コ
ントローラ１１に送られ、冷却ファンモータ９の駆動が
制御される。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る車両
用空調装置によれば、空調装置へ総消費動力を考慮し、
そのときの状態に応じて冷却ファンに使用すべき動力を
最適に制御できるようにしたので、冷却ファンの消費動
力、ひいては空調装置の総消費動力を小さく抑えること
ができ、車両エンジンの燃料消費量を抑えることができ
る。
用空調装置によれば、空調装置へ総消費動力を考慮し、
そのときの状態に応じて冷却ファンに使用すべき動力を
最適に制御できるようにしたので、冷却ファンの消費動
力、ひいては空調装置の総消費動力を小さく抑えること
ができ、車両エンジンの燃料消費量を抑えることができ
る。
【００４１】また、冷却ファンを実質的に無段階に最適
に制御できるので、ダクト吹出空気温度の安定性を向上
でき、かつ冷却ファンは低回転数での運転機会が増える
ことから、寿命延長および騒音低減をはかることも可能
となる。
に制御できるので、ダクト吹出空気温度の安定性を向上
でき、かつ冷却ファンは低回転数での運転機会が増える
ことから、寿命延長および騒音低減をはかることも可能
となる。
【図１】本発明の第１実施態様に係る車両用空調装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】図１の装置の制御を示すブロック図である。
【図３】オフラインデータ採取例を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施態様に係る車両用空調装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図５】図２の装置の制御を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施態様に係る車両用空調装置の
制御ブロック図である。
制御ブロック図である。
【図７】従来の車両用空調装置の概略構成図である。
【図８】図７の装置の制御を示すブロック図である。
１ 空調ダクト ２ 室内熱交換器としての蒸発器 ３ 室外熱交換器としての凝縮器 ４ 車両エンジン ５ 可変容量型圧縮機 ６ 膨張弁 ７ 冷凍回路 ８ 冷却ファン ９ 冷却ファンモータ １０ メインコントローラ １１ 冷却ファン電圧コントローラ １２ 車速センサ １３ 外気温度センサ １４ エンジン冷却水温度センサ ２１ 外気導入口 ２２ 内気導入口 ２３ 切替ダンパ ２４ インテークアクチュエータ ２５ 送風機ファン ２６ 送風機モータ ２７ 送風機電圧コントローラ ２８ 蒸発器出口空気温度センサ ２９ 車室内温度センサ ３０、３１、３２ 吹出口
Claims (5)
- 【請求項１】 空調ダクト内に設けられた室内熱交換
器、空調ダクト外に設けられた室外熱交換器、エンジン
により駆動される可変容量型圧縮機を備えた冷凍回路
と、前記室外熱交換器に対し冷却用空気流を発生させる
冷却ファンおよび該冷却ファンを駆動するモータを有す
る車両用空調装置において、少なくとも、前記圧縮機の
容量に相関を持つ物理量を検出または推定する圧縮機容
量認識手段と、前記冷却用空気流の温度を検出する外気
温度認識手段と、車両の走行車速を認識する車速認識手
段を設けるとともに、各認識手段の少なくとも１つの認
識値と冷却ファンモータの駆動制御量との相関関係を予
め求めたデータとして記憶するデータ記憶手段を設け、
かつ、データ記憶手段に記憶された前記相関関係を参照
して冷却ファンモータの制御量を算出する冷却ファンモ
ータ制御量算出手段と、算出された制御量に応じて冷却
ファンモータの駆動制御量を可変制御する冷却ファンモ
ータ駆動制御手段を設けたことを特徴とする車両用空調
装置。 - 【請求項２】 さらに、エンジン冷却水の温度を検出す
る冷却水温度認識手段を有し、該冷却水温度認識手段に
おける認識値も参照して冷却ファンモータの制御量を算
出する、請求項１の車両用空調装置。 - 【請求項３】 さらに、室内熱交換器の入口空気温度に
相関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換器入
口空気温度認識手段及び／又は空調ダクト内に送風する
送風機の送風量に相関を持つ物理量を検出または推定す
る送風量認識手段を有し、これら手段における認識値も
参照して冷却ファンモータの制御量を算出する、請求項
１または２の車両用空調装置。 - 【請求項４】 さらに、室内熱交換器の出口空気温度に
相関を持つ物理量を検出または推定する室内熱交換器出
口空気温度認識手段を有し、該手段における認識値も参
照して冷却ファンモータの制御量を算出する、請求項１
ないし３のいずれかに記載の車両用空調装置。 - 【請求項５】 前記データは、車両用空調装置の各機器
の消費動力が極小値となるような、圧縮機容量認識値、
外気温度認識値、車速認識値、室内熱交換器入の空気温
度認識値、送風量認識値のうち少なくとも１つと冷却フ
ァンモータの駆動制御量との相関関係として予め求めら
れている、請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用
空調装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2000216068A JP4481448B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 車両用空調装置 |
| FR0107781A FR2811617B1 (fr) | 2000-07-17 | 2001-06-14 | Climatiseur pour vehicule |
| DE2001130181 DE10130181B4 (de) | 2000-07-17 | 2001-06-22 | Fahrzeugklimaanlage |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000216068A JP4481448B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 車両用空調装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=18711390
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|---|---|---|---|
| JP2000216068A Expired - Fee Related JP4481448B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 車両用空調装置 |
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| DE (1) | DE10130181B4 (ja) |
| FR (1) | FR2811617B1 (ja) |
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| JP2017088138A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社ヴァレオジャパン | 車両用空調装置、それを備える車両及び車両用空調装置の制御方法 |
| CN113147314A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-23 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种新能源汽车热管理系统及汽车 |
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| JP4053327B2 (ja) | 2002-03-27 | 2008-02-27 | カルソニックカンセイ株式会社 | 車両用空調制御装置 |
| EP1375211B1 (en) | 2002-06-25 | 2006-08-30 | Nissan Motor Company Limited | Control device and method for an electrically driven fan of a vehicle |
| JP2004027991A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-01-29 | Calsonic Kansei Corp | 車両用制御装置 |
| FR2851501B1 (fr) * | 2003-02-21 | 2005-04-22 | Procede et systeme de controle de la temperature de l'habitacle d'un vehicule automobile | |
| DE10348702A1 (de) * | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Behr Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeug-Klimaanlage |
| FR2889487B1 (fr) * | 2005-08-08 | 2010-07-30 | Valeo Systemes Thermiques | Dispositif d'adaptation du niveau sonore d'une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation de vehicule automobile |
| WO2014106063A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Thermo King Corporation | Method and system for controlling operation of condenser and evaporator fans |
| CN104819541B (zh) * | 2015-03-27 | 2017-11-14 | 广东美的制冷设备有限公司 | 节能控制方法、装置和空调器 |
| CN114312238B (zh) * | 2021-12-02 | 2023-09-15 | 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 | 一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| DE3706152A1 (de) * | 1987-02-26 | 1988-09-08 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Verfahren zur steuerung einer kraftfahrzeugklimaanlage und kraftfahrzeugklimaanlage zur durchfuehrung des verfahrens |
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| DE19743828A1 (de) * | 1997-10-03 | 1999-04-08 | Behr Gmbh & Co | Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage mit Kompressor und Kondensatorgebläse |
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-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000216068A patent/JP4481448B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-06-14 FR FR0107781A patent/FR2811617B1/fr not_active Expired - Fee Related
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