CN112512846B - 车辆用空调系统及劣化度推定方法 - Google Patents

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Abstract

车辆用空调系统将判定电动机的劣化度的指标即劣化判定用指标设定为对内燃机进行冷却的引擎冷却水的温度为预先设定的设定温度以上的状态所持续的时间的累计值或引擎冷却水的温度成为设定温度以上的次数，基于引擎转速的累计值即总引擎转数和劣化判定用指标来推定电动机的劣化度。

Description

车辆用空调系统及劣化度推定方法
技术领域
本公开涉及车辆用空调系统及车辆用空调系统的电动机的劣化度推定方法。
背景技术
通常，车辆用空调系统(车辆用空调器)包括压缩机(压缩器)、冷凝器(condenser)、膨胀阀及蒸发器(evaporator)，一边利用大气(行驶风)等冷却冷媒，一边使冷媒按照压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机的顺序循环，从而冷却车辆的内部。冷媒通过与由风机(送风机)向冷凝器输送的行驶风在冷凝器中进行热交换从而被冷却(例如，参照专利文献1)。风机被电动机(motor)驱动。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2005-30363号公报
发明内容
发明要解决的课题
风机驱动用的电动机随着使用而逐渐劣化。如果电动机故障，则结果上车辆用空调系统不再发挥功能。因此，在电动机故障前将电动机与新品进行更换是重要的。考虑有不掌握实际的电动机的状态或劣化度而定期地进行更换的方法。但是，在这种情况下，实际上有可能对不需要更换的劣化度的电动机进行更换。
本公开的目的在于提供一种车辆用空调系统及劣化度推定方法，其能够准确地推定车辆用空调系统的冷凝器冷却用送风机的驱动用电动机的劣化程度。
用于解决课题的技术手段
本公开的车辆用空调系统构成为包括：冷凝器，其通过与行驶风的热交换对在控制车内空间的空调的车辆用空调系统内循环的冷媒进行冷却；送风机，其向该冷凝器输送行驶风；电动机，其驱动该送风机；以及控制装置，在所述车辆用空调系统中，将判定所述电动机的劣化度的指标即劣化判定用指标设定为对内燃机进行冷却的引擎冷却水的温度为预先设定的设定温度以上的状态所持续的时间的累计值或所述引擎冷却水的温度成为所述设定温度以上的次数，所述控制装置构成为基于所述内燃机的引擎转速的累计值即总引擎转数和所述劣化判定用指标来推定所述电动机的劣化度。
另外，本公开的车辆用空调系统的电动机的劣化度推定方法是推定所述车辆用空调系统的所述电动机的劣化度的劣化度推定方法，所述车辆用空调系统构成为包括：冷凝器，其通过与行驶风的热交换对在控制车内空间的空调的车辆用空调系统内循环的冷媒进行冷却；送风机，其向该冷凝器输送行驶风；以及电动机，其驱动该送风机，所述劣化度推定方法的特征在于，将判定所述电动机的劣化度的指标即劣化判定用指标设定为在所述车辆用空调系统中设置了所述电动机之后测量的、对内燃机进行冷却的引擎冷却水的温度为预先设定的设定温度以上的状态所持续的时间的累计值或所述引擎冷却水的温度成为所述设定温度以上的次数，基于在所述车辆用空调系统中设置了所述电动机之后测量的、所述内燃机的引擎转速的累计值即总引擎转数和所述劣化判定用指标来推定所述电动机的劣化度。
发明效果
根据本公开，由于根据引擎的使用状况来推定电动机的劣化度，因此能够准确地推定电动机的劣化度。其结果，能够将电动机在与其劣化度相应的适当的时期进行更换，能够抑制车检时的电动机的更换作业及伴随该更换作业的成本的产生。
附图说明
图1是例示本公开的车辆用空调系统的构成的图。
图2是例示引擎的冷却水回路的图。
图3是例示引擎、冷凝器、风机及电动机的位置关系的图。
图4是例示本公开中的、用于推定车辆用空调系统的电动机的劣化度的控制流程的图。
具体实施方式
以下，基于图示的实施方式对本公开的车辆用空调系统及车辆用空调系统的电动机的劣化度的推定方法进行说明。
如图1所例示，本公开的车辆用空调系统1是控制车内空间的空调的系统，构成为按冷媒RG进行循环的顺序包括压缩机(压缩器)2、冷凝器(condenser)3、储液器4、膨胀阀5及蒸发器(evaporator)6。
压缩机2是对低温低压的气体状态的冷媒RG进行压缩而使其成为高温高压的半液体状态的冷媒RG的装置。冷凝器3是使通过压缩机2后的高温高压的半液体状态的冷媒RG与行驶风进行热交换从而进行冷却及冷凝(液化)而成为低温高压的液体状态的冷媒RG的装置。储液器4是对通过冷凝器3后的冷媒RG内的、以气体状态残存的冷媒RG进行分离的气液分离装置。膨胀阀5是使通过冷凝器3及储液器4后的低温高压的液体状态的冷媒RG雾化的装置。蒸发器6是使通过膨胀阀5后的雾化的低温高压的冷媒RG一边夺取蒸发器6周围的热量一边变化为低温低压的气体状态的冷媒RG的装置。
另外，车辆用空调系统1包括风机(送风机)7和电动机(电动机)8。风机7配置于冷凝器3附近，是向冷凝器3输送行驶风的装置。电动机8是具有作为旋转轴的转子和支承该转子的电刷的有刷电动机，与风机7连接而配置。另外，车辆用空调系统1包括控制装置9，其根据车内空间的温度向电动机8发送驱动用的控制信号。
在此，对作为车辆的动力源的引擎(内燃机)10的冷却用回路进行说明。如图2所例示，引擎10的冷却用回路是供引擎冷却水W流通的回路，除了引擎10之外，具备恒温器11和散热器12。
恒温器11是根据引擎冷却水W的温度Tw来设定是否将引擎冷却水W的流路设为通过散热器12的流路的装置。更详细地，在引擎冷却水W的温度Tw为预先设定的设定温度Tw1以上时，认为引擎10为高负荷而需要增大引擎冷却能力，使引擎冷却水W通过散热器12(将引擎冷却水W的流动顺序设为引擎10、恒温器11、散热器12、引擎10)。
另一方面，在引擎冷却水W的温度Tw小于设定温度Tw1时，认为引擎10不是高负荷而不需要增大引擎冷却能力，使引擎冷却水W不通过散热器12(将引擎冷却水W的流动顺序设为引擎10、恒温器11、引擎10)。
关于引擎10的冷却系统的配置，作为一个示例如图3所示，在车辆的宽度方向(X方向)的大致中央，从车辆的行进方向(Y方向)前方起，散热器12、引擎用风机13及引擎10依次与配置于其周边的车身框架14连接地配置。引擎用风机13是向引擎10输送行驶风的装置，根据引擎冷却水W的温度Tw而驱动。另外，车辆用空调系统1的冷凝器3、风机7及电动机8相对于引擎10的配置位置，经由车身框架14而被配置在X方向左侧且Y方向前方。
在引擎10的运转中，在驾驶员所在的车内空间的温度上升而使用车辆用空调系统1的情况下，由电动机8驱动风机7，在冷凝器3中的冷媒RG与行驶风之间进行热交换。其结果，电动机8的劣化度(劣化了何种程度)变大。此外，在由电动机8驱动风机7的情况下，引擎冷却水W的温度Tw也上升。
另一方面，电动机8的劣化度与电动机8的累计运转时间及驱动开始或驱动停止的次数存在密切关联。电动机8的累计运转时间及驱动开始或驱动停止的次数，与引擎10的总引擎转数、引擎冷却水W为高温的状态的时间或引擎冷却水W的温度上升和温度下降的各次数相关。因此，这些参数能够用于引擎8的劣化度的判定。因此，本发明人发现，通过使用引擎10的总引擎转数和引擎冷却水W的温度Tw的历史作为判定电动机8的劣化度的指标，能够推定电动机8的劣化度。
在本公开的车辆用空调系统1中，控制装置9基于总引擎转数SNe和以引擎冷却水W的温度Tw的历史为基础的电动机8的劣化判定用指标Iw，推定电动机8的劣化度。
总引擎转数SNe是在车辆用空调系统1中设置了电动机8之后测量的引擎转速Ne的累计值。例如，在引擎转速Ne的单位为RPM(Rotation Per Minutes：每分钟旋转)的情况下，将在每个时间可能不同的引擎转速Ne与以“分钟”表示的引擎10的运转时间相乘并累计的值为总引擎转数SNe。此外，总引擎转数SNe在电动机8被更换为其他同等品的情况下被复位为0。
劣化判定用指标Iw是在车辆用空调系统1中设置了电动机8之后测量的、引擎冷却水W的温度Tw为预先设定的上述设定温度Tw1以上的状态所持续的时间的累计值或引擎冷却水W的温度Tw变成设定温度Tw1以上的次数。此外，劣化判定用指标Iw在电动机8被更换为其他同等品的情况下被复位为0。
像这样，由于根据引擎10的使用状况推定电动机8的劣化度，因此利用已检测并进行监视的数据，即总引擎转数SNe和引擎冷却水W的温度Tw的历史，能够准确地推定电动机8的劣化度。其结果，能够将电动机8在与其劣化度相应的适当的时期进行更换，能够抑制车检时的电动机8的不必要的更换作业及伴随该更换作业的不必要成本的产生。
进而，控制装置9也可以基于总引擎转数SNe和劣化判定用指标Iw计算电动机8的电刷的磨损量WVb，根据该计算出的电刷的磨损量WVb推定电动机8的劣化度。这种情况下，在车检时等，将计算出的电刷的磨损量WVb与实际的电刷的磨损量进行比较，通过在电动机8的劣化度的推定控制时参考以该比较结果为基础的修正量，能够提高电动机8的劣化度的推定精度。
此外，关于电刷的磨损量WVb的计算，可以使用以总引擎转数SNe和劣化判定用指标Iw为基础的映射数据来计算，但如果控制装置9通过使用了将总引擎转数SNe和劣化判定用指标Iw加权后的一次式的线性计算来进行计算，则能够提高电刷的磨损量WVb的计算精度，因此优选。该一次式例如为以下式(1)。
WVb＝α×SNe+β×Iw…(1)
其中，WVb为电刷的磨损量，SNe为总引擎转数，Iw为劣化判定用指标，α、β为加权系数。
并且，控制装置9在电刷的磨损量WVb成为预先设定的设定阈值WVb1以上时判定为电动机8的劣化度为需要更换的程度，进而，如果预先存储需要更换的标志等数据，则在车辆检查时对车辆状态的数据进行监视显示时，仅通过观察该标志(数据)就更明确是否需要更换电动机8，因此优选。此外，由于电动机8的劣化度的发展没有那么快，因此省去由驾驶员进行更换的准备的麻烦，即使在判定为需要进行电动机8的更换的状态下持续行驶，在车检时进行电动机8的更换，也不会产生大的障碍。
接着，参照图4的控制流程，对基于上述车辆用空调系统1的、本公开的车辆用空调系统的电动机的劣化度推定方法进行说明。图4的控制流程是在车辆行驶时被从上级的控制流程调出的控制流程。
如果图4的控制流程开始，则在步骤S10中，控制装置9基于总引擎转数SNe和劣化判定用指标Iw计算作为电动机8的劣化度的指标的电刷的磨损量WVb。在实施步骤S10的控制后，进入步骤S20。
在步骤S20中，控制装置9判定电刷的磨损量WVb是否为设定阈值WVb1以上。在电刷的磨损量WVb为设定阈值WVb1以上的情况下(是)，进入步骤S30，在步骤S30中，控制装置9判定为电动机8的劣化度为需要更换的程度，并将该判定结果存储于控制装置9。在实施步骤S30的控制后，进入返回，结束本控制流程。此外，在从步骤S20进入步骤S30的情况下，在结束本控制流程而返回上级控制流程后，只要控制装置9未接收到电动机8的更换结束的信号就不再次实施本控制流程。
另一方面，在步骤S20中，在电刷的磨损量WVb小于设定阈值WVb1的情况下(否)，进入步骤S40，控制装置9判定为电动机8的劣化度为不需要更换的程度。在实施步骤S40的控制后，进入返回，结束本控制流程，并在经过预先设定的控制间隔后再次执行本控制流程。
由此，基于本公开的车辆用空调系统1的车辆用空调系统的电动机的劣化度推定方法是推定车辆用空调系统1的电动机8的劣化度的劣化度推定方法，该车辆用空调系统1构成为包括：冷凝器3，其通过与行驶风的热交换对在控制车内空间的空调的车辆用空调系统1内循环的冷媒RG进行冷却；送风机7，其向该冷凝器3输送行驶风；以及电动机8，其驱动该送风机7，该劣化度推定方法的特征在于，将判定电动机8的劣化度的指标即劣化判定用指标Iw设定为在车辆用空调系统1中设置了电动机8之后测量的、对内燃机10进行冷却的引擎冷却水W的温度Tw为预先设定的设定温度Tw1以上的状态所持续的时间的累计值或引擎冷却水W的温度Tw成为设定温度Tw1以上的次数，基于在车辆用空调系统1中设置了电动机8之后测量的、内燃机10的引擎转速Ne的累计值即总引擎转数SNe和劣化判定用指标Iw来推定电动机8的劣化度。
根据本方法，能够发挥与上述车辆用空调系统1同样的作用效果。
本申请基于2018年7月11日申请的日本国专利申请(特愿2018-131475)，并将其内容作为参考援引至此。
工业可利用性
本公开的车辆用空调系统及劣化度推定方法在准确地推定车辆用空调系统的冷凝器冷却用的送风机的驱动用电动机的劣化程度这一点上是有用的。
附图标记说明
1 车辆用空调系统
2 压缩机(压缩器)
3 冷凝器(condenser)
4 储液器
5 膨胀阀
6 蒸发器(evaporator)
7 风机(送风机)
8 电动机(motor)
9 控制装置
10 引擎(内燃机)
11 恒温器
12 散热器
13 引擎用风机
14 车身框架
RG 冷媒
W 引擎冷却水
Tw 引擎冷却水的温度
Tw1 设定温度
Ne 引擎转速
SNe 总引擎转数
Iw 劣化判定用指标
WVb 电动机的电刷的磨损量
WVb1 设定阈值

Claims (6)

1.一种车辆用空调系统，其构成为包括：冷凝器，其通过与行驶风的热交换对在控制车内空间的空调的车辆用空调系统内循环的冷媒进行冷却；送风机，其向该冷凝器输送行驶风；电动机，其驱动该送风机；以及控制装置，在所述车辆用空调系统中，
将判定所述电动机的劣化度的指标即劣化判定用指标，设定为对内燃机进行冷却的引擎冷却水的温度为预先设定的设定温度以上的状态所持续的时间的累计值，或所述引擎冷却水的温度成为所述设定温度以上的次数，
所述控制装置构成为基于所述内燃机的引擎转速的累计值即总引擎转数和所述劣化判定用指标来推定所述电动机的劣化度。
2.如权利要求1所述的车辆用空调系统，其中，
所述电动机是具有作为旋转轴的转子和支承所述转子的电刷的有刷电动机；
所述控制装置构成为，
基于所述总引擎转数和所述劣化判定用指标来计算所述电刷的磨损量，
参考以计算出的所述电刷的磨损量为基础的修正量来推定所述电动机的劣化度。
3.如权利要求2所述的车辆用空调系统，其中，
所述控制装置构成为，通过将所述总引擎转数和所述劣化判定用指标加权后的一次式来计算所述电刷的磨损量。
4.如权利要求2或3所述的车辆用空调系统，其中，
所述控制装置构成为，如果所述电刷的磨损量为预先设定的阈值以上，则判定为所述电动机的劣化度为需要更换的程度。
5.如权利要求1所述的车辆用空调系统，其中，
所述劣化判定用指标及所述总引擎转数是在所述车辆用空调系统中设置了所述电动机之后测量的值。
6.一种对车辆用空调系统的电动机的劣化度进行推定的劣化度推定方法，所述车辆用空调系统构成为包括：冷凝器，其通过与行驶风的热交换对在控制车内空间的空调的所述车辆用空调系统内循环的冷媒进行冷却；送风机，其向该冷凝器输送行驶风；以及所述电动机，其驱动该送风机；其特征在于，
将判定所述电动机的劣化度的指标即劣化判定用指标，设定为在所述车辆用空调系统中设置了所述电动机之后测量的、对内燃机进行冷却的引擎冷却水的温度为预先设定的设定温度以上的状态所持续的时间的累计值，或所述引擎冷却水的温度成为所述设定温度以上的次数，
基于在所述车辆用空调系统中设置了所述电动机之后测量的、所述内燃机的引擎转速的累计值即总引擎转数和所述劣化判定用指标来推定所述电动机的劣化度。
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