JP2011031842A - Vehicular grille device, vehicular cooling device, vehicular air conditioner and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用空調装置の凝縮器などの熱交換器を冷却する空気を、車両前端部に設けられたグリル開口部から導入する車両用グリル装置、グリル開口部から導入される空気によって熱交換器を冷却する車両用冷却装置、グリル開口部から導入される空気によって凝縮器が冷却される車両用空調装置及び車両に関する。 The present invention relates to a vehicle grill device that introduces air for cooling a heat exchanger such as a condenser of a vehicle air conditioner from a grill opening provided at the front end of the vehicle, and heat generated by the air introduced from the grill opening. The present invention relates to a vehicular cooling device that cools an exchanger, a vehicular air conditioner in which a condenser is cooled by air introduced from a grill opening, and a vehicle.
車両では、エンジンコンパートメント内に設けているラジエータや空調装置のコンデンサに、車両走行ないし冷却ファンの作動により車両前方からグリルを介して空気を導入し、この導入した空気によりエンジン冷却水の冷却、空調用の冷媒の冷却が行われる。 In a vehicle, air is introduced into the condenser of a radiator or air conditioner provided in the engine compartment through a grill from the front of the vehicle by running the vehicle or operating a cooling fan, and the introduced air cools and air-conditions the engine coolant. Cooling of the refrigerant is performed.
特許文献1では、車両が走行を開始されることにより受ける風圧によりグリルのシャッタが開かれてグリルから空気が導入され、このシャッタが冷却ファンの逆転駆動によって閉じられるように提案している。これにより、車両の走行速度(車速)が高くなることにより、ラジエータに導入される空気量が増加して、過冷却が生じるのを防止している。
また、低速走行時や停車中では、ラジエータに、ファンシュラウドに覆われていない部位があると、この部分からエンジンコンパートメント内の空気がラジエータの前方に回り込んで、ラジエータの冷却能力を低下させてしまう。 Also, when running at low speeds or when the vehicle is stopped, if there is a part of the radiator that is not covered by the fan shroud, the air in the engine compartment will circulate in front of the radiator from this part, reducing the cooling capacity of the radiator. End up.
ここから、例えば、特許文献2では、ラジエータのファンシュラウドに覆われる領域に対向する第1のシャッタと、ファンシュラウドに覆われていない領域に対向する第2のシャッタを設け、車両停車時に第2のシャッタを閉じることにより、エンジンコンパートメント内の空気がラジエータの車両前方側へ廻り込んでしまうのを防止するように提案している。
From here, for example, in
ところで、車両では、グリルを閉じるか少なくとも開口面積を狭めることにより走行中での空気抵抗が減少され、燃費向上、省動力化が図られるが、グリルが閉じられてしまうと、ラジエータ等の熱交換器の冷却能力が低下してしまう。 By the way, in a vehicle, the air resistance during traveling is reduced by closing the grill or at least reducing the opening area, thereby improving fuel efficiency and saving power. However, when the grill is closed, heat exchange such as radiators is performed. The cooling capacity of the vessel will be reduced.
ここから、特許文献3では、グリル開口の一部を閉じる第1の空気流制御部材と、第1の空気流制御部材によってグリルの一部が閉じられたときに、残った開口範囲から導入される空気を、閉じられたグリルに対向する熱交換器の領域に案内する第2の空気流制御部材と、を設けた車両用冷却装置を提案している。 From here, in patent document 3, when a part of grill is closed by the 1st air flow control member which closes a part of grill opening, and a 1st air flow control member, it introduce | transduces from the remaining opening range. And a second air flow control member for guiding the air to the area of the heat exchanger facing the closed grill.
一方、グリルの一部を閉じることは、車両走行によって導入される空気量が制限されることになり、コンデンサなどの冷却能力に低下が生じる。エアコンでは、コンデンサの冷却能力が低下すると、車室内の冷房能力が低下する。導入される空気量の減少によるコンデンサの冷却能力の低下は、冷却ファンの回転数を増加することにより補うことができ、また、エアコンでは、コンプレッサの回転数を増加させたり、可変容量の容量をアップさせるなどして冷媒圧力を高くすることにより冷房能力の大きくすることができることから、コンプレッサの冷媒圧力を制御することにより、コンデンサの冷却能力が低下しても、冷房能力が低下してしまうのを抑えることができる。 On the other hand, closing a part of the grill restricts the amount of air introduced by running the vehicle, resulting in a reduction in the cooling capacity of the condenser and the like. In the air conditioner, when the cooling capacity of the condenser decreases, the cooling capacity of the passenger compartment decreases. The decrease in the cooling capacity of the condenser due to the reduction in the amount of air introduced can be compensated by increasing the number of rotations of the cooling fan. In the air conditioner, the number of rotations of the compressor can be increased or the capacity of the variable capacity can be increased. Since the cooling capacity can be increased by increasing the refrigerant pressure, for example, by increasing the cooling pressure, the cooling capacity will decrease even if the cooling capacity of the condenser decreases by controlling the refrigerant pressure of the compressor. Can be suppressed.
しかしながら、冷却ファンの回転数を高くすることや、コンプレッサの冷媒吐出圧を上昇させることは、電力の消費の増加や、エンジンの駆動負荷の増加などにつながり、消費動力の増加を生じさせる。 However, increasing the rotation speed of the cooling fan or increasing the refrigerant discharge pressure of the compressor leads to an increase in power consumption, an increase in engine driving load, and the like, resulting in an increase in power consumption.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、グリル開口部を開閉するときに、消費動力の増加を抑える車両用グリル装置、車両用冷却装置、車両用空調装置及び車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above facts, and provides a vehicle grill device, a vehicle cooling device, a vehicle air conditioner, and a vehicle that suppress an increase in power consumption when opening and closing the grill opening. Objective.
上記目的を達成する車両用グリル装置は、車両先端部に形成されたグリル開口部を開閉すると共に、前記グリル開口部を開いた状態で、熱交換器を通過する冷媒を冷却する空気を導入し、かつ前記グリル開口部を閉じた状態で、車両の空気抵抗を低減する開閉手段と、前記グリル開口部を閉じた状態で前記熱交換器へ導入される空気量が減少されることに起因する消費動力の増加量及び、前記グリル開口部を閉じた状態での前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記グリル開口部を閉じたときの消費動力の増加が許容範囲内となる動作車速を設定する設定手段と、前記動作車速と車速検出手段により検出される車速とに基づいて前記開閉手段による前記グリル開口部の開閉を制御する開閉制御手段と、を含む。 A vehicle grill device that achieves the above object opens and closes a grill opening formed at a front end of the vehicle, and introduces air that cools a refrigerant passing through a heat exchanger while the grill opening is open. Further, the opening / closing means for reducing the air resistance of the vehicle with the grill opening closed, and the amount of air introduced into the heat exchanger with the grill opening closed are reduced. Based on the increase in the power consumption and the decrease in the power consumption according to the vehicle speed due to the reduction in the air resistance when the grill opening is closed, the power consumption increases when the grill opening is closed. Setting means for setting an operating vehicle speed within an allowable range; and an opening / closing control means for controlling the opening / closing of the grill opening by the opening / closing means based on the operating vehicle speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means.
また、請求項2に係る車両用グリル装置は、請求項1において、前記熱交換器が、車両用空調装置の冷凍サイクルに設けられる凝縮器であり、前記設定手段は、前記グリル開口部を閉じた状態での前記車両用空調装置の消費動力の増加量及び、前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記動作車速を設定する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the vehicular grill device according to the first aspect, wherein the heat exchanger is a condenser provided in a refrigeration cycle of the vehicular air conditioner, and the setting means closes the grill opening. The operating vehicle speed is set based on the increase amount of the power consumption of the vehicle air conditioner in the above state and the decrease amount of the power consumption according to the vehicle speed due to the reduction of the air resistance.
この発明によれば、走行中の車両のグリル開口部を閉じることにより空気抵抗を低減し、車速に応じた消費動力の減少を図る。また、グリル開口部が閉じられると、例えば、車両用空調装置の凝縮器などの熱交換器では、冷却能力が低下して、この冷却能力の低下が補われるように消費動力が増加する。 According to the present invention, the air resistance is reduced by closing the grill opening of the traveling vehicle, and the power consumption is reduced according to the vehicle speed. Further, when the grill opening is closed, for example, in a heat exchanger such as a condenser of a vehicle air conditioner, the cooling capacity is reduced, and the power consumption is increased so as to compensate for the decrease in the cooling capacity.
ここで、空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量と、熱交換器の冷却能力が低下することによる消費動力の増加量とに基づいて、消費動力の増加が予め設定した許容範囲に収まるように、グリル開口部を開閉するときの動作車速を設定する。 Here, an increase in power consumption based on a reduction amount of power consumption according to the vehicle speed due to a reduction in air resistance and an increase amount of power consumption due to a decrease in the cooling capacity of the heat exchanger is set in a predetermined allowable range. The operating vehicle speed when opening and closing the grill opening is set so as to be within the range.
この動作車速に基づいてグリル開口部を開閉することにより、消費動力が増加して、燃費が悪化してしまうのを抑えることができる。 By opening and closing the grill opening based on this operating vehicle speed, it is possible to suppress power consumption from increasing and fuel consumption from deteriorating.
請求項3に係る車両用グリル装置は、請求項2において、外気温を検出する外気温検出手段を含み、前記設定手段が、前記外気温が高い場合に、外気温が低い場合よりも前記動作車速を高く設定する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vehicular grill device according to the second aspect, further comprising an outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, wherein the setting means performs the operation when the outside air temperature is high than when the outside air temperature is low. Set the vehicle speed higher.
また、請求項4に係る発明は、請求項3において、外気温に応じて前記動作車速とする車速が予め設定され、前記設定手段が、前記予め設定された車速から、前記外気温検出手段により検出される前記外気温に基づいて、前記動作車速を選択し、請求項5の発明は、請求項4において、前記外気温が複数の温度範囲に分割され、前記動作車速とする車速が、前記分割された温度範囲ごとに設定されている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, in the third aspect, a vehicle speed that is the operating vehicle speed is set in advance according to an outside air temperature, and the setting unit is configured to detect the vehicle temperature from the preset vehicle speed by the outside air temperature detecting unit. The operating vehicle speed is selected based on the detected outside air temperature, and the invention according to claim 5 is the invention according to
この発明によれば、外気温が低い場合、車両用空調装置に要求される冷房能力も下がり、凝縮器に要求される冷却能力も低くなる。また、グリル開口部を閉じることによる消費動力の減少量は、車速に応じて変化する。 According to this invention, when the outside air temperature is low, the cooling capacity required for the vehicle air conditioner also decreases, and the cooling capacity required for the condenser also decreases. Further, the amount of reduction in power consumption by closing the grill opening varies depending on the vehicle speed.
ここから、外気温が高くなるにしたがって、グリル開口部を閉じる動作車速を高くすることにより、車両の消費動力の減少を図ることができる。 From this point, the power consumption of the vehicle can be reduced by increasing the operating vehicle speed for closing the grill opening as the outside air temperature increases.
このとき、外気温に応じて予めグリル開口部を閉じる動作車速を設定しておくことにより、外気温と車速からグリル開口部を閉じる車速を設定する容易な処理で、適正なタイミングで、グリル開口部の開閉を行うことができる。また、請求項5に記載するように、外気温を複数の温度範囲に分割し、それぞれの温度範囲に対して予めグリル開口部を閉じる動作車速を設定しておくことにより、円滑なグリル開口部の開閉が可能となる。 At this time, by setting the vehicle speed for closing the grill opening in advance according to the outside air temperature, it is easy to set the vehicle speed for closing the grill opening from the outside air temperature and the vehicle speed. The part can be opened and closed. According to a fifth aspect of the present invention, by dividing the outside air temperature into a plurality of temperature ranges and setting an operation vehicle speed for closing the grill opening in advance for each temperature range, a smooth grill opening Can be opened and closed.
請求項6に係る発明は、請求項2において、前記設定手段は、前記グリル開口部が開かれている場合の前記車両用空調装置の動力を算出する第1の動力演算手段と、前記グリル開口部が閉じられている場合の前記車両用空調装置の動力を算出する第2の動力演算手段と、前記第1及び第2の動力演算手段の演算結果から得られる前記グリル開口部を閉じた場合の前記消費動力が、前記グリル開口部を閉じることにより得られる前記消費動力の減少量となる車速を前記動作車速に設定する車速設定手段と、を含む。 According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the setting means includes first power calculation means for calculating power of the vehicle air conditioner when the grill opening is opened, and the grill opening. A second power calculation means for calculating the power of the vehicle air conditioner when the section is closed, and the grill opening obtained from the calculation results of the first and second power calculation means being closed Vehicle speed setting means for setting the vehicle speed, which is the amount of decrease in the power consumption obtained by closing the grill opening, as the operating vehicle speed.
この発明によれば、グリル開口部が閉じられた場合及び、グリル開口部が開かれた場合の車両用空調装置の動力を演算し、この演算結果から、グリル開口部を閉じて凝縮器の冷却能力が低下することによる車両用空調装置の消費動力の増加量が、空気抵抗が低減されることによる消費動力の減少量に相殺されるように、グリル開口部を閉じる動作車速を設定する。 According to the present invention, the power of the vehicle air conditioner when the grill opening is closed and when the grill opening is opened is calculated, and the grill opening is closed to cool the condenser based on the calculation result. The operating vehicle speed for closing the grille opening is set so that the increase in the power consumption of the vehicle air conditioner due to the reduced capacity is offset by the decrease in the power consumption due to the reduction in air resistance.
これにより、車両用空調装置の運転状態に応じた適切な車速でグリル開口部の開閉を行うことができ、確実な消費動力の抑制が可能となる。 As a result, the grill opening can be opened and closed at an appropriate vehicle speed according to the operating state of the vehicle air conditioner, and power consumption can be reliably suppressed.
請求項7に係る車両用グリル装置は、請求項2から請求項6の何れかにおいて、回転数に応じて前記凝縮器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、を含む。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a vehicle grill device according to any one of the second to sixth aspects, wherein the cooling fan that raises the wind speed of air introduced into the condenser according to the number of rotations and the condenser are required. The cooling fan is set to increase in rotational speed as the cooling capacity is increased, and when the grille opening is closed, the rotational speed of the cooling fan is equal to or higher than a predetermined rotational speed. Drive setting means for setting the cooling fan, and cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotation speed set by the drive setting means.
また、請求項8に係る車両用グリル装置は、請求項7において、前記駆動設定手段が、前記車両用空調装置に要求される冷房能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように駆動電圧を設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように駆動電圧を設定し、前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動する。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the vehicle grill device according to the seventh aspect, wherein the drive setting means increases the rotational speed of the cooling fan as the cooling capacity required for the vehicle air conditioner increases. The drive voltage is set, and when the grille opening is closed, the drive voltage is set so that the rotation speed of the cooling fan is equal to or higher than a preset rotation speed, and the cooling fan control means is The cooling fan is rotationally driven with the set driving voltage.
この発明によれば、凝縮器に要求される冷却能力が低い状態でグリル開口部を閉じた場合、冷却ファンの回転数を予め設定されている回転数以上とする。 According to the present invention, when the grill opening is closed in a state where the cooling capacity required for the condenser is low, the rotational speed of the cooling fan is set to be equal to or higher than the preset rotational speed.
これにより、凝縮器に要求される冷却能力が比較的低い場合、グリル開口部を閉じることによる凝縮器の冷却能力の低下を抑え、車両の消費動力の低減を図ることができる。このときに、冷却ファンのファンモータが駆動電圧に応じた回転数で回転するものであれば、駆動電圧を制御するものであれば良い。 Thereby, when the cooling capacity requested | required of a condenser is comparatively low, the fall of the cooling capacity of a condenser by closing a grille opening part can be suppressed, and reduction of the power consumption of a vehicle can be aimed at. At this time, as long as the fan motor of the cooling fan rotates at a rotation speed corresponding to the drive voltage, it may be anything that controls the drive voltage.
本発明の車両用冷却装置は、前記請求項1から請求項6の何れか1項に記載の車両用グリル装置を備える車両に設けられた車両用冷却装置であって、回転数に応じて前記熱交換器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、前記熱交換器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、を含むものであれば良い。
The vehicle cooling device of the present invention is a vehicle cooling device provided in a vehicle including the vehicle grill device according to any one of
このような車両用冷却装置は、前記駆動設定手段が、前記熱交換器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように駆動電圧を設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように駆動電圧を設定し、前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動すれば良い。 In such a vehicular cooling device, the drive setting means sets the drive voltage so that the number of rotations of the cooling fan increases as the cooling capacity required for the heat exchanger increases, and the grill opening A drive voltage is set so that the number of rotations of the cooling fan is equal to or higher than a preset number of rotations when the section is closed, and the cooling fan control means sets the cooling fan at the set driving voltage. May be rotationally driven.
車両用空調装置は、前記請求項2から請求項6の何れか1項に記載の車両用グリル装置を備える車両に設けられて、車室内を空調する車両用空調装置であって、回転数に応じて前記凝縮器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、を含むものであれば良い。
A vehicle air conditioner is provided in a vehicle including the vehicle grill device according to any one of
また、車両用空調装置は、前記駆動設定手段が、前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように駆動電圧を設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように駆動電圧を設定し、前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動するものであれば良い。 In the vehicle air conditioner, the drive setting means sets the drive voltage so that the number of rotations of the cooling fan increases as the cooling capacity required for the condenser increases, and the grill opening When closed, the drive voltage is set so that the rotation speed of the cooling fan is equal to or higher than a preset rotation speed, and the cooling fan control means rotates the cooling fan with the set drive voltage. Any device that can be driven is acceptable.
さらに、本発明が適用される車両は、車室内を空調する車両用空調装置と、本車両先端部に形成されたグリル開口部を開閉すると共に、前記グリル開口部を開いた状態で、前記車両用空調装置の凝縮器を通過する冷媒を冷却する空気を導入し、かつ前記グリル開口部を閉じた状態で、本車両の空気抵抗を低減する開閉手段と、前記グリル開口部を閉じた状態で前記凝縮器へ導入される空気量が減少されることに起因する消費動力の増加量及び、前記グリル開口部が閉じられた状態での前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記グリル開口部を閉じたときの消費動力の増加が許容範囲内となる動作車速を設定する設定手段と、前記動作車速と車速検出手段により検出される車速とに基づいて前記開閉手段による前記グリル開口部の開閉を制御する開閉制御手段と、回転数に応じて前記凝縮器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、を含む。 Further, the vehicle to which the present invention is applied includes a vehicle air conditioner that air-conditions the interior of the vehicle, a grill opening formed at the front end of the vehicle, and the vehicle opening with the grill opening open. In the state where air for cooling the refrigerant passing through the condenser of the air conditioner for air is introduced and the grill opening is closed, the opening and closing means for reducing the air resistance of the vehicle, and the grill opening are closed Increase in consumption power due to reduction in the amount of air introduced into the condenser, and reduction in consumption power according to vehicle speed due to reduction in the air resistance when the grill opening is closed On the basis of the operating vehicle speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, the setting means for setting the operating vehicle speed within which the increase in power consumption when the grille opening is closed is within an allowable range, By means The opening / closing control means for controlling the opening / closing of the grill opening, the cooling fan for increasing the wind speed of the air introduced into the condenser according to the rotational speed, and the cooling capacity required for the condenser increases as the cooling capacity increases. Drive setting means for setting the rotation speed of the cooling fan to increase and setting the rotation speed of the cooling fan to be equal to or higher than a predetermined rotation speed when the grill opening is closed; Cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotational speed set by the drive setting means.
以上説明したように請求項1及び請求項2の発明によれば、グリル開口部を閉じて冷却能力が低下することにより生じる消費動力の増加量と、空気抵抗の低減による消費動力の減少量に基づいて、車両全体の消費動力が上昇するのを抑えるように、グリル開口部を開閉する車速を設定するので、グリル開口部を閉じることにより、消費動力が増加して、燃費が悪化してしまうのが防止されるという効果が得られる。 As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the increase in power consumption caused by closing the grill opening and lowering the cooling capacity, and the decrease in power consumption due to the reduction in air resistance. Based on this, the vehicle speed for opening and closing the grill opening is set so as to suppress the increase in power consumption of the entire vehicle, so closing the grill opening increases power consumption and deteriorates fuel consumption. It is possible to obtain an effect of preventing this.
また、請求項3、請求項4及び請求項5の発明によれば、冷房能力に影響する外気温に基づいてグリル開口部を閉じる車速を設定するので、簡単な制御で的確に消費動力の低減が図られる。
According to the invention of claim 3,
請求項6の発明によれば、グリル開口部の閉じることによる消費動力の増加量と、減少量が相殺されるように、グリル開口部を閉じる車速を設定するので、車両用空調装置の運転状態に応じて、消費動力の増加が抑制される。 According to the sixth aspect of the invention, the vehicle speed at which the grill opening is closed is set so that the amount of increase in power consumption due to the closing of the grill opening and the amount of decrease are offset. Accordingly, an increase in power consumption is suppressed.
また、請求項7から請求項13の発明によれば、凝縮器などの熱交換器に要求される冷却能力が低い状態でグリル開口部が閉じられた場合に、冷却ファンの回転数を予め設定された回転速度以上とするので、熱交換器の冷却能力の低下が抑えられる。 According to the inventions of claims 7 to 13, when the grill opening is closed in a state where the cooling capacity required for the heat exchanger such as a condenser is low, the rotation speed of the cooling fan is set in advance. Since it is more than the made rotation speed, the fall of the cooling capacity of a heat exchanger is suppressed.
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1には、本実施の形態に係る車両10の前部の概略構成が示されている。また、図2には、車室内を空調する車両空調装置として車両10に設けられたエアコン12の概略構成が示されている。なお、図1では、車両前後方向の前方側が矢印Fr、車両上下方向の上方側が矢印Upで示されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a front portion of a
図2に示されるように、エアコン12には、圧縮機(コンプレッサ14)、凝縮器(コンデンサ16)、膨張弁(エキスパンションバルブ18)及び放熱器(エバポレータ20)を含む一般的構成の冷凍サイクルが形成されている。
As shown in FIG. 2, the
この冷凍サイクルでは、コンプレッサ14の回転駆動により圧縮されて高温高圧となった冷媒がコンデンサ16へ送られる。コンデンサ16では、この冷媒とコンデンサ16に導入される空気との間で熱交換が行われることにより、冷媒が冷却されて液化される。この冷媒は、エキスパンションバルブ18によって急激に減圧されてエバポレータ20へ送られ、エバポレータ20で気化される。
In this refrigeration cycle, the refrigerant that has been compressed by the rotational drive of the
これにより、エアコン12では、エバポレータ20を通過する冷媒と空気との間で熱交換が行われ、エバポレータ20を通過する空気が冷却及び除湿される。エアコン12では、エバポレータ20を通過した空気により、車室内を空調する空調風が生成される。
Thereby, in the
エアコン12は、エアコンユニット22を備え、このエアコンユニット22にエバポレータ20が配置されている。また、エアコンユニット22には、空気の導入口24として内気導入口24A及び外気導入口24Bが形成されると共に、内気導入口24Aと外気導入口24Bとを選択的に開閉する切換ドア26及び、ブロワファン28が設けられている。これにより、エアコン12では、ブロワファン28の作動により、内気ないし外気が導入されてエバポレータ20へ送られる。
The
また、エアコンユニット22には、他端側に複数の空気吹出し口30が形成されると共に、空気吹出し口30を選択的に開閉するモード切換ドア32が設けられている。また、エアコンユニット22内には、加熱手段とされるヒータコア34及び、ヒータコア34へ導入される空気量を制御するエアミックスドア36が配置されている。
The
エアコン12では、エアミックスドア36の開度に応じてヒータコア34を通過する空気がヒータコア34で加熱される。また、エアコン12では、ヒータコア34で加熱された空気と、ヒータコア34をバイパスされることによりエバポレータ20を通過したままの温度の空気が混合され、吹出しモードに応じて選択された吹出し口30から車室内へ吹き出される。
In the
なお、本実施の形態では、車両10として、走行用の駆動源としてエンジンを備えたコンベンショナル車又はハイブリッド車を適用し、このエンジンのエンジン冷却水を用いるヒータコア34を設けているが、ヒータコア34に加えてPCTヒータなどの電気ヒータを設けたものであっても良い。また、車両10として電気自動車などに適用するときには、ヒータコア34に換えて電気ヒータなどの加熱手段を用いれば良い。
In the present embodiment, a conventional vehicle or a hybrid vehicle equipped with an engine as a driving source for traveling is applied as the
図3に示されるように、エアコン12は、エアコンECU40を備えている。このエアコンECU40は、CPU、ROM、RAM等がバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータ、各種の入出力インターフェイス、駆動回路などを備えた構成となっている(何れも図示省略)。
As shown in FIG. 3, the
エアコン12では、一例として、エンジンの駆動力によってコンプレッサ14を駆動するようになっており、エアコンECU40は、電磁クラッチ42によってコンプレッサ14へのエンジンの駆動力を断続する。また、エアコンECU40は、コンプレッサ14の冷媒吐出圧を制御することにより所望の冷房能力が得られるようにしている。なお、コンプレッサ14は、コンプレッサモータによって駆動されるものであっても良く、このときには、要求される冷房能力に応じてエアコンECU40がコンプレッサモータの回転数を制御するものであれば良い。
In the
エアコンECU40には、ブロワファン28を駆動するブロワモータ44が接続されていると共に、切換ドア26、モード切換ドア32及びエアミックスドア36を駆動するアクチュエータ46A、46B、46Cが接続されている。エアコンECU40は、ブロワモータ44の駆動電圧を制御することによりブロワファン28の回転数(ブロワ風量)を制御し、アクチュエータ46A〜46Cを作動することにより切換ドア26、モード切換ドア32の開閉、及びエアミックスドア36の開度を制御する。
A
一方、エアコンECU40には、車室内の温度(室温)を検出する室温センサ48、車外の温度(外気温)を検出する外気温センサ50、日射量を検出する日射センサ52、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ54、エバポレータ20を通過した空気の温度を検出するエバポレータ後温度センサ56等が接続されている。また、エアコンECU40には、冷凍サイクル中の高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ58A及び、低圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ58が接続されている。
On the other hand, the
エアコンECU40は、図示しない操作パネルのスイッチ操作によって設定温度などの運転条件が設定されて空調運転の開始が指示されると、室温、外気温などの環境条件を検出し、検出した環境条件と運転条件とに基づいて空調運転を行う。
When an operating condition such as a set temperature is set by operating a switch on an operation panel (not shown) and the start of the air conditioning operation is instructed, the
例えば、エアコンECU40は、車室内を設定温度とするための空調風の目標吹出し温度を演算し、演算した目標吹出し温度及び運転条件の設定等に基づいて車室内を空調する。このときに、エアコンECU40は、圧力センサ58A、58Bによって検出される冷媒圧力が、所定の冷房能力が得られる圧力となるように制御する。ここで、高圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ58Aは、コンプレッサ14の吐出側とコンデンサ16の間の圧力を検出するものであれば良く、また、低圧側の冷媒圧力を検出する圧力センサ58Bは、コンプレッサ14の入側とエバポレータ20の間の圧力を検出するものであれば良い。なお、このようなエアコン12及びエアコン12の空調運転制御の基本的構成は、公知の一般的構成を適用することができる。
For example, the
ところで、図1に示されるように、車両10には、前部のエンジンコンパートメント60内にエアコン12のコンデンサ16が配置されている。また、車両10には、前端部にグリル開口部62、64が形成されている。なお、グリル開口部62、64は、フロントバンパ66の上方側がグリル開口部62とされ、下方側がグリル開口部64とされている。
Incidentally, as shown in FIG. 1, in the
グリル開口部62には、複数の整流フィン68が設けられている。また、グリル開口部64には、整流フィン70が設けられている。これにより、車両10には、車両前方側の空気がグリル開口部62、64からエンジンコンパートメント60内に導入されるフロントグリル72が形成されている。
A plurality of rectifying
一方、車両10には、車両用グリル装置とするグリル装置74及び、車両用冷却装置とする冷却装置76が設けられている。冷却装置76は、一例としてエアコン12のコンデンサ16を冷却対象となる熱交換器とし、コンデンサ16に導入される空気量を制御することにより、コンデンサ16での冷媒の冷却能力を制御する。
On the other hand, the
コンデンサ16は、車両後方側の全面がファンシュラウド78によって覆われている。このファンシュラウド78には、冷却ファン80が取り付けられている。冷却装置76では、この冷却ファン80を回転駆動することにより、コンデンサ16への空気の導入が促進される。また、冷却ファン80の回転数に応じてコンデンサ16に導入される空気量が変化することから、冷却装置76では、冷却ファン80の回転数によりコンデンサ16への導入空気量を制御する。
The entire surface of the
なお、ファンシュラウド78及び冷却ファン80は、コンデンサ16の車両後方側ではなく、車両前方側に設けても良い。また、冷却ファン80の数は、任意でよいが本実施の形態では、一例として二つの冷却ファン80A、80Bを車幅方向(図1の紙面表裏方向)に配列している。
The
フロントグリル72では、グリル開口部62に設けている整流フィン68が、例えば、車幅方向(図1の紙面表裏方向)に沿う軸82を中心に回動可能とされている。グリル開口部62に設けられている整流フィン68は、図示しないリンク機構により連結されており、各整流フィン68が軸82を回動中心として回動される。
In the
グリル装置74では、整流フィン68の回動を制御することにより、グリル開口部62、64のうちのグリル開口部62を開閉する。なお、グリル開口部62を開いたときは、図1に実線で示されるように、整流フィン68が水平状態となり、車両前方側から見た開口面積が最大となる状態とする。また、グリル開口部62の閉止は、図1に二点鎖線で示されるように、グリル開口部62が整流フィン68により塞がれた状態としている。また、本実施の形態では、グリル開口部62の開閉を行うものとしているが、これに限らず、グリル開口部64を開閉しても良く、グリル開口部62、64を開閉するものであっても良い。
In the
車両10では、グリル装置74によりグリル開口部62が閉止されることにより、走行中にグリル開口部62からエンジンコンパートメント60内への空気の導入が阻止される。これにより、車両10では、グリル開口部62が開かれている状態よりも、グリル開口部62が閉じられている状態であるときに、走行中の空気抵抗が低減される。
In the
図3に示されるように、グリル装置74には、整流フィン68を回動するアクチュエータ84が設けられ、冷却装置76には、冷却ファン80を駆動するファンモータ86が設けられている。なお、前記した如く、本実施の形態では、2つの冷却ファン80A、80Bを設けており、冷却装置76には、冷却ファン80を駆動するファンモータ86A及び、冷却ファン80Bを駆動するファンモータ86Bを備えている。また、以下では、特に区別しない場合、冷却ファン80及びファンモータ86として説明する。
As shown in FIG. 3, the
車両10には、グリル装置74と冷却装置76を制御する制御手段としてコントローラ88が設けられている。このコントローラ88は、CPU、ROM、RAM等がバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータ、各種の入出力インターフェイス、駆動回路を含む一般的構成とされている。
The
このコントローラ88には、グリル装置74のアクチュエータ84及び、冷却装置76のファンモータ86A、86Bが接続されている。コントローラ88は、アクチュエータ84の作動を制御することによりグリル開口部62の開閉を制御し、ファンモータ86の駆動を制御することによりコンデンサ16への空気の導入を促進する。
The
コントローラ88には、車両10の走行速度(車速)を検出する車速センサ90、外気温を検出する外気温センサ92が接続されている。また、コントローラ88には、エアコンECU40が接続されている。なお、外気温センサ92を設けずに、エアコンECU40が外気温センサ50によって検出する外気温を取得するものであっても良い。
The
ここで、予め設定された車両10のモデルにおけるグリル開口部62の開閉、冷却ファン80の作動及び、これらに伴うエアコン12の消費動力の変化のシミュレーション結果を以下に示す。なお、以下のシミュレーションでは、ファンモータ86(86A、86B)の定格出力を100wとしている。
Here, simulation results of opening / closing of the grill opening 62, operation of the cooling
図4(A)及び図4(B)には、車速V、冷却ファン80の回転数及びグリル開口部62の開閉に応じたコンデンサ16への空気導入量として、風速(以下、コンデンサ風速Wv(m/sec)とする)の変化が示されている。なお、冷却ファン80のファンモータ86(以下、総称して冷却ファン80とする)が駆動電圧Dvにより回転数が変化するようになっており、冷却ファン80の回転数に換えて駆動電圧Dvを適用している。このとき、駆動電圧Dvを0、4、6、8、10、12(v)の6段階とし、車速Vを0、40、60(km/h)の3段階としている。
4A and 4B show the wind speed (hereinafter referred to as capacitor wind speed Wv (hereinafter referred to as “capacitor wind speed Wv”) as the amount of air introduced into the
図4(A)には、グリル開口部62が開かれている場合の駆動電圧Dv及び車速Vに対するコンデンサ風速Wvが示され、図4(B)には、グリル開口部62が閉じられている場合の駆動電圧Dv及び車速Vに対するコンデンサ風速Wvが示されている。 FIG. 4A shows the driving voltage Dv and the condenser wind speed Wv with respect to the vehicle speed V when the grill opening 62 is opened, and FIG. 4B shows the grill opening 62 closed. The capacitor wind speed Wv with respect to the driving voltage Dv and the vehicle speed V is shown.
図4(A)に示されるように、グリル開口部62が開かれて、車両10が停止している場合(車速V=0km/h)、コンデンサ風速Wvは、駆動電圧Dvの上昇に伴って増加する。
As shown in FIG. 4A, when the grille opening 62 is opened and the
これに対して、図4(A)及び図4(B)に示されるように、車両10の走行中は、駆動電圧Dvが低くてもコンデンサ風速Wvが高くなるが、駆動電圧Dvが高くなっても、コンデンサ風速Wvの増加は僅かとなっている。また、車両10の走行中のコンデンサ風速Wvは、グリル開口部62が開かれている場合の方が、グリル開口部62を閉止している場合に比べて僅かに多くなっている。すなわち、グリル開口部62冷却ファン80の駆動電圧Dvが同じであると、グリル開口部62を閉じることにより、コンデンサ風速Wvが低下する。
On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4B, while the
図5(A)及び図5(B)には、冷却ファン80の駆動電圧Dv及び車速Vに対する冷却ファン80の消費電力Wf(w)の変化が示されている。なお、図5(A)は、グリル開口部62が開かれている場合を示し、図5(B)は、グリル開口部62を閉止された場合を示している。
5A and 5B show changes in the power consumption Wf (w) of the cooling
図5(A)及び図5(B)に示されるように、冷却ファン80の消費電力Wfは、グリル開口部62の開/閉の何れにおいても駆動電圧Dvの上昇に伴って増加するが、車速Vの変化における差、及び、グリル開口部62が開かれた場合と閉じられた場合とでの差は僅かとなっている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the power consumption Wf of the cooling
図6(A)及び図6(B)には、駆動電圧Dv及び車速Vに対するコンデンサ16の前方の空気の温度(前方空気温Tfとする)の変化が示されている。なお、前方空気温Tfは、外気温Ta=40°C、日射有の環境下での測定値である。 6A and 6B show changes in the temperature of the air in front of the capacitor 16 (referred to as the front air temperature Tf) with respect to the drive voltage Dv and the vehicle speed V. FIG. The forward air temperature Tf is a measured value in an environment where the outside air temperature Ta = 40 ° C. and solar radiation.
図6(A)に示されるように、車両10が停止している場合(車速V=0km/h)は、冷却ファン80が停止されていると、前方空気温Tfが極めて高くなる(Tf>60°C)。しかし、冷却ファン80が駆動されると、前方空気温Tfは、駆動電圧Dvの上昇に伴って低下する。
As shown in FIG. 6A, when the
これに対して、図6(A)及び図6(B)に示されるように、車両10が走行していると、車両走行中は、停車中よりも前方空気温Tfが低くなる。このとき、車速Vが同じであれば、グリル開口部62が閉じられている場合より、グリル開口部62が開かれている場合の方が、前方空気温Tfが低くなる。また、グリル開口部62の開閉にかかわらず、車速Vが低い場合より、車速Vの高い場合の方が、前方空気温Tfが低くなるが、何れの場合においても、駆動電圧Dvが高くなるにつれて、前方空気温Tfが高くなる。
In contrast, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the
一方、図7には、駆動電圧Dv及び車速Vに応じたコンプレッサ14の冷媒圧力Pが示され、図8には、駆動電圧Dvと車速Vに応じたコンプレッサ14の消費動力Wcの演算結果が示されている。なお、消費動力Wcは、コンプレッサ14の駆動に必要とされる動力としている。また、冷媒圧力Pは、コンプレッサ14の入側となる低圧側冷媒圧力(以下、冷媒圧力PLとする)及び、コンプレッサ14の出側となる高圧側冷媒圧力(以下、冷媒圧力PHとする)を示しており、冷媒圧力PHが、コンデンサ16の入側の冷媒圧力Pとなっている。
On the other hand, FIG. 7 shows the refrigerant pressure P of the
図7では、エアコン12の冷房能力を最大(Max Cool)としたときの冷媒圧力PH、PLを示し、コンプレッサ14の回転数は、車速V=0(km/h)でエンジン回転数が800rpm、V=40(km/h)、60(km/h)ではエンジン回転数が1200rpmとされて、このエンジンの回転が伝達比1.22で伝達されるものとしている。
FIG. 7 shows refrigerant pressures PH and PL when the cooling capacity of the
図7に示されるように、駆動電圧Dv及び車速Vが低い場合、冷媒圧力PHは高くなる。また、駆動電圧Dvないし車速Vが高くなるにしたがって、冷媒圧力PHは低くなる。 As shown in FIG. 7, when the drive voltage Dv and the vehicle speed V are low, the refrigerant pressure PH becomes high. Further, as the drive voltage Dv or the vehicle speed V increases, the refrigerant pressure PH decreases.
ここで、図4(A)及び図4(B)に示されるように、駆動電圧Dvないし車速Vが高い場合、コンプレッサ風速Wvも高くなり、これにより、コンデンサ16の冷却能力も高くなっていると判断される。
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the drive voltage Dv or the vehicle speed V is high, the compressor wind speed Wv is also high, and thus the cooling capacity of the
このときには、図7に示されるように、コンプレッサ14の冷媒圧力PL及び冷媒圧力PH、特に冷媒圧力PHが低くなる。一般に、冷凍サイクルでは、コンデンサ16の冷媒圧力P(冷媒圧力PH)が高くなることにより、効率が低下し、コンプレッサ14の冷媒圧力P(冷媒圧力PH)が低くなっている場合、コンプレッサ14の駆動に要する消費動力Wpは、冷媒圧力PHが高い場合に比べて低くなる。
At this time, as shown in FIG. 7, the refrigerant pressure PL and the refrigerant pressure PH of the
これに対して、図4(A)及び図4(B)に示されるように、駆動電圧Dv及び車速Vが低い場合、コンプレッサ風速Wvが低くなり、コンデンサ16の冷却能力も低くなっていると判断される。このときに、エアコン12では、コンプレッサ14の冷媒圧力P(冷媒圧力PH)が高くなる。
On the other hand, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the drive voltage Dv and the vehicle speed V are low, the compressor wind speed Wv is low and the cooling capacity of the
図7に示されるように、コンプレッサ14の冷媒圧力Pは、同じ車速Vでは、冷媒圧力PLの変化は少ないが、コンデンサ16の冷却能力が低くなると、冷媒圧力PHが高くなる。
As shown in FIG. 7, the refrigerant pressure P of the
ここで、図9には、駆動電圧Dv及び車速Vに応じたエアコン12で要求される消費動力Waが示されている。なお、この消費動力Waは、コンプレッサ14による消費動力Wpと、冷却ファン80による消費電力Wfに基づいた消費動力と、の和としているとしている。また、図9で「グリル開」はグリル開口部62を開いた場合を示し、「グリル閉」はグリル開口部62を閉止した場合を示している。
Here, FIG. 9 shows the power consumption Wa required by the
コンデンサ16に導入される空気量の指標となるコンデンサ風速Wvが低い場合(図4(A)及び図4(B)参照)には、消費動力Waが高くなり、コンデンサ風速Wvが高い場合に、消費動力Waが低くなる。
When the condenser wind speed Wv that is an index of the amount of air introduced into the
一方、単位時間当たりの燃料消費量を燃料消費量M(ml/sec)とした場合、車両10では、グリル開口部62の開閉及び車速Vに応じて燃料消費量Mが変化する。また、エアコン12が動作することにより、エアコン12の消費動力Waによって燃料消費量Mが変化する。このとき、エアコン12で消費動力Waは、エアコン12に要求される冷房能力に応じた消費動力Waとなり、かつ、エアコン12に要求される冷房能力は、外気温Taなどの環境条件に応じて異なる。
On the other hand, when the fuel consumption per unit time is defined as the fuel consumption M (ml / sec), the fuel consumption M changes in the
図8(A)〜図8(E)には、グリル開口部62の開閉、エアコン12のオン/オフ(運転/停止)、外気温Ta及び車速Vに応じた定常走行時の燃料消費量Mのシミュレーション結果を示している。なお、図8(A)は、エアコン12がオフされている場合を示し、図8(B)〜図8(E)は、エアコン12がオンされている場合を示している。
8A to 8E show fuel consumption M during steady running according to opening / closing of grill opening 62, ON / OFF of air conditioner 12 (operation / stop), outside air temperature Ta and vehicle speed V. The simulation results are shown. 8A shows a case where the
図8(B)は、外気温Ta=35°Cで、エアコン12が最大能力(Max Cool)で動作している場合を示し、このときのエアコン12の消費動力を2Kw、これに伴うエアコン12での燃料消費量を0.23(ml/sec)としている。また、図8(C)では、外気温Ta=30°C、エアコン12の冷房能力が最大時(Max Cool)を100%としたときの50%の冷房能力で動作し、そのときの消費動力を0.95kw、燃料消費量を0.109(ml/sec)、図8(D)では、外気温Ta=20°C、冷房能力が40%で動作し、そのときの消費動力を0.68kw、燃料消費量を0.078(ml/sec)、図8(E)では、外気温Ta=10°C、冷房能力が30%で動作し、そのときの消費動力を0.48kw、燃料消費量を0.055(ml/sec)としている。
FIG. 8B shows a case where the outside air temperature Ta = 35 ° C. and the
図8(B)から図8(E)に示されるように、燃料消費量Mは、車速Vが高くなるにしたがって増加する。また、燃料消費量Mは、グリル開口部62が閉じられることにより、グリル開口部62が開かれている場合より増加する。また、外気温Taが高く、エアコン12に要求される冷房能力が大きい場合、車速Vが高くなければ、グリル開口部62を閉じることによる燃料消費量Mの低減効果が得られない。
As shown in FIGS. 8B to 8E, the fuel consumption amount M increases as the vehicle speed V increases. Further, the fuel consumption M is increased by closing the grill opening 62 compared to when the grill opening 62 is opened. Further, when the outside air temperature Ta is high and the cooling capacity required for the
これに対して、外気温Taが低く、エアコン12に要求される冷房能力が小さい場合は、外気温Taが高く冷房能力が大きい場合に比べ、車速Vが低くても燃料消費量Mの低減効果が得られる。
On the other hand, when the outside air temperature Ta is low and the cooling capacity required for the
このように、コンデンサ16の冷却能力は、外気温Ta、車速V、駆動電圧Dv(冷却ファン80の回転数)及び、グリル開口部62の開閉状態に応じて変化する。エアコン12では、要求される冷房能力が外気温Taに応じて変化し、外気温Taが高い場合には、大きな冷房能力が要求される。
Thus, the cooling capacity of the
ここから、コントローラ88では、外気温Ta、車速V、エアコン12の動作状態に応じて、グリル装置74Bのグリル開口部62の開閉を制御すると共に、冷却ファン80の作動、すなわちファンモータ86の作動を制御する。
From here, the
ここで、コントローラ88によるグリル装置74及び冷却装置76の作動制御を説明する。
Here, the operation control of the
エアコン12では、外気温Taが低く、冷房運転が要求されない環境下であっても、車室内の湿度を下げるための除湿を行う必要がある。特に、外気温Taが低くウインドガラスが閉められていると、乗員の発する呼気等によって車室内の湿度が上昇し易く、このときに車室内の空気の除湿が要求される。このため、エアコン12では、例えば、外気温Taが0°C以上である場合(Ta≧0°C)に、空調運転が指示されると、コンプレッサ14が駆動される。
In the
このとき、コントローラ88は、車速Vを判定し、この判定結果に基づいて、冷却ファン80を作動する。図10(A)には、このときの車速Vの判定の一例を示している。コントローラ88には、車速Vが、予め基準としている車速Vsを超えている場合、車速Vの判定を車速Hiとし、車速Vsより低くなっていると車速Loと判定する。このとき、車速Vsにヒシテリシスを持たせ、車速Vが、車両停止状態から車速Vs1(例えば、Vs1=20km/h)まで上昇することにより車速Hiと判定し、車速Hiと判定されている状態で、車速Vが、車速Vs2(Vs2<Vs1、例えばVs2=15km/h)まで下がると車速Loと判定する。
At this time, the
また、コントローラ88は、車速Vの判定結果と、コンデンサ16の入側の冷媒圧力PHに基づいて、冷却ファン80の駆動電圧Dvを設定する。このときに、コントローラ88では、複数の変節ポイントとなる冷媒圧力P(冷媒圧力PH)が設定され、変節ポイントで駆動電圧Dvを変更する。
Further, the
図10(B)には、その一例を示している。ここでは、一例として、冷媒圧力Pが0.5(MPa)〜3.0(MPa)の間で、冷媒圧力Pに対して、冷媒圧力P1〜P6までの6個の変節ポイント(P1<P2<P3<P4<P5<P6)が設定されている。この、コントローラ88は、冷媒圧力Pが変節ポイントに達すると、そのときの車速Vの判定と車速Vの変化に基づいて駆動電圧Dvを切換る。
An example is shown in FIG. Here, as an example, when the refrigerant pressure P is between 0.5 (MPa) and 3.0 (MPa), six inflection points (P1 <P2) from the refrigerant pressure P1 to P6 with respect to the refrigerant pressure P. <P3 <P4 <P5 <P6) is set. When the refrigerant pressure P reaches the inflection point, the
なお、車速Vの判定が車速Loであり、車速Vが上昇している場合はLo−UP、車速Vの判定が車速Loであり、車速Vがさらに下降している場合はLo−DOWN、車速Vの判定が車速Hiであり、車速Vが上昇している場合はHi−UP、車速Vの判定が車速Hiであり、車速Vがさらに下降している場合はHi−DOWNとして、駆動電圧Dvが設定される。 The determination of the vehicle speed V is the vehicle speed Lo, and when the vehicle speed V is increasing, Lo-UP, the determination of the vehicle speed V is the vehicle speed Lo, and when the vehicle speed V is further decreasing, Lo-DOWN, the vehicle speed The determination of V is the vehicle speed Hi, the driving voltage Dv is Hi-UP when the vehicle speed V is rising, the determination of the vehicle speed V is the vehicle speed Hi, and the driving speed Dv is Hi-DOWN when the vehicle speed V is further decreasing. Is set.
このとき、駆動電圧Dvは、4v〜12vの範囲のみではなく、必要に応じて、車両10の図示しないバッテリの端子電圧(例えば、13.5v)までの電圧が適用される。
At this time, the drive voltage Dv is not limited to a range of 4v to 12v, but a voltage up to a terminal voltage (for example, 13.5v) of a battery (not shown) of the
図4(A)及び図(B)に示されるように、グリル開口部62が閉じられている場合、駆動電圧Dvが低い領域では、グリル開口部62が開かれている場合より、コンデンサ風速Wvが低くなる。ここから、コントローラ88は、グリル開口部62が閉じられていると、予め設定されている設定電圧DL(例えばDL=8v)を駆動電圧Dvの最低電圧に設定する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the grill opening 62 is closed, the condenser wind speed Wv is lower in the region where the drive voltage Dv is lower than when the grill opening 62 is opened. Becomes lower. From here, if the grill opening 62 is closed, the
コントローラ88は、車速Vの判定状態及び車速Vの変化、冷媒圧力PHに基づいて駆動電圧Dvを設定する。このとき、グリル開口部62が閉じられ、かつ、図10(B)に示されるように、冷媒圧力PHが、冷媒圧力P3以下であれば、駆動電圧Dvとして設定電圧DLが設定される(Dv=DL)。これにより、駆動電圧Dvは、設定電圧DL以上となるように設定される。
The
一方、コントローラ88は、エアコン12が停止されている場合、車速Vが、予め設定されている車速(動作車速Va、例えば、Va=40km/h)以上となる(V≧Va)と、グリル開口部62が閉止されるようにアクチュエータ84を作動させる。また、コントローラ88は、グリル開口部62を閉じた状態で、車速Vが、動作車速Vaより低くなると(V<Va)、グリル開口部62が開かれるようにアクチュエータ84を作動する。
On the other hand, when the
ここで、前記した如く、エアコン12では、要求される冷房能力が外気温Taに応じて変化し、外気温Taが高い場合には、大きな冷房能力が要求され、コンデンサ16には、エアコン12の冷房能力に応じた冷却能力が要求される。また、外気温Taが低い場合、コンデンサ16の冷却能力が高くなり、車速Vが高いと、コンデンサ16の冷却能力も高くなる。
Here, as described above, in the
ここから、コントローラ88では、エアコン12が運転されている場合、外気温Taを複数の領域に分割し、それぞれの領域で、消費動力の低減効果が得られる車速Vが動作車速として設定されている。
From here, in the
ここで、本実施の形態では、一例として、温度領域を、T1以下(0°C以上、T1以下、0≦Ta≦T1、例えば、T1=15°C)、T1を超えてT2以下(T1<Ta≦T2、例えば、T2=30°C)、T2を超えた領域(T2<Ta)の3領域に分割し、それぞれの領域での動作車速Va1、Va2、Va3(Va1<Va2<Va3、例えば、Va1=40km/h、Va2=70km/h、Va3=100km/h)が設定されている。 Here, in this embodiment, as an example, the temperature region is T1 or less (0 ° C. or more, T1 or less, 0 ≦ Ta ≦ T1, for example, T1 = 15 ° C.), and exceeds T1 and T2 or less (T1 <Ta ≦ T2, for example, T2 = 30 ° C.), and divided into three regions that exceed T2 (T2 <Ta), and operating vehicle speeds Va1, Va2, Va3 (Va1 <Va2 <Va3, For example, Va1 = 40 km / h, Va2 = 70 km / h, Va3 = 100 km / h) are set.
この動作車速Va1〜Va3は、外気温Taがそれぞれの温度領域にある場合に、グリル開口部62を閉じることにより、燃料消費量Mの向上効果が得られる下限の車速Vに設定されている。すなわち、エアコン12がオンされている場合、車速Vが外気温Taに応じた動作車速Vaに達していなければ、グリル開口部62を閉止しても、燃料消費効果が得られず、逆に、グリル開口部62を閉止したために、エアコン12の消費動力を大きくしてしまい、グリル開口部62を閉止する効果が得られない車速Vとなっている。なお、ここでは、動作車速Va1〜Va3を、少なくとも消費動力が増加しない車速に設定するが、これに限らず、予め設定している許容範囲以内である車速に設定されるものであっても良い。
The operating vehicle speeds Va1 to Va3 are set to the lower vehicle speed V at which the effect of improving the fuel consumption M is obtained by closing the grill opening 62 when the outside air temperature Ta is in each temperature region. That is, when the
ここで、図11を参照しながら、第1の実施の形態に係るグリル開口部62の開閉制御及び、開閉制御に伴う冷却制御を説明する。 Here, with reference to FIG. 11, the opening / closing control of the grill opening 62 according to the first embodiment and the cooling control accompanying the opening / closing control will be described.
図11のフローチャートは、車両10の図示しないイグニッションスイッチがオンされ、車両10が走行可能な状態となると開始され、イグニッションスイッチがオフされて、車両10の走行が終了により終了される。
The flowchart of FIG. 11 is started when an ignition switch (not shown) of the
このフローチャートでは、最初のステップ100で、エアコン12が運転(オン)されているか否かを確認する。ここで、エアコン12が冷凍サイクルを用いた空調運転が行われていない場合(オフされている場合)、ステップ100で否定判定されてステップ102へ移行する。なお、エアコン12が暖房運転のみを行う場合には、コンデンサ16の冷却が不要であるので、オフと見なされる。
In this flowchart, in the
ステップ102では、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込み、次のステップ104では、車速Vが空気抵抗の低減のみを目的として設定された設定読度Va以上であるか否かを確認する。
In
ここで、車速Vが動作車速Va未満(V<Va)であると、ステップ104で否定判定して、ステップ106へ移行し、グリル開口部62を開く。すなわち、グリル開口部62が閉じられていれば、アクチュエータ84を作動させてグリル開口部62を開き、グリル開口部62が開かれている場合、開いた状態を継続する。また、このステップ106では、冷却ファン80の作動が不要であるため、ファンモータ86を停止状態とする。
Here, if the vehicle speed V is less than the operating vehicle speed Va (V <Va), a negative determination is made in
車速Vが動作車速Va以上(V≧Va)である場合、ステップ104で肯定判定してステップ108へ移行する。このステップ108では、グリル開口部62を閉止状態とする。すなわち、グリル開口部62が開かれている場合、アクチュエータ84を作動させてグリル開口部62を閉じ、グリル開口部62が閉止されている場合、グリル開口部62の閉止状態が継続されるようにする。また、このステップ108においても、冷却ファン80の作動が不要であるので、ファンモータ86を停止状態とする。
When the vehicle speed V is equal to or higher than the operating vehicle speed Va (V ≧ Va), an affirmative determination is made at
これにより、車両10では、空気抵抗の低減が図られ、燃料消費量Mの増加が抑えられる。
Thereby, in the
一方、エアコン12が運転(オン)されている場合、ステップ100で肯定判定してステップ110へ移行する。このステップ110では、外気温センサ92によって検出される外気温Taを読み込む。
On the other hand, when the
この後、ステップ112では、外気温Taが、設定温度T2を超えているか否かを確認し、ステップ114では、外気温Taが、設定温度T1を超えているか否かを確認する。
Thereafter, in
コントローラ88には、外気温Taの領域が、設定温度T1、T2で、低温領域、中間領域及び高温領域の3つの分割領域に分割され、それぞれ分割領域に対して動作車速Va(Va1〜Va3)が設定されている。ステップ112、114では、外気温Taが分割領域の何れに属する温度であるかを確認する。
In the
外気温Taが、設定温度Ta2を超えている場合(Ta>T2)、すなわち、ステップ112で肯定判定されてステップ116へ移行する。また、外気温Taが設定温度T1を越え、設定温度T2以下(T1<Ta≦T2)であると、ステップ114で肯定判定され、ステップ118へ移行する。
When the outside air temperature Ta exceeds the set temperature Ta2 (Ta> T2), that is, an affirmative determination is made in
また、エアコン12では、外気温Taが0°C以上であると、コンプレッサ14が駆動されている。ここから、外気温Taが、設定温度T1以下であれば、外気温Taが、0≦Ta≦T1であるので、ステップ114で否定判定されてステップ120へ移行する。
In the
外気温Taが、高温領域であると移行されるステップ116では、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込み、ステップ122では、車速Vが、この温度領域に対して設定されている動作車速Va3以上か否かを確認する。このとき、車速Vが動作車速Va3以上であれば(V≧Va3)、ステップ122で肯定判定されてステップ124へ移行する。また、車速Vが動作車速Va3に達していなければ(V<Va3)、ステップ122で否定判定されてステップ126へ移行する。
In
外気温Taが、中間領域であると移行されるステップ118では、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込み、ステップ128では、車速Vが、この温度領域に対して設定されている動作車速Va2以上か否かを確認する。このとき、車速Vが動作車速Va2以上であれば(V≧Va2)、ステップ128で肯定判定されてステップ124へ移行し、車速Vが動作車速Va2に達していなければ(V<Va2)、ステップ128で否定判定されてステップ126へ移行する。
In
外気温Taが、低温領域であると移行されるステップ120では、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込み、ステップ130では、車速Vが、この温度領域に対して設定されている動作車速Va1以上か否かを確認する。このとき、車速Vが動作車速Va1以上であれば(V≧Va1)ステップ130で肯定判定されてステップ124へ移行し、車速Vが動作車速Va1に達していなければ(V<Va1)、ステップ130で否定判定されてステップ126へ移行する。
In
ここで、外気温Taがその温度領域に対して設定されている動作車速Va(Va1、Va2、Va3)に達していないことにより移行するステップ126では、グリル開口部62を開いた状態として、冷却ファン80を駆動する。
Here, in
このときに、コントローラ88では、図10(A)の車速判定、エアコン12で検出される冷媒圧力P(冷媒圧力PH)及び、図10(B)に示される冷媒圧力PHに基づいて駆動電圧Dvを設定し、設定した駆動電圧Dvでファンモータ86を駆動する。
At this time, the
これに対して、外気温Taがその温度領域に対して設定されている動作車速Va(Va1、Va2、Va3)以上となることにより移行するステップ124では、グリル開口部62を閉止し、冷却ファン80を駆動する。
On the other hand, in
車両10では、グリル開口部62が閉じられることにより、走行中における空気抵抗が低減され、燃費が向上される。また、車両10では、冷却ファン80が駆動されることにより、グリル開口部62が閉じられることによりコンデンサ16に導入される空気量の低減が抑えられる。
In the
コントローラ88は、図10(A)の車速判定の結果、エアコン12で検出される冷媒圧力P(冷媒圧力PH)及び図10(B)に示される冷媒圧力に基づいて駆動電圧Dvを設定し、設定した駆動電圧Dvでファンモータ86を駆動する。
The
図10(B)に示されるように、通常、コントローラ88は、冷媒圧力PHが低ければ、駆動電圧Dvを低くして、冷却ファン80を駆動するときの電力消費を抑え、過冷却が生じるのを防止する。しかし、グリル開口部62が閉じられると、コンデンサ16の冷却能力が低下する。
As shown in FIG. 10B, normally, if the refrigerant pressure PH is low, the
ここで、コントローラ88は、冷却ファン80の駆動電圧Dvの下限となる設定電圧DLが設定されている。コントローラ88は、冷媒圧力PHが低く、駆動電圧Dvが設定電圧DLより低くなっているとき、グリル開口部62が閉じられていると、駆動電圧Dvを設定電圧DLに設定して冷却ファン80を駆動する。
Here, the
これにより、冷却ファン80が、グリル開口部62が開かれているときよりも、高い回転数で駆動されるので、グリル開口部62が閉じられることによるコンデンサ風速Wf、すなわち、コンデンサ16への空気の導入量の低下が抑えられる。したがって、コンデンサ16に導入される空気量が減少して、エアコン12の冷房能力が低下したり、この冷房能力の低下を抑えるために、コンプレッサ14の駆動に要する負荷が上昇してしまうのを抑えることができる。
As a result, the cooling
このように、グリル装置74は、エアコン12が空調運転している場合に、コンデンサ16の冷却能力に影響する外気温Taに基づいて、グリル開口部62を開閉するときの動作車速Vaが設定されている。したがって、車両10では、グリル開口部62が閉止してしまうことにより、コンデンサ16の冷却能力が低下し、動力消費が増加してしまうのを抑えることができる。
In this manner, the
なお、ここでは、エアコン12がコンプレッサ14を駆動する外気温Taの温度範囲を、3領域となるようにしているが、これに限らず、少なくとも2分割するなど、複数の温度領域に分割し、それぞれの温度領域において、グリル開口部62の開閉を切換えるしきい値とする動作車速Vaを設定するものであれば良い。
Here, the temperature range of the outside air temperature Ta at which the
また、冷却装置76では、グリル開口部62が閉止されたときに、冷却ファン80の駆動電圧Dvを設定電圧DL以上とすることにより、コンデンサ16に導入される空気量が低下して、エアコン12の消費動力が増加してしまうのを抑えることができる。
In the
したがって、車両10では、グリル装置74によってグリル開口部62を開閉して燃費向上を図るときに、熱交換器であるコンデンサ16の冷却能力が低下してしまうことによる燃費悪化が抑えられる。
〔第2の実施の形態〕
以下に、第2の実施の形態を説明する。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については、第1の実施の形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
Therefore, in the
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below. Note that in the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
図12に示されるように、エアコン12のエアコンECU40Aには、ファンモータ86(ファンモータ86A、86B)が接続されており、これにより、冷却装置76Aが形成されている。また、第2の実施の形態に適用したコントローラ88Aには、アクチュエータ84、車速センサ90及び外気温センサ92が接続され、これにより、グリル装置74Aが形成されている。
As shown in FIG. 12, a fan motor 86 (
グリル装置74Aのコントローラ88Aは、エアコン12がオンされていると、外気温Taに基づいて動作車速Va(動作車速Va1〜Va3)を設定し、車速センサ90により検出される車速Vと、動作車速Vaとに基づいてグリル開口部62の開閉を行う。すなわち、図11のフローチャートに対して、ステップ124、126のそれぞれにおいて、冷却ファン80の制御を除き、アクチュエータ84の操作を行う。
When the
また、エアコンECU40Aでは、空調運転を行いながら、グリル開口部62の開閉に応じて冷却ファン80の作動を制御する。このとき、エアコンECU40Aには、コントローラ88Aから車速Vが読み込まれ、エアコンECU40Aは、車速Vと運転状態に基づいて冷却ファン80を制御する。
Further, the
図13には、このときの冷却ファン80の作動制御の一例が示されている。このフローチャートは、エアコン12の空調運転が行われているときに、グリル開口部62の開閉制御と並行して実行され、最初のステップ150で、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込む。なお、車速Vはコントローラ88Aから読み込むのではなく、別に車速センサを設けても良く、また、エンジンの作動を制御するエンジンECUから取得するものであっても良い。
FIG. 13 shows an example of the operation control of the cooling
次のステップ152では、車速V及び車速Vの変化から、図10(A)に基づいた車速判定を行なう。また、ステップ154では、圧力センサ58Aによって検出される冷媒圧力PHを読み込み、ステップ156では、図10(B)のマップを用い、車速判定と冷媒圧力PHから駆動電圧Dvを設定する。
In the
この後、ステップ158では、グリル装置74Aにおいて、グリル開口部62が開かれているか否かを判定する。このときに、グリル開口部62が開かれていれば、ステップ158で肯定判定されてステップ160へ移行し、設定した駆動電圧Dvで冷却ファン80を駆動する。
Thereafter, in
これに対して、グリル開口部62が閉じられていると、ステップ158で否定判定してステップ162へ移行する。このステップ162では、駆動電圧Dvが予め設定された設定電圧DLより低いか否かを確認する。このときに、駆動電圧Dvが設定電圧DL以上(Dv≧DL)であれば、ステップ162で否定判定してステップ160へ設定された駆動電圧Dvで冷却ファン80を駆動する。
On the other hand, if the grill opening 62 is closed, a negative determination is made at
また、設定された駆動電圧Dvが予め設定されている設定電圧DLより低い(Dv<DL)と、ステップ162で肯定判定してステップ164へ移行する。このステップ164では、設定電圧DLを駆動電圧Dvに設定する。この後、ステップ160へ移行して、設定された駆動電圧Dv(設定電圧DL)で冷却ファン80を駆動する。
If the set drive voltage Dv is lower than the preset set voltage DL (Dv <DL), an affirmative determination is made at
これにより、エアコン12のコンデンサ16では、要求される冷却能力が低いときに、グリル開口部62が閉じられることにより、所望の冷却能力が得られなくなってしまうのが防止される。
Thus, the
なお、ここでは、車速Vと冷媒圧力PHに基づいて駆動電圧Dvを設定し、グリル開口部62が閉じられているときに、この駆動電圧Dvを調整するようにしたが、これに限らず、グリル開口部62が閉じられているときに、設定電圧DL以上の駆動電圧Dvで冷却ファン80を駆動するものであれば良い。
Here, the drive voltage Dv is set based on the vehicle speed V and the refrigerant pressure PH, and the drive voltage Dv is adjusted when the grill opening 62 is closed. What is necessary is just to drive the cooling
なお、第1の実施の形態では、コントローラ88によって冷却ファン80の駆動を制御し、第2の実施の形態では、エアコンECU40Aによって冷却ファン80の駆動を制御したが、これに限らず、冷却装置76(76A)用のコントローラ(ファン制御手段)を設けて、エアコン12及びグリル装置74の動作状態に応じて冷却ファン80が回転駆動されるものであっても良い。
〔第3の実施の形態〕
以下に、第3の実施の形態を説明する。なお、第3の実施の形態の基本的構成は、前記した第1の実施の形態と同じであり、第1の実施の形態と同一の構成には、同一の符号を付与してその説明を省略する。
In the first embodiment, the driving of the cooling
[Third Embodiment]
The third embodiment will be described below. The basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Omitted.
図14に示されるように、第3の実施の形態では、コントローラ88に換えて用いるコントローラ170が示されている。このコントローラ170には、エアコンECU40が接続されている。また、コントローラ170には、アクチュエータ84が接続されていると共に、ファンモータ86(86A、86B)が接続され、これにより、グリル装置74B及び冷却装置76Bを形成している。
As shown in FIG. 14, in the third embodiment, a
このコントローラ170には、動力演算部172が設けられている。この動力演算部172は、エアコンECU40から、冷媒圧力PH、冷媒圧力PLを取得する。
The
また、このコントローラ170には、図示しないエンジンの駆動を制御するエンジンECU174が接続されている。本実施の形態では、コンプレッサ14をエンジンによって駆動しており、コンプレッサ14の回転数Nは、エンジン回転数と伝達比率とから得られる。コントローラ170は、エンジンECU174からエンジンの回転数を取得することによりコンプレッサ14の回転数Nを算出する。
The
動力演算部172では、冷媒圧力PH、冷媒圧力PL及びコンプレッサ14の回転数Nから、コンプレッサ14の駆動に要する動力Lを演算する。この動力Lがコンプレッサ14の駆動に要している消費動力であり、本実施の形態では、この消費動力を、実質的なエアコン12の消費動力と見なしている。また、コンプレッサ14がコンプレッサモータによって駆動される場合、エアコンECU40からコンプレッサモータの回転数又はコンプレッサ14の回転数Nを取得するものであれば良い。
The
コントローラ170には、予測動力演算部176、動作車速演算部178及び動作制御部180が設けられている。予測動力演算部176は、アクチュエータ84を操作して、グリル開口部62を閉じた場合のエアコン12の動力(消費動力)Lcを演算し、動作車速演算部168は、グリル開口部62を閉じて車両10の空気抵抗を低減することにより得られる消費動力の低減量と、エアコン12の消費動力の増加量から、グリル開口部62を開閉する動作車速Vaを設定する。
The
動作制御部180は、車速センサ90によって検出される車速Vと、動作車速演算部168で設定した動作車速Vaに基づいてグリル開口部62の開閉(アクチュエータ84の制御)を行う。また、動作制御部180は、エアコン12の運転状態に基づいて冷却ファン80の駆動を行う。なお、動作制御部160での冷却ファン80の制御は、第1の実施の形態(図10(A)及び図10(B)と同等の構成が適用される。また、動作制御部180は、主にグリル開口部62の開閉を制御し、冷却ファン80の制御は、第2の実施の形態に示されるに、エアコンECU40(エアコンECU40A)で行うものであってもよい。
The operation control unit 180 opens and closes the grill opening 62 (control of the actuator 84) based on the vehicle speed V detected by the
図15には、冷凍サイクルに適用されるモリエル線図の概略が示されている。冷凍サイクルでは、コンプレッサ14が回転駆動されることにより、冷媒圧力Pが冷媒圧力PLから冷媒圧力PHへ変化する。このときのエンタルピiは、エンタルピiaからエンタルピibに変化し、このエンタルピ差Δi(Δi=ib−ia)が、コンプレッサ14の仕事量となり、コンプレッサ14を駆動する動力Lが得られる。このときの動力Lは、
L=(ib−ia)・Gr
となる。Grは冷媒の循環量であり、冷媒の循環量Grは、コンプレッサ吸入容積Vc(m3/h)、吸入ガスの比容積vs(m3/kg)から得られる。
FIG. 15 shows an outline of a Mollier diagram applied to the refrigeration cycle. In the refrigeration cycle, the
L = (ib−ia) · Gr
It becomes. Gr is a refrigerant circulation amount, and the refrigerant circulation amount Gr is obtained from the compressor suction volume Vc (m 3 / h) and the suction gas specific volume vs (m 3 / kg).
Gr=Vc/vs(kg/h)
また、コンプレッサ吸入容積Vcは、コンプレッサシリンダ体積V1(ml)、コンプレッサ回転数N(rpm)、体積効率ηvから以下となる。
Gr = Vc / vs (kg / h)
The compressor suction volume Vc is as follows from the compressor cylinder volume V1 (ml), the compressor rotation speed N (rpm), and the volume efficiency ηv.
Vc=(V1×N×60)・×10−6×ηv
このようにして定まる動力Lを軸馬力に換算することにより、コンプレッサ14を駆動するのに要する消費動力Wpが得られる。また、この消費動力Wpからエアコン12の消費動力Waが得られる。
Vc = (V1 × N × 60) · × 10 −6 × ηv
By converting the power L determined in this way into a shaft horsepower, the power consumption Wp required to drive the
グリル開口部62を閉じることにより、コンデンサ16に導入される空気量が低下して、コンデンサ16での空気側の放熱能力が低下する。一般に、冷凍サイクルでは、コンデンサ16での空気側の放熱能力が低下することにより、冷媒側の放熱能力とのバランスが取られるように冷媒圧力PHが増加する。
By closing the grill opening 62, the amount of air introduced into the
これにより、図15に一点鎖線で示されるように、冷媒圧力PH1に増加すると、エンタルピicがエンタルピic1となる。これにより、エンタルピibがエンタルピib1に増加し、コンプレッサ14の仕事量がエンタルピ差Δi1に増加する。これによるコンプレッサ14のエンタルピ差(ib1−ib)が、グリル開口部62を閉じたときのコンプレッサ14の消費動力の増加量に対応する。
As a result, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 15, when the refrigerant pressure PH1 is increased, the enthalpy ic becomes the enthalpy ic1. Thereby, the enthalpy ib increases to the enthalpy ib1, and the work amount of the
また、グリル開口部62が閉じられている場合、グリル開口部62が開かれていることにより、コンデンサ16に導入される空気量が増加し、これに伴って、コンデンサ16の入側の冷媒圧力Pである冷媒圧力PHが減少し、コンプレッサ14の動力も減少される(図示省略)。
Further, when the grill opening 62 is closed, the grill opening 62 is opened, so that the amount of air introduced into the
予測演算部176では、グリル開口部62の開閉が切換えられることによるコンプレッサ14の動力を予測動力Lcとして演算する。これにより、グリル開口部62の開閉に応じたコンプレッサ14の動力の増減が得られる。エアコン12の消費動力Waの増減量が、コンプレッサ14の動力の増減量(Lc−L)に対応する。
The
一方、車両10では、グリル開口部62の開閉により空気抵抗(抗力係数)が変化する。また、車両10の空気抵抗は、車速Vの二乗に比例して増加し、この空気抵抗に応じて車両10の消費動力も変化する。
On the other hand, in the
ここから、動作車速演算部178は、グリル開口部62を開いたときより、グリル開口部62を閉じたときに消費動力が低減される車速Vである動作車速Vaを設定する。なお、以下では、動作車速Vaは、グリル開口部62を閉じたときに、消費動力の増加量が、空気抵抗と車速による消費動力の減少量で相殺される車速Vに設定されるものとするが、少なくとも、グリル開口部62を閉じたときの消費動力の増加量が予め設定された許容範囲(許容量)に収まる車速Vを適用しても良い。また、動作車速演算部178としては、グリル開口部62の開閉に応じた車速Vごとの消費動力の低減量をマップとして記憶し、このマップと、グリル開口部62の開閉に応じたエアコン12の消費動力Waの増減量とから、動作車速Vaを設定するものであっても良い。
From here, the operating vehicle
動作制御部180は、車速センサ90によって検出される車速Vと、動作車速演算部178で設定された動作車速Vaに基づいて、アクチュエータ84を作動することにより、グリル開口部62を開閉する。
The operation control unit 180 opens and closes the grill opening 62 by operating the
図16には、第3の実施の形態に係るグリル開口部62の開閉制御及び、開閉制御に伴う冷却制御が示されている。なお、ここでは、第1の実施の形態と同等の処理を行うステップには、そのステップ番号を括弧内に併記している。 FIG. 16 shows opening / closing control of the grill opening 62 according to the third embodiment and cooling control accompanying the opening / closing control. Here, for the steps that perform the same processing as in the first embodiment, the step numbers are shown in parentheses.
このフローチャートでは、最初のステップ200でエアコン12がオンされているか否かを確認し、このときに、エアコン12がオフされていると、ステップ200で否定判定されてステップ202へ移行する。このステップ202では、動作車速Vaを予め設定されている速度(例えば、40km/h)に設定する。
In this flowchart, it is confirmed whether or not the
次のステップ204では、車速センサ90によって検出される車速Vを読み込み、ステップ206では、車速Vが動作車速Va以上となっているか否かを確認する。
In the
このときに、車速Vが動作車速Vaに達していなければ(V<Va)、ステップ206で否定判定してステップ208へ移行し、グリル開口部62を開いた状態とする。また、車速Vが動作車速Va以上(V≧Va)であれば、ステップ206で肯定判定してステップ210へ移行し、グリル開口部62を閉止状態とする。なお、ステップ208、210では、コンデンサ16の冷却が不要であるので、コンデンサ16の冷却のみを目的とした冷却ファン80の駆動を停止する。
At this time, if the vehicle speed V has not reached the operating vehicle speed Va (V <Va), a negative determination is made in
一方、エアコン12がオンされていると、ステップ200で肯定判定されてステップ212へ移行する。このステップ212では、エアコン12の冷媒圧力PH、PL及びコンプレッサ14の回転数Nを、取得あるいは算出し、エアコン12に設けられているコンプレッサ14の動力Lを演算する。
On the other hand, if the
また、ステップ214では、グリル開口部62を開くか又は閉じたときの予測動力Lcを演算する。すなわち、グリル開口部62が開かれていれば、グリル開口部62が閉じられた場合の予測動力Lcを演算し、グリル開口部62が閉じられていれば、グリル開口部62が開かれた場合の予測動力Lcを演算する。
In
なお、ここでは、動力L及び予測動力Lcを分けて演算しているが、これに限らず、例えば、グリル開口部62が開かれているか否か及び、冷媒圧力PH、PL、エンジン回転数Nから、グリル開口部62と閉じた場合の動力と、グリル開口部62を開いた場合の動力を演算するようにしても良い。 Here, the power L and the predicted power Lc are calculated separately. However, the present invention is not limited to this. For example, whether or not the grill opening 62 is opened, the refrigerant pressure PH, PL, and the engine speed N Therefore, the power when the grill opening 62 is closed and the power when the grill opening 62 is opened may be calculated.
この後、ステップ216では、グリル開口部62を閉じたときに、消費動力の低減効果が得られる動作車速Vaを設定する。すなわち、グリル開口部62を閉じて空気抵抗の低減を図ることより、消費動力が抑えられる。特に空気抵抗は、車速Vの自乗に比例するので、グリル開口部62を閉止することにより、車速Vが高くなるほど大きな消費動力の抑制効果が得られる。しかし、グリル開口部62を閉じることによりコンデンサ16の冷却能力が下がると、エアコン12の消費動力が上昇する。
Thereafter, in
ここから、ステップ216では、グリル開口部62による車両走行に係る消費動力の差と、グリル開口部62の開閉による消費動力Waの差を演算し、グリル開口部62を閉じることによりその消費動力の差を相殺することができる車速Vを演算し、演算により得られた車速Vを動作車速Vaに設定する。なお、空気抵抗に対する車両10の消費動力は、予めマップとして記憶されるものであれば良く、また、そのマップ上の消費動力ごとに、消費動力Waの差に応じた車速Vが予め設定されている構成などを適用することができる。
From this, in
このようにして動作車速Vaが設定されると、ステップ218では、車速センサ90が検出する車速Vを読み込み、次のステップ220では、車速Vが動作車速Va以上か否かを確認する。このとき、車速Vが設定車速Vaに達していなければ(V<Va)、ステップ220で否定判定してステップ222へ移行し、グリル開口部62を開いて、グリル開口部62を開いている状態に対応した冷却ファン80の駆動を行う。
When the operating vehicle speed Va is set in this manner, in
これに対して、車速Vが動作車速Va以上(V≧Va)となっているときには、ステップ220で肯定判定してステップ224へ移行する。このステップ224では、グリル開口部62を閉じ、グリル開口部62を閉じた状態に対応した冷却ファン80の駆動を行う。
On the other hand, when the vehicle speed V is equal to or higher than the operating vehicle speed Va (V ≧ Va), an affirmative determination is made at
このようにしてグリル開口部62の開閉を行うことにより、車速Vが低い状態でグリル開口部62を閉じてしまったために、逆に消費動力が増加してしまうのを防止することができる。また、消費動力を減少させる車速Vに達しているにもかかわらず、グリル開口部62が閉じられていないために、消費動力の低減効果が得られない事態が生じるのを防止することができる。 By opening and closing the grill opening 62 in this manner, it is possible to prevent the power consumption from increasing due to the grill opening 62 being closed while the vehicle speed V is low. In addition, it is possible to prevent a situation in which the effect of reducing the power consumption cannot be obtained because the grill opening 62 is not closed in spite of reaching the vehicle speed V that reduces the power consumption.
なお、以上の説明では、駆動電圧Dvに応じた回転速度で駆動する冷却ファン80(ファンモータ86)を用いて説明したが、この駆動電圧Dvは、デューティ制御された電圧を適用しても良い。また、冷却ファン80としては、駆動電圧が一定とされて供給される電力の周波数が制御されるものであっても良い。
In the above description, the cooling fan 80 (fan motor 86) that is driven at a rotational speed corresponding to the drive voltage Dv has been described. However, a duty-controlled voltage may be applied to the drive voltage Dv. . Further, the cooling
また、以上説明した本実施の形態では、冷却装置76の冷却対象となる熱交換器をコンデンサ16として説明したが、本発明で冷却対象となる熱交換器は、これに限らず、エンジンの冷却液が循環されるエンジンラジエータを適用しても良い。また、冷却対象となる熱交換器は、走行用の駆動源とされる電気モータ、電気モータへ駆動用の電力を供給する蓄電池、インバータ装置などが設けられているとき、それぞれの冷却用冷媒が循環されるラジエータを適用しても良く、さらに、それぞれが異なる冷媒を冷却する複数の熱交換器を冷却対象としても良い。
Moreover, in this Embodiment demonstrated above, although the heat exchanger used as the cooling object of the
何れの場合においても、グリル開口部62の開閉に応じた消費動力の差を、グリル開口部62を閉じることにより相殺することができる車速Vを、設定車速Vaとし、この設定車速Vaに基づいてグリル開口部62の開閉制御を行えば良い。 In any case, the vehicle speed V that can cancel the difference in power consumption according to the opening / closing of the grill opening 62 by closing the grill opening 62 is set as the set vehicle speed Va, and based on the set vehicle speed Va. The opening / closing control of the grill opening 62 may be performed.
また、本実施の形態では、グリル開口部64を開いた状態として、グリル開口部62の開閉をおこなうように説明したが、これに限らず、グリル開口部62、64のそれぞれの開閉が行われるものであっても良い。このとき、例えば、グリル開口部62を先に閉じ、その後に、車速などに応じてグリル開口部64を閉じるようにしても良い。 Further, in the present embodiment, the description has been made so that the grill opening 62 is opened and closed while the grill opening 64 is opened. However, the present invention is not limited to this, and each grill opening 62 and 64 is opened and closed. It may be a thing. At this time, for example, the grill opening 62 may be closed first, and then the grill opening 64 may be closed according to the vehicle speed or the like.
さらに、本発明は、エンジンの駆動力によって走行する車両のみならず、エンジンに加えて電気モードを備えたハイブリッド車、電気モータの駆動により走行する電気自動車などの任意の構成の車両に適用することができる。 Furthermore, the present invention is applicable not only to a vehicle that travels by the driving force of the engine, but also to a vehicle having an arbitrary configuration such as a hybrid vehicle that has an electric mode in addition to the engine, and an electric vehicle that travels by driving an electric motor. Can do.
10 車両
12 エアコン(車両用空調装置)
14 コンプレッサ
16 コンデンサ(凝縮器、熱交換器)
40 エアコンECU
40A エアコンECU(駆動設定手段、冷却ファン制御手段)
58A、58B 圧力センサ
62 グリル開口部
68 整流フィン(開閉手段)
74、74A、74B グリル装置
76、76A、76B 冷却装置
80 冷却ファン
84 アクチュエータ(開閉手段)
88、170 コントローラ(設定手段、開閉制御手段、駆動設定手段、冷却ファン制御手段)
88A コントローラ(設定手段、開閉制御手段)
90 車速センサ(車速検出手段)
92 外気温センサ(外気温検出手段)
172 動力演算部(第1及び第2の動力演算手段)
176 予測動力演算部(第1及び第2の動力演算手段)
178 動作車速演算部(車速設定手段)
10
14
40 Air conditioner ECU
40A air conditioner ECU (drive setting means, cooling fan control means)
58A, 58B Pressure sensor 62
74, 74A,
88, 170 controller (setting means, opening / closing control means, drive setting means, cooling fan control means)
88A controller (setting means, opening / closing control means)
90 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
92 Outside air temperature sensor (outside air temperature detecting means)
172 Power calculation unit (first and second power calculation means)
176 Predictive power calculation unit (first and second power calculation means)
178 Operating vehicle speed calculation unit (vehicle speed setting means)
Claims (13)
前記グリル開口部を閉じた状態で前記熱交換器へ導入される空気量が減少されることに起因する消費動力の増加量及び、前記グリル開口部を閉じた状態での前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記グリル開口部を閉じたときの消費動力の増加が許容範囲内となる動作車速を設定する設定手段と、
前記動作車速と車速検出手段により検出される車速とに基づいて前記開閉手段による前記グリル開口部の開閉を制御する開閉制御手段と、
を含む車両用グリル装置。 Opening and closing the grill opening formed at the front end of the vehicle, with the grill opening open, introducing air for cooling the refrigerant passing through the heat exchanger, and closing the grill opening Opening and closing means for reducing the air resistance of the vehicle;
Due to an increase in power consumption due to a reduction in the amount of air introduced into the heat exchanger with the grill opening closed, and a reduction in the air resistance with the grill opening closed. Setting means for setting an operating vehicle speed at which an increase in power consumption when the grille opening is closed is within an allowable range based on a decrease in power consumption according to the vehicle speed;
Open / close control means for controlling the opening / closing of the grill opening by the open / close means based on the operating vehicle speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means;
A vehicle grill apparatus including the above.
前記設定手段は、前記グリル開口部を閉じた状態での前記車両用空調装置の消費動力の増加量及び、前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記動作車速を設定する、
請求項1に記載の車両用グリル装置。 The heat exchanger is a condenser provided in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner;
The setting means is based on the amount of increase in power consumption of the vehicle air conditioner in a state where the grill opening is closed and the amount of decrease in power consumption according to the vehicle speed due to the reduction in air resistance. Set
The vehicular grill device according to claim 1.
前記設定手段が、前記外気温が高い場合に、外気温が低い場合よりも前記動作車速を高く設定する、
請求項2に記載の車両用グリル装置。 Including outside air temperature detecting means for detecting outside air temperature,
The setting means sets the operating vehicle speed higher when the outside air temperature is higher than when the outside air temperature is low;
The vehicle grill device according to claim 2.
請求項3に記載の車両用グリル装置。 A vehicle speed as the operating vehicle speed is set in advance according to an outside air temperature, and the setting unit selects the operating vehicle speed from the preset vehicle speed based on the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting unit. To
The vehicle grill device according to claim 3.
前記グリル開口部が開かれている場合の前記車両用空調装置の動力を算出する第1の動力演算手段と、
前記グリル開口部が閉じられている場合の前記車両用空調装置の動力を算出する第2の動力演算手段と、
前記第1及び第2の動力演算手段の演算結果から得られる前記グリル開口部を閉じた場合の前記消費動力が、前記グリル開口部を閉じることにより得られる前記消費動力の減少量となる車速を前記動作車速に設定する車速設定手段と、
を含む請求項2に記載の車両用グリル装置。 The setting means includes
First power calculation means for calculating the power of the vehicle air conditioner when the grill opening is opened;
Second power calculation means for calculating the power of the vehicle air conditioner when the grill opening is closed;
A vehicle speed at which the consumed power when the grill opening is obtained from the calculation results of the first and second power calculating means is a reduction amount of the consumed power obtained by closing the grill opening. Vehicle speed setting means for setting the operating vehicle speed;
The vehicle grill device according to claim 2, comprising:
前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、
前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、
を含む請求項2から請求項6の何れか1項に記載の車両用グリル装置。 A cooling fan that increases the wind speed of air introduced into the condenser according to the number of rotations;
The cooling fan rotation speed is set to increase as the cooling capacity required for the condenser increases, and the cooling fan rotation speed is preset when the grill opening is closed. Drive setting means for setting the rotational speed to be equal to or higher than
Cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotational speed set by the drive setting means;
The vehicle grill device according to any one of claims 2 to 6, comprising:
前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動する、
請求項7に記載の車両用グリル装置。 When the drive setting means sets the drive voltage so that the number of rotations of the cooling fan increases as the cooling capacity required for the vehicle air conditioner increases, and the grill opening is closed , Setting the driving voltage so that the number of rotations of the cooling fan is equal to or higher than a predetermined number of rotations,
The cooling fan control means rotationally drives the cooling fan with the set drive voltage;
The vehicle grill device according to claim 7.
回転数に応じて前記熱交換器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、
前記熱交換器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、
前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、
を含む車両用冷却装置。 A vehicle cooling device provided in a vehicle comprising the vehicle grill device according to any one of claims 1 to 6,
A cooling fan that increases the wind speed of the air introduced into the heat exchanger according to the number of rotations;
The cooling fan speed is set to increase as the cooling capacity required for the heat exchanger increases, and the cooling fan speed is preset when the grill opening is closed. Drive setting means for setting so as to be equal to or higher than the set number of rotations,
Cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotational speed set by the drive setting means;
A vehicle cooling device including:
前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動する、
請求項9に記載の車両用冷却装置。 When the drive setting means sets the drive voltage so that the number of rotations of the cooling fan increases as the cooling capacity required for the heat exchanger increases, and when the grill opening is closed, Set the drive voltage so that the rotation speed of the cooling fan is equal to or higher than a preset rotation speed,
The cooling fan control means rotationally drives the cooling fan with the set drive voltage;
The vehicle cooling device according to claim 9.
回転数に応じて前記凝縮器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、
前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、
前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、
を含む車両用空調装置。 A vehicle air conditioner that is provided in a vehicle including the vehicle grill device according to any one of claims 2 to 6 and that air-conditions a vehicle interior,
A cooling fan that increases the wind speed of air introduced into the condenser according to the number of rotations;
The cooling fan rotation speed is set to increase as the cooling capacity required for the condenser increases, and the cooling fan rotation speed is preset when the grill opening is closed. Drive setting means for setting the rotational speed to be equal to or higher than
Cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotational speed set by the drive setting means;
A vehicle air conditioner including:
前記冷却ファン制御手段が、前記設定された駆動電圧で前記冷却ファンを回転駆動する、
請求項11に記載の車両用空調装置。 The drive setting means sets the drive voltage so that the number of rotations of the cooling fan increases as the cooling capacity required for the condenser increases, and when the grill opening is closed, Set the drive voltage so that the rotation speed of the cooling fan is equal to or higher than the preset rotation speed,
The cooling fan control means rotationally drives the cooling fan with the set drive voltage;
The vehicle air conditioner according to claim 11.
本車両先端部に形成されたグリル開口部を開閉すると共に、前記グリル開口部を開いた状態で、前記車両用空調装置の凝縮器を通過する冷媒を冷却する空気を導入し、かつ前記グリル開口部を閉じた状態で、本車両の空気抵抗を低減する開閉手段と、
前記グリル開口部を閉じた状態で前記凝縮器へ導入される空気量が減少されることに起因する消費動力の増加量及び、前記グリル開口部が閉じられた状態での前記空気抵抗の低減による車速に応じた消費動力の減少量に基づいて、前記グリル開口部を閉じたときの消費動力の増加が許容範囲内となる動作車速を設定する設定手段と、
前記動作車速と車速検出手段により検出される車速とに基づいて前記開閉手段による前記グリル開口部の開閉を制御する開閉制御手段と、
回転数に応じて前記凝縮器へ導入される空気の風速を上昇させる冷却ファンと、
前記凝縮器に要求される冷却能力が高くなるにつれて前記冷却ファンの回転数が増加するように設定すると共に、前記グリル開口部が閉じられているときに、前記冷却ファンの回転数が予め設定された回転数以上となるように設定する駆動設定手段と、
前記駆動設定手段により設定された前記回転数で前記冷却ファンを回転駆動する冷却ファン制御手段と、
を含む車両。 A vehicle air conditioner that air-conditions the vehicle interior;
The grill opening formed at the front end of the vehicle is opened and closed, and air that cools the refrigerant passing through the condenser of the vehicle air conditioner is introduced with the grill opening open, and the grill opening Opening and closing means for reducing the air resistance of the vehicle in a state where the part is closed,
Due to an increase in power consumption due to a decrease in the amount of air introduced into the condenser with the grill opening closed, and a reduction in the air resistance with the grill opening closed. Setting means for setting an operating vehicle speed at which an increase in power consumption when the grille opening is closed is within an allowable range based on a decrease in power consumption according to the vehicle speed;
Open / close control means for controlling the opening / closing of the grill opening by the open / close means based on the operating vehicle speed and the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means;
A cooling fan that increases the wind speed of air introduced into the condenser according to the number of rotations;
The cooling fan rotation speed is set to increase as the cooling capacity required for the condenser increases, and the cooling fan rotation speed is preset when the grill opening is closed. Drive setting means for setting the rotational speed to be equal to or higher than
Cooling fan control means for rotationally driving the cooling fan at the rotational speed set by the drive setting means;
Including vehicles.
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