JP3304549B2 - エアコン装置の負荷制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両のエア
コン装置において、種々の動力負荷、電気負荷を作動す
る際の負荷制御方法に関し、詳しくは、瞬時的なバッテ
リ電圧低下の防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のエアコン装置において動
力負荷制御に関しては、例えば実開昭５９−４０１１７
号公報の先行技術があり、エアコン作動時には先ずアイ
ドルアップ装置（ＦＩＣＤ）を作動してエンジン回転数
を上昇し、次いで所定の遅延時間を経過した後にエアコ
ン装置のコンプレッサを作動することが示されている。
そこでこの動力負荷制御により、エアコン作動時には常
にエンジン回転数の高い状態でコンプレッサが作動し
て、コンプレッサの動力負荷により冷房能力が低下した
り、エンストすることが防止される。

【０００３】また電気負荷制御に関しては、例えば実開
昭６１−１０６４１２号公報の先行技術がある。この先
行技術では、エンジン本体の前方にラジエータとエアコ
ン装置のコンデンサとを近接して並列配置し、これらの
後ろに大きい冷却能力を得るため２個の電動ファンを設
け、走行風と２個の電動ファンの作動による冷却風によ
りラジエータとコンデンサとを一緒に冷却するように構
成する。そして２個の電動ファンの作動時に、遅延回路
により他方を一方より一定時間遅らせて作動することが
示されている。そこでこの電気負荷制御により、２個の
電動ファンの作動に伴う電気負荷が低減される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術の後者にあっては、２個の電動ファンの作動時期をず
らすだけであるから、以下のような不具合がある。即
ち、夜間にヘッドライトを点灯して低速走行する場合
は、バッテリの充放電バランスが放電側に崩れているこ
とがあり、このときエアコン作動で２個の電動ファンを
作動時期をずらすと言えども、それぞれ最大で作動する
と、オルタネータの発電電力に対して消費電力が大きく
なる。このため１個目の電動ファンの作動時には問題が
なくても、２個目の電動ファンの作動時にはバッテリ電
圧の低下を招き、このためヘッドライトが瞬時的に減光
することがある。従って、２個の電動ファンを時期をず
らして作動する場合は、更に電力消費の状態を考慮し、
またはオルタネータの発電状況を考慮して、減光を少な
くすることが要求される。

【０００５】本発明は、このような点に鑑み、エアコン
作動中の電動ファン作動に伴い発生するファンモータの
突入電流を分散することによって電圧低下を抑えて、ヘ
ッドライトの減光等を生じないように電気負荷制御する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、少なくともコンプレッサ作動後に、ラジエー
タとコンデンサを一緒に冷却するメインファンとサブフ
ァンの２個の冷却ファンを有し、先ずメインファンを作
動し、次いで遅れてサブファンを作動するように負荷制
御するエアコン装置において、バッテリ充電を行いなが
ら前記メインファンとサブファンを作動させるにあたっ
て、先ずメインファンをＬｏｗモードで作動し、次に所
定のディレー時間経過後にサブファンもＬｏｗモードで
作動し、更に所定のディレー時間経過後にメインファン
とサブファンとを共にＨｉモードで作動することを特徴
とする。

【０００７】

【作用】上記制御方法による本発明では、エアコン装置
がコンプレッサ作動後に、例えば先ず１個の冷却ファン
が少ない消費電力のＬｏｗモードで作動し、次いで２個
の冷却ファンが共に少ない消費電力のＬｏｗモードで作
動し、更に２個の冷却ファンが消費電力の多いＨｉモー
ドで作動するように制御される。そして作動個数のみな
らず消費電力も順次増ように可変制御されることで、２
個の冷却ファンの電気負荷が非常に緩やかにかかって、
バッテリ電圧の低下が抑えられる。このため夜間でヘッ
ドライト点灯中でも減光することが少なくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、エアコン装置の全体の概略につい
て説明する。符号１は車両であり、車両１の前方のエン
ジンルーム内にエンジン本体２が搭載され、エンジン本
体２の前方にラジエータ３が冷却水通路４により連通し
て設置される。エンジンのアイドルアップ手段として、
例えばエンジン本体２の吸気系のスロットル弁５にバイ
パス通路６が連設され、このバイパス通路６にアイドル
アップ装置（ＦＩＣＤ）７が設けられる。

【０００９】電気制御系では、バッテリ８を有し、この
バッテリ８がオルタネータ１１による発電をレギュレー
タ１２で電圧調節して充電するように回路接続される。
バッテリ８はコントロールユニット１０に給電するよう
に接続され、コントロールユニット１０からの電気信号
によりアイドルアップ装置７等を作動する。またバッテ
リ８はリレー１３を介してヘッドライト等の種々の電気
負荷１４にも接続され、スイッチ１５を操作すると、コ
ントロールユニット１０によりリレー１３をＯＮしてヘ
ッドライト等の電気負荷１４に通電するように接続され
る。

【００１０】符号２０はエアコン装置であり、ラジエー
タ３の直前にコンデンサ２１が近接して平行配置され、
これらの後ろに２個の電動式冷却ファンとして、メイン
ファン２２とサブファン２３とが、ラジエータ３とコン
デンサ２１を一緒に冷却するように配置される。エンジ
ン本体２の近くには電磁クラッチ２４を有するコンプレ
ッサ２５が、エンジン動力により駆動するように配置さ
れ、車室側のインパネ２６の内部にはエバポレータ２７
が収容される。そして冷媒通路２８によりコンプレッサ
２５の吐出側をコンデンサ２１に連通し、コンデンサ２
１をレシーバ２９、エキスパンションバルブ３０を介し
てエバポレータ２７に連通し、エバポレータ２７をコン
プレッサ２５の吸入側に連通して構成される。

【００１１】そしてエアコン作動時に電磁クラッチ２４
によりコンプレッサ２５が作動すると、コンプレッサ２
５で圧縮された高温高圧のガス状冷媒をコンデンサ２１
に送り、このコンデンサ２１で走行風と２個のファン２
２，２３による冷却風で強制冷却して液状冷媒に状態変
化する。その後液状冷媒を一旦レシーバ２９に貯え、エ
キスパンションバルブ３０で高圧液状冷媒を圧力低下す
ると共に霧化してエバポレータ２７に送る。そしてエバ
ポレータ２７では霧状冷媒を気化することで低温状態に
なり、ブロアファンで車室内の空気をエバポレータ２７
を通過することで冷風となって吹き出し、車室内を冷房
する。

【００１２】制御系について説明すると、バッテリ８が
リレー３５を介してメインファン２２とサブファン２３
のモータ側、電磁クラッチ２４に給電するように接続さ
れる。またエアコンスイッチ３６の信号が入力するエア
コンユニット３７を有し、エアコン作動時にエアコンユ
ニット３７の指示でコントロールユニット１０を作動す
る。そしてアイドルアップ装置７を作動し、リレー３５
をＯＮしてメインファン２２、サブファン２３、電磁ク
ラッチ２４を作動するように構成される。

【００１３】図２において、メインファン２２、サブフ
ァン２３等の具体的な電気回路について説明する。メイ
ンファン２２とサブファン２３のモータ側は２つの入力
端子Ｐ１，Ｐ２を有し、一方の端子Ｐ１が通電すると少
ない消費電流で低速回転するＬｏｗモードになり、両方
の端子Ｐ１，Ｐ２に通電すると消費電流が多くなって高
速回転するＨｉモードになる。こうして２個のファン２
２，２３は、Ｌｏｗ、Ｈｉに２段切換制御され、振動、
騒音を低減し、必要以上の冷却を不要にし、バッテリ８
の充放電バランスを図ることが可能になっている。

【００１４】一方、コントロールユニット１０の制御信
号のＦＡＮ１がＯＮすると、第１と第３のリレーＲ１，
Ｒ３をＯＮし、ＦＡＮ２がＯＮすると、第２と第４のリ
レーＲ２，Ｒ４をＯＮするように接続される。またバッ
テリ側が第１のリレーＲ１のＯＮでサブファン２３の一
方の端子Ｐ１に通電し、第３のリレーＲ３のＯＮでメイ
ンファン２２の一方の端子Ｐ１に通電し、第４のリレー
Ｒ４のＯＮでメインファン２２の他方の端子Ｐ２に通電
する。また第１のリレーＲ１がＯＮした状態で第２のリ
レーＲ２がＯＮすると、サブファン２３の他方の端子Ｐ
２に通電する。更にコントロールユニット１０により電
磁クラッチ２４に通電するように接続される。

【００１５】そこで上記電気回路の制御論理を示すと、
以下の表１のようになる。

【表１】

【００１６】この表１により、ＦＡＮ２のＯＮでメイン
ファン２２のみがＬｏｗモードで作動し、ＦＡＮ１のＯ
Ｎでサブファン２３とメインファン２２とが共にＬｏｗ
モードで作動する。そしてＦＡＮ１とＦＡＮ２のＯＮで
メインファン２２とサブファン２３とが共にＨｉモード
で作動する。そこでエアコン作動時にＦＡＮ１とＦＡＮ
２を所定のディレー時間でＯＮ、ＯＦＦ制御すること
で、メインファン２２とサブファン２３を遅延して作動
することが可能になる。このときメインファン２２とサ
ブファン２３の作動状態がＬｏｗ、Ｈｉに２段切換し
て、消費電流も可変制御することが可能となる。

【００１７】次に、エアコン作動時の負荷制御を、図３
のフローチャートと図４のタイムチャートを用いて説明
する。先ず、車両１のエンジン運転時において、ステッ
プＳ１でエアコンスイッチ３６の信号をチェックし、ス
イッチＯＮすると、エアコンユニット３７の指示でコン
トロールユニット１０が制御を開始する。即ち、ステッ
プＳ２に進んでアイドルアップ装置７を作動し、これに
よりアイドリングや低負荷時にはエンジン回転数が上昇
する。その後ステップＳ３でタイマのカウント値Ｔとデ
ィレー時間Ｃ１を比較して、このディレー時間Ｃ１を経
過すると、ステップＳ４に進み電磁クラッチ２４をＯＮ
してエンジン動力によりエアコン装置２０のコンプレッ
サ２５を作動する。

【００１８】そこでアイドリングや低負荷の運転状態で
は、常にエンジン回転数が上昇した状態でコンプレッサ
２５の動力負荷がかかって、エンスト等が防止される。
またコンプレッサ２５が作動を開始することで、エアコ
ン装置２０では高温高圧に圧縮したガス状冷媒がコンデ
ンサ２１に送られて、冷房作用することが可能となる。

【００１９】コンプレッサ２５が作動すると、ステップ
Ｓ５でディレー時間Ｃ２を経過したか否かを判断し、デ
ィレー時間経過後は、ステップＳ６に進んでＦＡＮ２を
ＯＮする。そこでステップＳ７に進んでコンデンサ２１
のメインファン２２が、図４のようにＬｏｗモードの作
動状態になり、少ない消費電流でメインファン２２が低
速回転して冷却風がコンデンサ２１に当り、冷媒が冷却
され始める。

【００２０】その後ステップＳ８でディレー時間Ｃ３を
経過したか否かを判断し、ディレー時間経過後は、ステ
ップＳ９に進みＦＡＮ２をＯＦＦしてＦＡＮ１をＯＮす
る。そこでステップＳ１０に進んでコンデンサ２１のメ
インファン２２とサブファン２３とが共に、図４のよう
にＬｏｗモードの作動状態になる。このためサブファン
２３も少ない消費電流で低速回転する。従って、２個の
ファン２２，２３の作動個数がディレー時間Ｃ２，Ｃ３
により遅延して増大する場合に、それら消費電流は少な
い状態に抑えられ、これにより２個のファン２２，２３
の電気負荷は非常に緩やかにかかる。そこでオルタネー
タ１１の発電電力に対して消費電力が分散されることに
より電圧低下が抑えられ、夜間でヘッドライト点灯中に
瞬時的に減光することが少なくなって、良好な視界が確
保され、違和感も生じなくなる。

【００２１】一方、２個のファン２２，２３の作動で冷
却風量が増して、コンデンサ２１の冷却能力も増大す
る。そこでガス状冷媒はある程度冷却されて液状冷媒に
変化し、この液状冷媒がレシーバ２９を介しエキスパン
ションバルブ３０に入り、霧状冷媒となってエバポレー
タ２７に送られて低温状態になる。従って、設定温度が
高めの場合は、２個のファン２２，２３の低速回転で振
動や騒音の少ない静寂な状態で充分に冷房される。

【００２２】２個のファン２２，２３が低速回転して作
動開始した後は、ステップＳ１１に進んでディレー時間
Ｃ４を経過したか否かを判断し、ディレー時間経過後
は、ステップＳ１２でＦＡＮ２とＦＡＮ１を共にＯＮす
る。そこでステップＳ１３に進んでコンデンサ２１のメ
インファン２２とサブファン２３とが共に、図４のよう
にＨｉモードの作動状態になる。従って、２個のファン
２２，２３は消費電流が多く流れて高速回転し、コンデ
ンサ２１でガス状冷媒が充分冷却され、これによりエバ
ポレータ２７による冷房能力も最大限発揮される。尚、
上記ディレー時間Ｃ２〜Ｃ４は、オルタネータ１１の発
電に要する時間を加味することで、バッテリ８の充放電
バランスを常に良好に保つことができる。

【００２３】続いて、本発明の他の負荷制御方法の実施
例について説明する。この実施例は、負荷応答型で制御
されるオルタネータ１１の発電状態を加味して、特に２
個目のサブファン２３が作動する際に、更にバッテリ８
の電圧低下を抑えるものである。即ち、オルタネータ１
１による発電の状況を考察すると、電気負荷が増大する
場合に時間の経過に伴って発電電流をリニアに増大する
ように発電し、必要な電流に到達すると発電を停止す
る。そこで１個目のメインファン２２の作動でのオルタ
ネータ１１の発電が停止した後に、２個目のサブファン
２３を作動すると、各ファン作動時にバッテリ８の電圧
が等しく低下し、ヘッドライト点灯中では２回減光する
おそれがある。

【００２４】従って、上述の２回の減光を防止するに
は、オルタネータ１１による発電中、それも発電電流が
略メインファン作動による必要な電流に到達した時点で
２個目のサブファン２３を作動すれば良い。そこで１個
目のメインファン２２がＬｏｗモードで作動する際の必
要な電流を、オルタネータ１１で発電するのに要する時
間Ｔｘを求め、この必要時間Ｔｘの直前にサブファン作
動時期Ｔｘｏを設定して、サブファン２３を作動するよ
うに制御すれば良いことになる。

【００２５】この制御原理に基づくエアコン作動時の他
の負荷制御を、図５のフローチャートと図６の特性図に
より説明する。図３のフローチャートと同一のステップ
Ｓ６、７でメインファン２２をＬｏｗモードで作動した
後にステップＳ１４に進んで、タイマのカウント値Ｔが
サブファン作動時期Ｔｘｏに達したか否かを判断する。
そしてサブファン作動時期Ｔｘｏに達すると、ステップ
Ｓ９、１０に進みサブファン２３もＬｏｗモードで作動
し、以下同様に制御する。

【００２６】従って、この負荷制御では、図６のように
メインファン２２の作動によるオルタネータ１１の発電
が、サブファン２３の作動時にも連続して行われる。そ
してメインファン２２がＬｏｗモードで作動する際の必
要な電流を略満たした時点でサブファン２３の電気負荷
がかかることで、この場合のバッテリ電圧の低下量Ｖ２
が本来の低下量Ｖ１に比べて少なくなる。こうして２個
のファン２２，２３が作動する際のバッテリ８の電圧変
動が更に抑制され、このためヘッドライト点灯中に仮に
１個目で減光してもその状態が続く程度になって、２回
減光することが防止される。

【００２７】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。例えば２個のファンを３
段階以上切換制御する場合にも適応できる。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
少なくともコンプレッサ作動後に、ラジエータとコンデ
ンサを一緒に冷却する２個の冷却ファンを、先ずいずれ
かを１個作動し、次いで遅れて２個作動するように負荷
制御するエアコン装置において、２個の冷却ファンの作
動個数を増大する際に、消費電力も少ない状態から多く
なるように可変制御する方法であるから、バッテリ電圧
の低下を確実に抑えることができる。このためヘッドラ
イト点灯中でも減光を少なくすることができて、良好な
視野を確保し、違和感をなくすことができる。本発明の
他の実施例によると、オルタネータの発電状況を加味し
て１個作動から２個作動に切換制御する方法であるか
ら、バッテリ電圧の変動が更に少なくなる。このためフ
ァン作動時のヘッドライトの２回減光を確実に防止でき
る。オルタネータは連続した発電状態に保持されるの
で、バッテリ充電が迅速、良好に行われ、振動等も低減
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適応されるエアコン装置の全体の概略
を示す構成図である。

【図２】メインファン、サブファン等の電気回路を示す
回路図である。

【図３】本発明のエアコン装置の負荷制御を示すフロー
チャートである。

【図４】同タイムチャートである。

【図５】本発明の他の負荷制御を示す要部のフローチャ
ートである。

【図６】電圧と発電電流の特性図である。

【符号の説明】

３ ラジエータ ２０ エアコン装置 ２１ コンデンサ ２２ メインファン ２３ サブファン ２５ コンプレッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−176811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−57367（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−106412（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−119826（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−25210（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−4412（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−126632（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−74124（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/32 B60H 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコンプレッサ作動後に、ラジ
   エータとコンデンサを一緒に冷却するメインファンとサ
   ブファンの２個の冷却ファンを有し、先ずメインファン
   を作動し、次いで遅れてサブファンを作動するように負
   荷制御するエアコン装置において、バッテリ充電を行いながら前記メインファン及びサブフ
   ァンを作動させるにあたって、 先ずメインファンをＬｏｗモードで作動し、次に所定の
   ディレー時間経過後にサブファンもＬｏｗモードで作動
   し、更に所定のディレー時間経過後にメインファンとサ
   ブファンとを共にＨｉモードで作動することを特徴とす
   る エアコン装置の負荷制御方法。