JP4232296B2 - Vehicle air conditioning control device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の空調制御装置に係り、特に空調システムを効率良く稼働し、車両の燃費改善を図るための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用空調システム（エアコンシステム）では、コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、エキスパンションバルブ及びエバポレータ等からなる冷凍サイクルが構成される。コンプレッサは車載エンジンを動力源として駆動され、エバポレータで気化した冷媒ガスを圧縮する。コンデンサは、コンプレッサから送られてきた高温・高圧の冷媒ガスを冷却して液化する。コンデンサには、電動ファンが組み付けられており、この電動ファンによりコンデンサを通過する風量が調節され、コンデンサが冷却される。電動ファンは、オルタネータからの電力供給により駆動され、一般にコンプレッサの駆動に同期してオン又はオフされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、車両用空調システムでは、車両走行中は車速に伴う走行風があり、電動ファンと車速により発生する風量がコンデンサに送風される。また、コンデンサに送風される風量が大きいほど、空調システムの冷房効率は上昇するが、風量が大きくなるほど効率の上昇は小さくなり、ある程度の風量以上では風量の上昇に対して冷房効率の上昇は殆ど見込めなくなる。つまり、電動ファンのオンによりコンデンサに送風される風量は上昇するものの、冷房効率の上昇が小さい又は殆どない条件が存在する。
【０００４】
このような条件下では、電動ファンをオンするためのオルタネータ発電によるオルタネータ動力増加分が車両全体（走行＋エアコン作動＋オルタネータ発電）の効率を低下させる。すなわち、冷房効率を上昇させることが車両全体の効率を上昇させることに繋がらない。車両全体の効率向上が燃費向上に繋がることから、所望の冷房能力を維持しつつ、冷房効率を単調に上昇させるのではなく条件によっては冷房効率を低下させ、それにより、車両全体の効率を上昇させて燃費改善を図ることのできる技術が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、コンデンサの電動ファンを最適に制御することにより、コンプレッサをオンして空調を行う際の燃費改善を図ることができる車両の空調制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明における車両の空調制御装置はその前提として、車載エンジンを動力源として駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサから送られる冷媒ガスを冷却し凝縮液化させるコンデンサと、オルタネータからの電力供給により駆動され、コンデンサを冷却するための電動ファンとを少なくとも備える冷凍サイクルに適用される。そして、冷房負荷に応じてコンプレッサの駆動をオン又はオフすると共に、コンプレッサの駆動に連動して電動ファンの駆動をオン又はオフする。
【０００７】
なお本明細書において、「コンプレッサをオン（ＯＮ）する」とは、エンジン動力をコンプレッサ側に伝達してコンプレッサが冷媒を圧送する状態となること言い、実際のところ、
・エンジン動力をコンプレッサに伝達するためのマグネットクラッチをオン（接続）状態とする、
・クラッチレス構成の空調システムでは可変容量式コンプレッサの圧縮容量を０以外の所定値とし、冷媒の圧送状態とする、
等を含む。
【０００８】
ここで、コンプレッサをオンすると同時に電動ファンをオンする場合と、コンプレッサをオンしても電動ファンをオンせずオフ状態まま保持する場合とについて、コンプレッサ動力とオルタネータ動力との和からなる補機動力を比較すると、コンプレッサをオンした直後は後者（電動ファンのオフ時）の方がオルタネータ動力分だけ補機動力が小さくなる。その後、コンプレッサがオン、電動ファンがオフの状態が続くと、冷凍サイクル内の冷媒温度が上昇すると共にそれが原因でコンプレッサ吐出圧が上昇することから、結果としてコンプレッサ動力が次第に上昇する。それ故、やがて電動ファンのオン時の方が補機動力が小さくなる。
【０００９】
従って、補機動力を最小に抑えて車両全体の効率を上げるには、コンプレッサのオン直後は電動ファンをオフし、その後、
電動ファンオン時の補機動力＜電動ファンオフ時の補機動力
になるタイミングで、電動ファンをオフからオンに切り替えると良い。
【００１０】
そこで、請求項１に記載の発明では、コンプレッサの駆動に連動して電動ファンの駆動をオン又はオフするに際し、コンプレッサの駆動オン時に電動ファンのオンタイミングを遅延させるようにしている。すなわち、補機動力算出手段は、コンプレッサの駆動に際し、電動ファンがオフ状態に保持されている時のコンプレッサ動力とオルタネータ動力との和として電動ファンオフ時の補機動力を算出すると共に、コンプレッサの駆動オンに伴って電動ファンがオンされたとする時のコンプレッサ動力の推定値とオルタネータ動力との和として電動ファンオン時の補機動力を算出する。そして、第１の電動ファン制御手段は、前記算出した電動ファンオン時の補機動力及び電動ファンオフ時の補機動力を比較し、
電動ファンオン時の補機動力＜電動ファンオフ時の補機動力
になるタイミングで電動ファンをオンする。
【００１１】
本発明によれば、電動ファンをオンした時とオフした時とについて補機動力の大小を直接比較することにより、電動ファンを最適に制御することが可能となり、コンプレッサをオンして空調を行う際の車両の燃費改善を図ることができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明では、コンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を検出する検出手段を備え、前記補機動力算出手段は、電動ファンをオンする前のオフ時におけるコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力の検出値に基づいて前記電動ファンオフ時の補機動力を算出すると共に、モリエル線図を用いてこの電動ファンのオフ時に検出したコンプレッサ吐出圧に対応する冷媒温度を算出し、該冷媒温度からコンデンサを通過する風量が電動ファンのオン時とオフ時とで相違することに基づき電動ファンオン時の冷媒温度を推定し、この推定した冷媒温度に基づいてモリエル線図を用いて電動ファンオン時のコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を算出し、その算出した値にコンプレッサの駆動オンに伴って電動ファンがオンされたとする時のコンプレッサ動力を推定し、該推定値と前記オルタネータ動力との和として電動ファンオン時の補機動力を算出する。
【００１３】
要するに、センサ等で構成される検出手段によりコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を検出し、その検出値に基づいて補機動力を算出する場合、電動ファンをオンする前のオフ状態においてオン時のコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を直接検出することは不可能である。そのため、電動ファンのオン時の補機動力を、電動ファンのオフ時のセンサ検出値に基づき推定する。これにより、電動ファンのオン前にも、オンしたことを想定して補機動力データが得られるようになる。
【００１４】
詳しくは、電動ファンオフ時に検出したコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力に対応する冷媒温度からコンデンサを通過する風量が電動ファンのオン時とオフ時とで相違することに基づき電動ファンオン時の冷媒温度を推定し、この推定した冷媒温度に基づいて電動ファンオン時のコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を算出し、その算出した値により電動ファンのオン時の補機動力を算出する。
【００１５】
つまり、電動ファンのオン時にはオフ時に比べてコンデンサを通過する風量が多く、その違いは予め規定した関係により推測できる。こうして風量の違いに着目して電動ファンのオン時の冷媒温度を推定すれば、コンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力の算出及び補機動力の算出を、比較的簡単に且つ精度良く実施することができる。
【００１６】
ところで、上記の如くコンプレッサのオン駆動に対して電動ファンのオンタイミングを遅延させると、電動ファンをオンさせない期間でコンデンサを通過する風量が減るために冷房能力が低下する。この場合、その冷房能力の低下分に見合うよう電動ファンのオンタイミングを早め、より精密な空調制御を行うことを考える。つまり、電動ファンのオン動作が遅延されて冷房能力が低下すると、その分コンプレッサのオン期間が幾分延長されると予測される。予測される延長時間は、冷房能力の低下分を補うための期間に相当し、例えばコンプレッサ動力が大きいほど延長時間が長くなり、コンプレッサ動力の増加分が増えると考えられる。
【００１７】
そこで、請求項２に記載の発明では、補正手段は、コンプレッサの駆動に対し電動ファンのオンタイミングを遅らせた時のコンプレッサ駆動の延長時間に応じて、電動ファンのオフ時における補機動力を増加側に補正する。第１の電動ファン制御手段は、前記補正手段による補正後の補機動力を用いて電動ファンのオン時及びオフ時の補機動力を比較し、該補正後のオフ時の補機動力がオン時の補機動力よりも大きくなると電動ファンをオンする。
【００１８】
かかる請求項２の発明では、請求項３に記載したように、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力又はその相当量が大きいほど前記コンプレッサ駆動の延長時間が長いとみなし、前記補機動力を増加側に補正ための補正量を大きくするのが望ましい。
【００１９】
上記請求項２，３の発明によれば、電動ファンのオン動作を遅延させる際において、電動ファンのオン時及びオフ時の補機動力の比較を正確に行うことができ、より一層燃費が向上する。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、少なくとも車両の走行状態又はエンジンの運転状態に基づいて、前記第１の電動ファン制御手段による制御の実施条件を判定する。従って、燃費改善に効果無しと考えられる場合、空調を行う上で支障を来すと考えられる場合等において、電動ファンの遅延動作を制限することができる。
【００２１】
因みに、上記制御の実施条件として、
・車速が所定値以上であること、
・エバポレータ通過後の空気温度が所定値未満であること、
・エンジン冷却水温が所定値未満であること、
・燃料カット時でないこと、
・コンプレッサ吐出圧が所定値未満であること、
等々の何れかの具体的条件があればよい。
【００２２】
一方、請求項５に記載の発明では、設定手段は、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力又はその相当量に対応する前記電動ファンオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合に基づいて、前記コンプレッサのオン期間内における電動ファンのオン禁止時間を設定する。第２の電動ファン制御手段は、前記設定された電動ファンのオン禁止時間の間は電動ファンをオフに制御する。
【００２３】
既述した通り、コンプレッサをオンした直後は電動ファンをオフしておいた方がオンするよりも補機動力が小さく、その後、コンプレッサがオン、電動ファンがオフの状態が続くと、コンプレッサ動力が次第に上昇し、やがて電動ファンのオン時の方が補機動力が小さくなる。従って、補機動力を最小に抑えて車両全体の効率を上げるには、コンプレッサのオン期間内における電動ファンのオン禁止時間を設定し、そのオン禁止時間に従い電動ファンのオン／オフを切り替えると良い。この場合、電動ファンのオン禁止時間（更に限定するには、電動ファンをオンに切り替えるタイミング）は、コンプレッサをオン、電動ファンをオフとした時のコンプレッサ動力の上昇度合に大いに関与し、その上昇度合は概ねコンプレッサをオンした瞬間のコンプレッサ動力又はその相当量で決まると考えられる。
【００２４】
それ故、請求項５に記載したように、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力又はその相当量に対応する電動ファンオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合に基づいて、電動ファンのオン禁止時間を設定し、そのオン禁止時間の間は電動ファンをオフに制御することで、電動ファンを最適に制御することが可能となり、コンプレッサをオンして空調を行う際の車両の燃費改善を図ることができる。
【００２５】
また、請求項６に記載したように、コンプレッサのオン直後に電動ファンのオン禁止時間を設け、そのオン禁止時間が経過した時の電動ファンのオンタイミングを設定することとしても、同等の効果が得られる。
【００２６】
請求項７に記載の発明では、前記設定手段は、コンプレッサの駆動に際し、電動ファンをオフ状態とした時のコンプレッサ動力の上昇度合に応じて電動ファンのオン禁止時間を設定し、前記コンプレッサ動力の上昇度合が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を短くする。この場合、電動ファンのオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合が大きいことは、当該オフ時の補機動力がオン時の補機動力を上回るタイミングが早まることを意味する。それ故、電動ファンのオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を短くする。なお、電動ファンのオンタイミングを設定する場合には、そのタイミングを早めることとする。
【００２７】
請求項７の発明では、請求項８〜１０の如く前記設定手段が構成されると良い。すなわち、電動ファンのオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合を決定する要因としては、コンプレッサ動力をはじめ、コンプレッサ吐出圧、コンプレッサ吸入圧、コンプレッサ吐出量、エバポレータ後空気温度、外気温度、コンプレッサのオン／オフの切替温度等のコンプレッサ駆動時の負荷要因や、車速、エンジン回転数、オルタネータ発電電力等の車両運転状態がある。そこで、・請求項８の発明では、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を短くする。
・請求項９の発明では、コンプレッサ駆動時の負荷要因が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を長く設定する。
・請求項１０の発明では、エンジン回転数が高まる車両の運転状態であるほど電動ファンのオン禁止時間を長く設定する。
【００２８】
上記請求項８〜１０の構成とすることにより、電動ファンのオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合を決定する各種要因を考慮しつつ、最適なタイミングで電動ファンのオン／オフが切り替えられ、更なる燃費改善を実現することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明では、少なくとも車両の走行状態又はエンジンの運転状態に基づいて、前記第２の電動ファン制御手段による制御の実施条件を判定する。従って、燃費改善に効果無しと考えられる場合、空調を行う上で支障を来すと考えられる場合等において、電動ファンの一時的なオン禁止動作を制限することができる。上記制御の実施条件としては、前記請求項４と同様に、車速、エバポレータ通過後の空気温度、エンジン冷却水温、燃料カット時の有無、コンプレッサ吐出圧等々の条件を適宜設定すればよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態の装置は、自動車の運転中にエアコンが併用される場合において車両全体の効率向上を図り、内燃機関（エンジン）の燃費改善を実現できる装置として構成されている。
【００３１】
はじめに、図１を参照して、本実施の形態にかかる装置の構成について説明する。図１に示されるように、この装置は大きくは、エンジン１０とその周辺機器、エンジン１０の動力によって稼働するエアコン３０、主に該エアコン３０の制御に用いられるセンサ群４１〜４４、エンジン１０の運転を統括制御すると共にエアコン３０の稼働を監視するＥＣＵ５０を備えて構成される。
【００３２】
このうち先ず、エンジン１０は吸気管１１と排気管１２とを備え、吸気管１１には、エンジン１０に対してその燃料を噴射供給するインジェクタ１３をはじめ、吸入空気量を調量するスロットルバルブ１４、及び吸気管内圧力を検出する吸気圧センサ１５等が配設されている。また、エンジン１０には出力軸（クランク軸）１６が設けられ、同出力軸１６の回転数を検出する回転数センサ１７が配設されている。エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ１８が配設されている。
【００３３】
上記吸気圧センサ１５により検出される吸気圧ＰＭや、回転数センサ１７により検出されるエンジン回転数Ｎｅや、水温センサ１８により検出される冷却水温Ｔｗ等はＥＣＵ５０に取り込まれる。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、上記ＰＭ、Ｎｅ等の検出値に応じてインジェクタ１３によるその都度の燃料噴射量を決定する。
【００３４】
エンジン１０の出力軸１６を介した動力は、クラッチ（マグネットクラッチ）２０を介してエアコン３０（正確にはそのコンプレッサ３１）に伝達され、このクラッチ２０のＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）によって、エアコン３０の稼働の有無が実質的に制御される。同実施の形態の装置にあっては、このクラッチ２０のＯＮ／ＯＦＦもＥＣＵ５０によって制御されるものとしている。
【００３５】
こうしたエンジン１０の動力によって稼働するエアコン３０は、同図１に併せ示されるように、冷媒ガスを吸入、圧縮するコンプレッサ３１をはじめ、該コンプレッサ３１から圧送される冷媒ガスを冷却し凝縮液化させるコンデンサ３２、コンデンサ３２で液化した冷媒を一時的に蓄えるレシーバ３３、冷媒量を調整するエキスパンションバルブ３４、冷媒を気化して周囲の空気を冷却するエバポレータ３５等からなる冷凍サイクルを備える構成となっている。コンプレッサ３１は、固定容量式又は可変容量式の何れのものであってもよいが、本実施の形態では固定容量式とする。エアコン３０では、この冷凍サイクル内で冷媒を循環させ、車室内の熱をエバポレータ３５で吸収すると共に、この熱をコンデンサ３２から車外へ放出することによって車室内を空調（冷房）する。
【００３６】
コンデンサ３２の背後には、電動ファンとしてのコンデンサファン３２ａが配設され、該コンデンサファン３２ａによってコンデンサ３２への送風が行われる。コンデンサファン３２ａは、コンプレッサＯＮ時にそれに連動して駆動されるものであり、その駆動時にはオルタネータ２１から電力が供給される。コンデンサファン３２ａとオルタネータ２１とを結ぶ電源供給ライン上にはリレー回路２２が設けられ、そのリレー回路２２がＥＣＵ５０によりＯＮ／ＯＦＦされることにより、コンデンサファン３２ａがＯＮ状態又はＯＦＦ状態に制御される。なお、エバポレータ３５にはブロアモータ３５ａが設けられ、このブロアモータ３５ａによって車室内の空気が送風される。
【００３７】
他方、こうしたエアコン３０の制御に用いられるセンサ群としては、
・コンプレッサ３１から吐出される高圧の冷媒圧力（コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ）を検出する吐出圧センサ４１、
・車室外の温度（外気温度Ｔｏｕｔ）を検出する外気温センサ４２、
・エバポレータ３５後方の空気温度（エバ後温度Ｔｅ）を検出するエバ後温度センサ４３、
・当該車両の速度（車速Ｖｓ）を検出する車速センサ４４、
等々があり、これら各センサの出力は何れもＥＣＵ５０に入力される。
【００３８】
ＥＣＵ５０にはその他、車室内操作パネルに設けられた図示しないエアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作信号なども取り込まれる。このエアコンスイッチによれば、エアコン３０がＯＮ又はＯＦＦに操作されるのに加え、冷房強さが「Ａ／Ｃモード（強冷）」、「ＥＣＯＮモード（弱冷）」の何れかに２段階で切り替えられる。
【００３９】
次に、本装置の作用について、ＥＣＵ５０により実施されるエアコン制御を中心に説明する。
図２は、コンプレッサ３１の制御手順を示すフローチャートであり、本処理ではエバ後温度Ｔｅに応じてコンプレッサ３１のＯＮ／ＯＦＦ状態が自動制御される。
【００４０】
先ずステップ１０１では、エバ後温度センサ４３により検出されるエバ後温度Ｔｅを読み込む。続くステップ１０２では、今現在のエアコン運転モードが「Ａ／Ｃモード」又は「ＥＣＯＮモード」の何れであるかを判定し、その運転モードに応じてコンプレッサ３１のオン温度Ｔｏｎとオフ温度Ｔｏｆｆとを設定する。より具体的には、
・Ａ／Ｃモードでは、Ｔｏｎ＝４℃、Ｔｏｆｆ＝３℃、
・ＥＣＯＮモードでは、Ｔｏｎ＝１１℃、Ｔｏｆｆ＝１０℃、
とする。
【００４１】
その後、ステップ１０３では、エバ後温度Ｔｅがオン温度Ｔｏｎ以上であるか否かを判別し、続くステップ１０４では、エバ後温度Ｔｅがオフ温度Ｔｏｆｆ未満であるか否かを判別する。そして、Ｔｅ≧Ｔｏｎであれば、ステップ１０５でコンプレッサＯＮとすべくクラッチ２０を接続状態とし、Ｔｅ＜Ｔｏｆｆであれば、ステップ１０６でコンプレッサＯＦＦとすべくクラッチ２０を切断状態とする。また、Ｔｏｆｆ≦Ｔｅ＜Ｔｏｎであれば、コンプレッサのＯＮ又はＯＦＦの状態を維持する。
【００４２】
また、本実施の形態の装置では、コンプレッサＯＮ時にコンデンサファン３２ａのＯＮ動作を遅延させ、そのコンデンサファン３２ａの遅延動作により本空調システムの効率化を図ることを特徴としている。特に、コンプレッサ動力Ｌｃとオルタネータ動力Ｌａとの和を補機動力ＴＬとし、その補機動力ＴＬをモニタしつつコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを調整する。その概要を図４のタイムチャートを参照しながら説明する。図４には、エバ後温度Ｔｅに応じてＯＮ／ＯＦＦされるコンプレッサ動作をはじめ、それに伴うコンプレッサ動力Ｌｃ、オルタネータ動力Ｌａ、補機動力ＴＬの推移と、コンデンサファン３２ａのＯＮ／ＯＦＦ動作とを示す。
【００４３】
先ずは、コンプレッサ３１をＯＮすると同時にコンデンサファン３２ａをＯＮする場合を考える。この場合、図４中に実線で示されるように、コンプレッサ動力ＬｃはコンプレッサＯＮに伴い所定の初期値に達し、その後、ほぼ初期値のまま保持される。また、コンデンサファン３２ａの駆動分だけオルタネータ動力Ｌａが増大する。従って、補機動力ＴＬ（＝Ｌｃ＋Ｌａ）は、コンプレッサ３１のＯＮ期間中ほぼ一定値で保持される。
【００４４】
これに対し、コンプレッサ３１をＯＮしてもコンデンサファン３２ａをＯＮせずＯＦＦ状態まま保持する場合を考える。この場合、図４中に点線で示されるように、コンプレッサ動力ＬｃはコンプレッサＯＮに伴い所定の初期値に達した後、次第に上昇する。つまり、コンデンサファンＯＦＦ時には、冷凍サイクル内の冷媒温度が上昇すると共にそれが原因でコンプレッサ吐出圧が上昇することから、結果としてコンプレッサ動力Ｌｃが上昇する。コンプレッサＯＮ後における動力Ｌｃの上昇度合は、概ねコンプレッサＯＮの瞬間のコンプレッサ動力Ｌｃで決まり、そのＬｃが大きいほど上昇度合が大きくなる。また、コンデンサファン３２ａがＯＮされないのでオルタネータ動力Ｌａは変化しない。従って、補機動力ＴＬ（＝Ｌｃ＋Ｌａ）は、コンプレッサ３１のＯＮ期間中上昇を続ける。
【００４５】
なお便宜上、以下の説明では、コンデンサファンＯＮ時の数値かコンデンサファンＯＦＦ時の数値かを識別するべく、必要に応じて各符号に続いて（ｏｎ）又は（ｏｆｆ）を表記する。
【００４６】
図４中実線で示すコンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）と、点線で示す同ＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）とを比較する。コンプレッサ３１をＯＮした瞬間は、コンデンサファン３２ａのＯＮ／ＯＦＦの状態に関係なくコンプレッサ動力Ｌｃが同一の初期値となるため、オルタネータ動力Ｌａの差が補機動力ＴＬの差となる。従って、コンデンサファンＯＮ時にはその動力分だけオルタネータ動力Ｌａが大きくなることから、
ＴＬ（ｏｎ）＞ＴＬ（ｏｆｆ）
となる。また、コンプレッサＯＮの状態が続くと、次第にコンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｆｆ）が上昇しやがて、
ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬ（ｏｆｆ）
となる。
【００４７】
要するに、「ＴＬ（ｏｎ）＞ＴＬ（ｏｆｆ）」である場合、コンデンサファン３２ａをＯＦＦしていた方が補機動力ＴＬが軽減でき、また逆に、「ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬ（ｏｆｆ）」である場合、コンデンサファン３２ａをＯＮした方が補機動力ＴＬが軽減できる。それ故、「ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬ（ｏｆｆ）」となるタイミングで、コンデンサファン３２ａをＯＦＦからＯＮに切り替えるよう構成する。
【００４８】
ここで、コンプレッサ動力Ｌｃを算出するための基本式は次の（１）式となる。また、同（１）式中のコンプレッサトルクＴｃは（２）式で算出される。
【００４９】
【数１】

Figure 0004232296
なお上記（１），（２）式において、コンプレッサ回転数Ｎｃはエンジン回転数Ｎｅから算出する。コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔは吐出圧センサ４１の検出値である。その他、係数Ｃ、比熱比ｋ、コンプレッサ吸入圧Ｐｉｎ、コンプレッサ吐出量Ｖｃは何れも既知の値を用いる。
【００５０】
実際には、コンデンサファン３２ａをＯＮする以前のＯＦＦ状態で、同コンデンサファン３２ａのＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）とＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）とを算出する。このとき、吐出圧センサ４１の検出値に基づくコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（実値）を用い、上記（１），（２）式からコンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｆｆ）を算出する。
【００５１】
これに対し、コンデンサファン３２ａをＯＮする以前のＯＦＦ状態では、コンデンサファンＯＮ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔはセンサ出力から求めることができないため、センサ検出値であるコンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｆｆ）から推定する。つまり、先ずは図示しない周知のモリエル線図を用い、コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｆｆ）に対応する冷媒温度Ｔｒ（ｏｆｆ）を読み取る。また、コンデンサ３２を通過する風量がコンデンサファン３２ａのＯＮ時とＯＦＦ時とで相違することに基づいて、次の（３）式を用い、コンデンサファンＯＦＦ時の冷媒温度Ｔｒ（ｏｆｆ）から同ＯＮ時の冷媒温度Ｔｒ（ｏｎ）を算出する。
【００５２】
【数２】
Figure 0004232296
ここで、コンデンサ前面風量Ｖａｍは、例えば図６の関係を用い、その時々の車速Ｖｓに応じて算出される。図６によれば、車速Ｖｓが大きいほどコンデンサ前面風量Ｖａｍとして大きい値が算出される。外気温度Ｔｏｕｔは外気温センサ４２の検出値である。
【００５３】
上記（３）式によりコンデンサファンＯＮ時の冷媒温度Ｔｒ（ｏｎ）が算出されると、再びモリエル線図を用い、該冷媒温度Ｔｒ（ｏｎ）に対応するコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｎ）を読み取る。こうしてコンデンサファンＯＮ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｎ）が求まれば、上記（１），（２）から同ＯＮ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｎ）が算出できる。
【００５４】
また、オルタネータ動力Ｌａは、次の（４）式により算出される。
【００５５】
【数３】
Figure 0004232296
オルタネータ発電電流Ｉ、発電効率ηａとしては既知の値を用い、バッテリ電圧ＶＢはＥＣＵ５０によるモニタ値を用いる。
【００５６】
そして、コンデンサファンＯＮ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｎ）とオルタネータ動力Ｌａ（ｏｎ）とを加算して補機動力ＴＬ（ｏｎ）を算出すると共に、コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｆｆ）とオルタネータ動力Ｌａ（ｏｆｆ）とを加算して補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を算出する。また、ＴＬ（ｏｎ）とＴＬ（ｏｆｆ）とを比較しつつ、コンプレッサＯＮに対してコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを遅延させ、「ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬ（ｏｆｆ）」となるタイミングで、コンデンサファン３２ａをＯＦＦからＯＮに切り替える。
【００５７】
ところで、上記の如くコンプレッサＯＮに対してコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを遅延させると、コンデンサファン３２ａをＯＮさせない期間でコンデンサ３２を通過する風量が減るために冷房能力が低下する。そこで、その冷房能力の低下分に見合うようコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを早め、より精密な空調制御を行うこととする。その概要を図５のタイムチャートを用いて説明する。
【００５８】
つまり、コンデンサファン３２ａのＯＮ動作が遅延されて冷房能力が低下すると、図５中に点線で示すようにエバ後温度Ｔｅの低下が遅くなり、コンプレッサＯＮの期間が幾分延長されると予測される。またこのとき、コンプレッサＯＮ期間の延長によりその分だけ、図５の斜線部分で示されるようにコンプレッサ動力Ｌｃの総量が増加する。予測されるコンプレッサＯＮの延長時間Ｔｘは、冷房能力の低下分を補うための期間に相当し、例えばコンプレッサ動力Ｌｃが大きいほどＴｘが長くなり、コンプレッサ動力Ｌｃの増加分が増えると考えられる。
【００５９】
かかる場合において、冷房能力低下に見合うコンプレッサＯＮ期間の延長分（コンプレッサ動力Ｌｃの増加分）だけ、コンデンサファンＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を増加側に補正する（図５の斜線部分Ｑｘ）。そして、その補正したＴＬ（ｏｆｆ）を用いて、コンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）と同ＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）とを比較し、「ＴＬ（ｏｎ）＜補正後のＴＬ（ｏｆｆ）」となるタイミングで、コンデンサファン３２ａをＯＦＦからＯＮに切り替えるよう構成する。
【００６０】
図３は、コンデンサファン３２ａの制御手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ５０により所定時間毎（例えば６４ｍｓｅｃ毎）に実施される。
先ずステップ２０１では、コンプレッサ３１が今現在ＯＮ状態であるか否かを判別する。コンプレッサＯＦＦであればステップ２０８に進み、コンデンサファン３２ａのＯＦＦ状態をそのまま継続する。
【００６１】
また、コンプレッサＯＮであればステップ２０２に進み、既にコンデンサファン３２ａがＯＮされているか否かを判別する。コンプレッサＯＮの当初はコンデンサファン３２ａがＯＦＦ状態にあるためステップ２０３に進む。
【００６２】
ステップ２０３では、コンデンサファン３２ａのＯＮ動作を遅延させるための実施条件が成立するか否かを判別する。ここで、実施条件としては、
（ａ）車速Ｖｓが所定値以上であること、
（ｂ）エバ後温度Ｔｅが所定値未満であること、
（ｃ）エンジン冷却水温Ｔｗが所定値未満であること、
（ｄ）燃料カット時でないこと、
（ｅ）コンプレッサ３１の吐出圧Ｐｏｕｔが所定値未満であること、
を含み、これら（ａ）〜（ｅ）が全て成立する場合に上記の実施条件が成立するとみなし、ステップ２０３を肯定判別する。但し、それら全てが成立しなくとも、何れか特定の条件のみが成立下時にステップ２０３を肯定判別するようにしてもよい。上記各条件のうち、車速Ｖｓとエバ後温度Ｔｅについてより具体的に示せば、車速Ｖｓが２０ｋｍ／ｈ以上であれば、又は、エバ後温度Ｔｅがコンプレッサ３１のオン温度Ｔｏｎ＋５℃未満であれば、条件成立とする。
【００６３】
なお、上記（ａ）〜（ｅ）の各条件を設けた理由として、（ａ）が不成立の場合は、コンプレッサ動力の増加分が大きく本制御の効果が少ないと考えられる。（ｂ）が不成立の場合は、冷房能力が低下する。（ｃ）が不成立の場合は、オーバーヒートのおそれがある。（ｄ）が不成立の場合は、燃料カットのために燃料消費量が０なので燃費向上の効果が無い。また、（ｅ）が不成立の場合は、コンプレッサ故障のおそれがある。
【００６４】
ステップ２０３がＮＯの場合、そのままステップ２０９に進み、コンデンサファン３２ａをＯＮする。また、ステップ２０３がＹＥＳの場合、ステップ２０４では、上述した（１）〜（４）式を用いてコンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）を算出する。つまり、コンデンサファンＯＦＦ時（ＯＮ前）のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔを用いてコンデンサファンＯＮ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｎ）を推定し、そのＬｃ（ｏｎ）とオルタネータ動力Ｌａ（ｏｎ）とを加算して補機動力ＴＬ（ｏｎ）を算出する。
【００６５】
また、続くステップ２０５では、同じく上述した（１）〜（４）式を用いてコンデンサファンＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を算出する。つまり、吐出圧センサ４１により検出されるその時々のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（実値）を用いてコンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力Ｌｃ（ｏｆｆ）を算出し、そのＬｃ（ｏｆｆ）とオルタネータ動力Ｌａ（ｏｆｆ）とを加算して補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を算出する。
【００６６】
その後、ステップ２０６では、コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力増加分に対応させつつコンデンサファンＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を補正し、補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）を算出する。このとき、例えば図７の関係を用い、コンプレッサＯＮ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ又はコンプレッサ動力Ｌｃに応じて補正量を算出し、その補正量を補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）に加算し、その和を補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）とする。なお、コンプレッサＯＮ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ又はコンプレッサ動力Ｌｃが大きいほど、冷房能力の低下分が大きく、コンプレッサＯＮの延長時間が長引くと考えられることから、図７では、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ又はコンプレッサ動力Ｌｃが大きいほど、補正量を大きくするような関係が設定されている。
【００６７】
その後、ステップ２０７では、コンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）とコンデンサファンＯＦＦ時の補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）とを比較する。そして、ＴＬ（ｏｎ）≧ＴＬａ（ｏｆｆ）であればステップ２０８に進み、コンデンサファンＯＦＦの状態を継続する。また、ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬａ（ｏｆｆ）になるとステップ２０９に進み、コンデンサファン３２ａをＯＮする。
【００６８】
コンデンサファン３２ａをＯＮすると、それ以降、ステップ２０２がＹＥＳとなり、コンプレッサ３１がＯＦＦされるまで（ステップ２０１がＮＯとなるまで）コンデンサファンＯＮの状態を継続する。
【００６９】
上記エアコン制御のより具体的な動作を図５のタイムチャートを用いて改めて説明する。
時刻ｔ１では、エバ後温度Ｔｅがコンプレッサ３１のオン温度Ｔｏｎに達し、クラッチ２０がＯＮされてコンプレッサ３１がＯＮ状態となる。またこの時刻ｔ１では、コンデンサファン３２ａは未だＯＦＦ状態であり、補機動力ＴＬは「ＴＬ（ｏｎ）≧ＴＬａ（ｏｆｆ）」の状態であることからコンデンサファンＯＦＦの状態が継続される。
【００７０】
その後、時刻ｔ２では、補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）の増加に伴い「ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬａ（ｏｆｆ）」となることからコンデンサファン３２ａがＯＮされる。因みに、補機動力ＴＬ（ｏｎ）と補正前の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）とを比較する場合を想定すると、時刻ｔ３で「ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬ（ｏｆｆ）」となりコンデンサファン３２ａがＯＮされることとなるが、本実施の形態ではそれよりも早い時刻ｔ２でコンデンサファン３２ａがＯＮされるため、コンデンサファンの遅延動作による冷房能力の低下分に見合う空調制御が実現される。
【００７１】
更にその後、時刻ｔ４では、エバ後温度Ｔｅがコンプレッサ３１のオフ温度Ｔｏｆｆを下回り、クラッチ２０がＯＦＦされてコンプレッサ３１がＯＦＦ状態に戻される。
【００７２】
なお本実施の形態では、図３のステップ２０４，２０５が本発明の補機動力算出手段に相当し、同ステップ２０６が補正手段に相当し、同ステップ２０７〜２０９が第１の電動ファン制御手段に相当する。
【００７３】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（イ）コンプレッサ３１のＯＮ時に、コンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）と同ＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）とを算出し、それらＴＬ（ｏｎ）とＴＬ（ｏｆｆ）とを比較しながらコンデンサファン３２ａをＯＮするタイミングを遅らせることにより、コンデンサファン３２ａを最適に制御することが可能となる。従って、省電力化を実現し、ひいてはコンプレッサ３１をＯＮして空調を行う際の車両の燃費改善を図ることができる。
【００７４】
（ロ）コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（センサ検出値）に基づき、当該ＯＦＦ時の補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）の算出、並びにコンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）の推定を行うので、コンデンサファン３２ａのＯＮ前にも、コンデンサファンＯＮした場合の補機動力データが得られるようになる。
【００７５】
（ハ）コンデンサ３２を通過する風量がコンデンサファン３２ａのＯＮ時とＯＦＦ時とで相違することに基づき、コンデンサファンＯＦＦ時に検出したコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｆｆ）から同ＯＮ時のコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ（ｏｎ）を算出し、そのＰｏｕｔ（ｏｎ）によりコンデンサファンＯＮ時の補機動力ＴＬ（ｏｎ）を推定したので、その推定を比較的簡単に且つ精度良く実施することができる。またこのとき、図６の関係に従い、車速Ｖｓに応じてコンデンサ前面風量を決定したので、ＴＬ（ｏｎ）推定値の信頼性が向上する。
【００７６】
（ニ）コンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを遅らせた時のコンプレッサＯＮの延長時間に応じて、コンデンサファンＯＦＦ時における補機動力ＴＬ（ｏｆｆ）を増加側に補正し、補正後の補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）を用いてコンデンサファンＯＮ時及びＯＦＦ時の補機動力を比較したので、補機動力の比較を正確に行うことができ、より一層燃費が向上する。
【００７７】
（ホ）冷凍サイクル上において、コンプレッサ駆動時の負荷要因（コンプレッサ吸入圧、吐出量、エバ後温度等）や車両運転状態（車速、エンジン回転数等）といった各種要因がコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔに反映されることから、そのコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔの検出値（実値）に基づきコンデンサファン３２ａのＯＮ／ＯＦＦを判断することで、あらゆる条件下においてコンデンサファン３２ａが最適時期にＯＮできるようになる。
【００７８】
（ヘ）車速Ｖｓ、エバ後温度Ｔｅ、エンジン冷却水温Ｔｗ、燃料カットの有無、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔといった車両の走行状態又はエンジンの運転状態に基づいて、コンデンサファン３２ａのＯＮ動作を遅延する実施条件を判定したので、燃費改善に効果無しと考えられる場合、空調を行う上で支障を来すと考えられる場合等においてコンデンサファンの遅延動作を制限することができる。
【００７９】
なお、特開平５−１１８６０９号公報に開示された「空調制御方法及びその装置」では、コンプレッサの消費電力と電動ファンの消費電力とを算出し、電動ファンをＯＮした後、これら消費電力から算出される消費エネルギ値が最小エネルギ値となるように電動ファンを制御している。しかしながら、上記公報の装置では、電動ファンのＯＮタイミングを制御する旨の記載はなく、コンプレッサＯＮ時に電動ファンを常時ＯＮするため、本実施の形態の装置とは大きく相違する。また、本実施の形態の装置では、電源供給ライン上のリレー回路２２をＯＮ／ＯＦＦしてコンデンサファン３２ａの駆動を制御するので、電動ファンの印加電圧を制御する従来公報の装置に比べ、構成の簡素化を図ることができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明における第２の実施の形態を説明する。但し、以下には第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態の空調システムでは、コンプレッサＯＮ時のコンプレッサ動力又はその相当量に応じて、コンプレッサ３１のＯＮ期間内におけるコンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間を設定し、コンプレッサＯＮ後、前記ＯＮ禁止時間が経過した時にコンデンサファン３２ａをＯＮすることを特徴とする。
【００８１】
図８は、本実施の形態におけるコンデンサファン３２ａの制御手順を示すフローチャートであり、本処理は前記図３に置き換えてＥＣＵ５０により実施される。
【００８２】
先ず図８のステップ３０１では、コンプレッサ３１が今現在ＯＮ状態であるか否かを判別する。コンプレッサＯＦＦであればステップ３０６に進み、コンデンサファン３２ａをＯＦＦ状態のまま維持する。また、コンプレッサＯＮであればステップ３０２に進み、コンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間を設定するための実施条件が成立するか否かを判別する。この処理の内容は前記図３のステップ２０２と同様であるためその詳細は省略する。
【００８３】
ステップ３０２がＮＯの場合、そのままステップ３０８に進み、コンデンサファン３２ａをＯＮする。また、ステップ３０２がＹＥＳの場合、ステップ３０３では、前回の処理時にコンプレッサＯＦＦであったか否かを判別する。ＹＥＳであればステップ３０４に進み、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ、エバ後温度Ｔｅ、車速Ｖｓ、オルタネータ発電電力を入力し、続くステップ３０５では、前記入力した各パラメータに基づいてコンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを設定する。
【００８４】
この場合、例えば図９（ａ）〜（ｄ）の関係を用い、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔ、エバ後温度Ｔｅ、車速Ｖｓ、オルタネータ発電電力に応じて上記ＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを設定する。図９（ａ）〜（ｄ）には、
・コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔが大きいほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを短くする、・エバ後温度Ｔｅが高いほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを長くする、
・車速Ｖｓが大きいほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを長くする、
・オルタネータ発電電力が大きいほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを長くする、
といった関係が予め設定されている。
【００８５】
実際には、先ずは図９（ａ）の関係に従い、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔに基づいてＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎの基本値を算出し、その基本値に対して図９（ｂ）〜（ｄ）の関係に基づく補正を行い、ＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを算出すると良い。なお、図９（ａ）の関係において、横軸に示すコンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔはコンプレッサ動力の相当量であり、これを、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔから算出されるコンプレッサ動力に変更しても良い。
【００８６】
因みに、図９（ａ）〜（ｄ）の関係は、コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力の上昇度合に基づき設定されるものであって、基本的に、コンプレッサ動力の上昇度合が大きいほど、コンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを短くするように設定される。この場合、コンデンサファンのＯＦＦ時のコンプレッサ動力の上昇度合が大きいことは、当該コンデンサファンＯＦＦ時の補機動力がコンデンサファンＯＮ時の補機動力を上回るタイミングが早まることを意味する。それ故、コンデンサファンＯＦＦ時のコンプレッサ動力の上昇度合が大きいほど、ＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを短くし、コンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを早めることとする。
【００８７】
ステップ３０５でのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎの設定後、ステップ３０６に進み、コンデンサファン３２ａをＯＦＦ状態で維持する。そしてその後、本処理を一旦終了する。
【００８８】
次に本処理が実施されるとき、ステップ３０１→３０２→３０３→３０７の順に処理が進み、ステップ３０７では、今現在コンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎ内であるか否かを判別する。そして、ＹＥＳであればステップ３０６に進んでコンデンサファンＯＦＦの状態を継続する。また、コンプレッサＯＮ後、コンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間が経過するとステップ３０８に進み、コンデンサファン３２ａをＯＮ状態に移行させる。
【００８９】
コンデンサファン３２ａのＯＮ後は、次にコンプレッサ３１がＯＦＦされるまで、コンデンサファンＯＮの状態が継続される。なお本実施の形態において、図８のステップ３０５が設定手段に相当し、同ステップ３０６〜３０８が第２の電動ファン制御手段に相当する。
【００９０】
図１０のタイムチャートを用いて上記制御を改めて説明する。時刻ｔ１１でコンプレッサＯＮになると、その時点でコンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎが設定される。そして、ＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎが経過する時刻ｔ１２では、コンプレッサファン３２ａがＯＮされる。その後、時刻ｔ１３でコンプレッサＯＦＦになると、コンデンサファン３２ａもＯＦＦされる。
【００９１】
コンプレッサ動力の変化を見ると、時刻ｔ１１〜ｔ１２では、コンプレッサ動力がコンプレッサＯＮ直後の初期値から次第に上昇する。また、時刻ｔ１２以降、コンプレッサ動力が同一の値のまま保持される。上記の如くコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングが制御される場合と、コンプレッサＯＮと共にコンデンサファン３２ａを常時ＯＮする場合とに比べると、少なくとも同図に斜線域で示すＱａ部分について動力が削減されることが分かる。
【００９２】
以上第２の実施の形態によれば、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔやその他、エバ後温度Ｔｅ、車速Ｖｓ、オルタネータ発電電力に応じてコンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを設定し、そのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎに基づきコンデンサファン３２ａの駆動を制御したので、コンデンサファン３２ａを最適に制御することが可能となる。従って、省電力化を実現し、ひいてはコンプレッサ３１をＯＮして空調を行う際の車両の燃費改善を図ることができる。
【００９３】
因みに、上述した第１及び第２の実施の形態を比較すると、第２の実施の形態では、コンデンサファン３２ａの最適なＯＮタイミングを決定するための図９の関係を実験により求める必要があるのに対し、第１の実施の形態ではそうした手間が省略できる。それ故、工数が削減できる。
【００９４】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記図３の処理では、コンデンサファンＯＦＦ時の補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）を用い、ＴＬ（ｏｎ）＜ＴＬａ（ｏｆｆ）になるとコンデンサファン３２ａをＯＮしたが、補正後補機動力ＴＬａ（ｏｆｆ）を算出する処理（すなわち、図３のステップ２０６）を省略し、構成の簡素化並びに演算負荷の軽減を図るようにしても良い。この場合、ＴＬ（ｏｎ）と補正前のＴＬ（ｏｆｆ）とを比較する。何れにしても、従来装置と比べると、省電力化、車両の燃費改善といった効果が得られる。
【００９５】
上記第２の実施の形態では、図９（ａ）〜（ｄ）の関係を用いてコンデンサファン３２ａのＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを設定したが、Ｔｃｏｎを設定するためのそれ以外のパラメータとして、コンプレッサ吸入圧、コンプレッサ吐出量、外気温度、コンプレッサＯＮ／ＯＦＦの切替温度（Ｔｏｎ、Ｔｏｆｆ）等のコンプレッサ駆動時の負荷要因を用いたり、エンジン回転数等の車両運転状態を用いたりしても良い。コンプレッサ吐出量、外気温度、エンジン回転数をパラメータとして用いる場合は、それら何れかの数値が大きくなるほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを短くする。また、コンプレッサ吸入圧、コンプレッサＯＮ／ＯＦＦの切替温度をパラメータとして用いる場合には、その数値が大きくなるほどＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを長くする。なお、エアコン運転モードに応じてコンプレッサＯＮ／ＯＦＦの切替温度が変更されるため、その運転モードに応じてＯＮ禁止時間Ｔｃｏｎを設定しても良い。何れにしても、コンデンサファンＯＦＦ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合を決定する各種要因を考慮しつつ、最適なタイミングでコンデンサファン３２ａをＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００９６】
上記第２の実施の形態では、コンプレッサＯＮの直後にＯＮ禁止時間を設けたが、それ以外の構成でも良い。例えば、コンプレッサＯＮ期間の後半に設けたり、ＯＮ禁止時間を細かく分割して間欠的に設けたりしても良い。
【００９７】
上記各実施の形態では、コンプレッサ吐出圧Ｐｏｕｔを検出する吐出圧センサ４１を設け、同センサ４１を「検出手段」として用いたが、これに代えて、「検出手段」としてコンプレッサトルクを検出するトルクセンサを設けても良い。そして、同トルクセンサの検出値を用いてコンプレッサ動力を求める。この場合、第１の実施の形態においては、トルクセンサの検出値に基づくコンプレッサ動力を用いて、コンデンサファンＯＮ時の補機動力と同ＯＦＦ時の補機動力を算出し、それらの比較によりコンデンサファン３２ａのＯＮタイミングを決定する。
【００９８】
一方で、エンジン発生動力（出力トルク）に基づいて、コンデンサファンＯＦＦ時（ＯＮ前）のコンプレッサ動力を算出するよう構成しても良い。エンジン発生動力は吸入空気量（又は吸気管圧力＋エンジン回転数）から算出できる。この場合、既存のエンジン情報からコンプレッサ動力が算出できるため、コンプレッサの吐出圧センサやトルクセンサの追加が不要となり、コストアップを招くことなく上述したコンデンサファン制御を実施することができる。
【００９９】
上記実施の形態では、固定容量式のコンプレッサを用い、マグネットクラッチを介してコンプレッサをＯＮ又はＯＦＦしたが、この構成を変更する。例えばクラッチレス式の空調システムに具体化する。この場合、可変容量式のコンプレッサが冷媒圧送を行わない状態から冷媒圧送の状態に移行した時に、コンプレッサがＯＮしたと判断する。そして、このコンプレッサＯＮに伴いコンプレッサファンをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用エンジンと空調システムの概要を示す構成図。
【図２】コンプレッサの制御手順を示すフローチャート。
【図３】コンデンサファンの制御手順を示すフローチャート。
【図４】空調システムの制御の概要を示すタイムチャート。
【図５】空調システムの制御の概要を示すタイムチャート。
【図６】コンデンサ前面風量を算出するための図。
【図７】補機動力の補正量を算出するための図。
【図８】第２の実施の形態においてコンデンサファンの制御手順を示すフローチャート。
【図９】ＯＮ禁止時間を設定するための図。
【図１０】第２の実施の形態において空調システムの制御の概要を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン、２１…オルタネータ、３０…エアコン、３１…コンプレッサ、３２…コンデンサ、３２ａ…電動ファンとしてのコンデンサファン、４１…検出手段としての吐出圧センサ、５０…補機動力算出手段，第１の電動ファン制御手段，補正手段，設定手段，第２の電動ファン制御手段としてのＥＣＵ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioning control device, and more particularly to a device for efficiently operating an air conditioning system and improving vehicle fuel efficiency.
[0002]
[Prior art]
In this type of vehicle air conditioning system (air conditioner system), a refrigeration cycle including a compressor, a condenser, a receiver, an expansion valve, an evaporator, and the like is configured. The compressor is driven by an in-vehicle engine as a power source, and compresses the refrigerant gas vaporized by the evaporator. The condenser cools and liquefies the high-temperature and high-pressure refrigerant gas sent from the compressor. An electric fan is assembled to the condenser, and the amount of air passing through the condenser is adjusted by the electric fan, thereby cooling the condenser. The electric fan is driven by power supply from an alternator, and is generally turned on or off in synchronization with the drive of the compressor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the vehicle air conditioning system, there is a traveling wind accompanying the vehicle speed while the vehicle is traveling, and an air flow generated by the electric fan and the vehicle speed is blown to the condenser. In addition, the larger the amount of air blown to the condenser, the higher the cooling efficiency of the air conditioning system.However, the larger the amount of air, the smaller the increase in efficiency. Cannot be expected. That is, there is a condition in which the amount of air blown to the condenser is increased by turning on the electric fan, but the increase in cooling efficiency is small or almost absent.
[0004]
Under such conditions, the increase in alternator power by alternator power generation for turning on the electric fan reduces the efficiency of the entire vehicle (travel + air conditioner operation + alternator power generation). That is, raising the cooling efficiency does not lead to raising the efficiency of the entire vehicle. Since improving the efficiency of the entire vehicle leads to improved fuel efficiency, it does not increase the cooling efficiency monotonously while maintaining the desired cooling capacity, but instead reduces the cooling efficiency depending on the conditions, thereby increasing the overall efficiency of the vehicle Therefore, a technology that can improve fuel efficiency is desired.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and by controlling the electric fan of the condenser optimally, the air conditioning control of the vehicle capable of improving the fuel efficiency when the air is turned on with the compressor turned on. An object is to provide an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle air-conditioning control apparatus according to the present invention is premised on a compressor driven by an in-vehicle engine as a power source, a condenser for cooling and condensing the refrigerant gas sent from the compressor, and an electric power supply from an alternator, The present invention is applied to a refrigeration cycle including at least an electric fan for cooling a condenser. Then, the drive of the compressor is turned on or off according to the cooling load, and the drive of the electric fan is turned on or off in conjunction with the drive of the compressor.
[0007]
In the present specification, “turning on the compressor (ON)” means that the engine power is transmitted to the compressor side and the compressor pumps the refrigerant.
・ The magnet clutch for transmitting engine power to the compressor is turned on (connected).
-In a clutchless configuration air conditioning system, the compression capacity of the variable displacement compressor is set to a predetermined value other than 0, and the refrigerant is pumped.
Etc.
[0008]
  Here, when the electric fan is turned on at the same time when the compressor is turned on, and when the electric fan is not turned on even if the compressor is turned on,Comparing the auxiliary machine power consisting of the sum of the compressor power and the alternator power, immediately after the compressor is turned on, the latter (when the electric fan is turned off) reduces the auxiliary machine power by the amount of the alternator power. Thereafter, when the compressor is on and the electric fan is off, the refrigerant temperature in the refrigeration cycle rises and the compressor discharge pressure rises as a result. As a result, the compressor power gradually rises. Therefore, the auxiliary machine power becomes smaller when the electric fan is turned on.
[0009]
  Therefore, to increase the efficiency of the entire vehicle while minimizing the auxiliary power, turn off the electric fan immediately after turning on the compressor,
      Electric fanAuxiliary power when on <Electric fanAuxiliary power when off
It is better to switch the electric fan from off to on at the timing of becoming.
[0010]
  Therefore, according to the first aspect of the present invention, when turning on or off the drive of the electric fan in conjunction with the drive of the compressor, the on timing of the electric fan is delayed when the drive of the compressor is turned on. That is, the auxiliary machine power calculation means calculates the sum of the compressor power and the alternator power when the electric fan is held in the OFF state when the compressor is driven.AsAuxiliary power when the electric fan is offAs well as calculatingThe electric fan was turned on when the compressor was turned onToCompressor power at the timeAnd an estimate ofAlternator powerWhenSum ofElectricAuxiliary power when the dynamic fan is onCalculatePut out. Then, the first electric fan control means compares the calculated auxiliary power when the electric fan is on and auxiliary power when the electric fan is off,
      Auxiliary power when electric fan is on <Auxiliary power when electric fan is off
The electric fan is turned on when
[0011]
  According to the present invention, the magnitude of the auxiliary power can be directly controlled when the electric fan is turned on and when the electric fan is turned off.ComparisonBy doing so, it becomes possible to optimally control the electric fan, and it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle when the compressor is turned on and air conditioning is performed.
[0012]
  Also,Claim1In the invention described in (1), a detection means for detecting compressor discharge pressure or compressor power is provided, and the auxiliary power calculation means is based on a detection value of the compressor discharge pressure or compressor power when the electric fan is turned off before turning on. While calculating the auxiliary machine power when the electric fan is off,Using the Mollier diagramDetected when this electric fan is offCompressor discharge pressureCorresponding refrigerant temperatureCalculate the refrigerant temperatureThe refrigerant temperature when the electric fan is on is estimated based on the difference in the amount of air passing through the condenser from when the electric fan is on and off, and based on the estimated refrigerant temperatureUsing the Mollier diagramCalculate the compressor discharge pressure or compressor power when the electric fan is on, and set the calculated value toCompressor power is estimated when the electric fan is turned on when the compressor is turned on, and auxiliary power when the electric fan is on is calculated as the sum of the estimated value and the alternator power..
[0013]
In short, when the compressor discharge pressure or compressor power is detected by the detection means composed of sensors or the like, and the auxiliary machine power is calculated based on the detected value, the compressor discharge when the electric fan is turned on in the off state before the electric fan is turned on. It is impossible to directly detect pressure or compressor power. Therefore, the auxiliary machine power when the electric fan is on is estimated based on the sensor detection value when the electric fan is off. As a result, auxiliary power data can be obtained on the assumption that the electric fan is turned on even before the electric fan is turned on.
[0014]
  For more information,From the compressor discharge pressure detected when the electric fan is turned off or the refrigerant temperature corresponding to the compressor powerBased on the difference in the amount of air passing through the condenser between when the electric fan is on and when it is offEstimate the refrigerant temperature when the electric fan is on,Electric fan based on this estimated refrigerant temperatureCalculate the compressor discharge pressure or compressor power when on, and use the calculated value to determine the auxiliary power when the electric fan is on.CalculationTo do.
[0015]
  In other words, when the electric fan is on, the amount of air passing through the capacitor is larger than when the electric fan is off, and the difference can be estimated from a predetermined relationship. Thus, if the refrigerant temperature when the electric fan is on is estimated by paying attention to the difference in the air flow, the calculation of the compressor discharge pressure or the compressor power and the calculation of the auxiliary power can be performed relatively easily and accurately..
[0016]
By the way, if the on-timing of the electric fan is delayed with respect to the on-drive of the compressor as described above, the amount of air passing through the capacitor is reduced during the period when the electric fan is not turned on, so that the cooling capacity is lowered. In this case, it is considered that the on-timing of the electric fan is advanced so as to meet the reduced cooling capacity, and more precise air conditioning control is performed. That is, if the on-operation of the electric fan is delayed and the cooling capacity is reduced, it is predicted that the on-period of the compressor is somewhat extended accordingly. The predicted extension time corresponds to a period for compensating for the decrease in cooling capacity. For example, the longer the compressor power, the longer the extension time, and the more the compressor power increases.
[0017]
  Therefore, the claim2In the above-described invention, the correcting means corrects the auxiliary machine power when the electric fan is off to the increasing side according to the extension time of the compressor driving when the on-timing of the electric fan is delayed with respect to the driving of the compressor. The first electric fan control means compares the auxiliary power when the electric fan is turned on and off using the auxiliary power after the correction by the correcting means, and the auxiliary power when the electric fan is turned off after the correction is turned on. The electric fan is turned on when it becomes larger than the auxiliary power at the time.
[0018]
  Such claims2In the invention of claim3As described above, the larger the compressor power when the compressor is turned on or its equivalent, the longer the compressor drive is extended, and the larger the correction amount for correcting the auxiliary power to the increase side. desirable.
[0019]
  Claims above2, 3According to the invention, when the on-operation of the electric fan is delayed, the auxiliary power when the electric fan is on and off can be accurately compared, and the fuel efficiency is further improved.
[0020]
  Claim4In the invention described in the above, the execution condition of the control by the first electric fan control means is determined based on at least the running state of the vehicle or the operating state of the engine. Therefore, the delay operation of the electric fan can be limited when it is considered that there is no effect in improving the fuel efficiency, or when it is considered that the air conditioning is hindered.
[0021]
Incidentally, as an execution condition of the above control,
・ The vehicle speed is above a predetermined value.
-The air temperature after passing through the evaporator is below the specified value,
-The engine coolant temperature is below a predetermined value,
・ Do not cut fuel,
-The compressor discharge pressure is less than the specified value,
Any specific condition may be required.
[0022]
  Meanwhile, claims5In the invention described in (1), the setting means is based on the compressor power when the compressor is turned on or the degree of increase in the compressor power when the electric fan is off corresponding to the compressor power, and the amount of the electric fan within the compressor on period. Set the on-prohibition time. The second electric fan control means controls the electric fan to turn off during the set electric fan on-prohibition time.
[0023]
As described above, immediately after the compressor is turned on, the auxiliary machine power is smaller when the electric fan is turned off than when the compressor is turned on.After that, if the compressor is on and the electric fan is off, the compressor power is reduced. Ascending gradually, the auxiliary power becomes smaller when the electric fan is turned on. Therefore, in order to increase the efficiency of the entire vehicle while minimizing auxiliary machine power, it is preferable to set an electric fan on-prohibition time within the compressor on-period and switch the electric fan on / off according to the on-prohibition time. . In this case, the turn-on prohibition time of the electric fan (more specifically, the timing of turning the electric fan on) is greatly related to the increase in the compressor power when the compressor is turned on and the electric fan is turned off. It is considered that the degree is determined by the compressor power at the moment when the compressor is turned on or its equivalent amount.
[0024]
  Therefore, the claim5As described above, the on-off time of the electric fan is set based on the compressor power when the compressor is turned on or the degree of increase in the compressor power when the electric fan is off corresponding to the corresponding amount. During the interval, the electric fan is controlled to be off, so that the electric fan can be optimally controlled, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved when the compressor is turned on to perform air conditioning.
[0025]
  Claims6As described above, an equivalent effect can be obtained by providing an on-prohibition time for the electric fan immediately after the compressor is turned on and setting the on-timing of the electric fan when the on-prohibition time has elapsed.
[0026]
  Claim7In the invention described above, the setting means sets an on-prohibition time of the electric fan according to a degree of increase in compressor power when the electric fan is turned off when driving the compressor, and the degree of increase in the compressor power is The larger the value, the shorter the on-prohibition time of the electric fan. In this case, a large degree of increase in compressor power when the electric fan is off means that the timing at which the auxiliary power at the off time exceeds the auxiliary power at the on time is advanced. Therefore, the on-prohibition time of the electric fan is shortened as the degree of increase in compressor power when the electric fan is off is larger. Note that when the on-timing of the electric fan is set, the timing is advanced.
[0027]
  Claim7In the invention of claim8-10The setting means may be configured as follows. That is, factors that determine the degree of increase in compressor power when the electric fan is off include compressor power, compressor discharge pressure, compressor suction pressure, compressor discharge amount, post-evaporator air temperature, outside air temperature, compressor on / off There are load factors when the compressor is driven such as the switching temperature of the vehicle, and vehicle operating conditions such as vehicle speed, engine speed, and alternator power generation. Therefore, claim8In the invention, the on-prohibition time of the electric fan is shortened as the compressor power when the compressor is turned on is increased.
  ・ Claim9In this invention, the on-prohibition time of the electric fan is set longer as the load factor during driving of the compressor is larger.
  ・ Claim10In this invention, the on-prohibition time of the electric fan is set longer as the driving state of the vehicle increases in engine speed.
[0028]
  Claims above8-10With this configuration, the electric fan can be switched on and off at the optimum timing while taking into account various factors that determine the degree of increase in compressor power when the electric fan is turned off, thereby realizing further improvements in fuel consumption. Can do.
[0029]
  Claim11In the invention described in the above, the execution condition of the control by the second electric fan control means is determined based on at least the running state of the vehicle or the operating state of the engine. Therefore, the temporary on-prohibition operation of the electric fan can be restricted when it is considered that there is no effect in improving the fuel efficiency, or when it is considered that the air conditioning is hindered. As an implementation condition of the control, the claim4Similarly to the above, conditions such as the vehicle speed, the air temperature after passing through the evaporator, the engine cooling water temperature, the presence / absence of the fuel cut, the compressor discharge pressure, and the like may be set as appropriate.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The apparatus of the present embodiment is configured as an apparatus that can improve the efficiency of the entire vehicle and improve the fuel consumption of an internal combustion engine (engine) when an air conditioner is used in combination with the operation of an automobile.
[0031]
First, the configuration of the apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, this apparatus mainly includes an engine 10 and its peripheral devices, an air conditioner 30 that is operated by the power of the engine 10, sensor groups 41 to 44 mainly used for controlling the air conditioner 30, The ECU 50 is configured to control the overall operation and monitor the operation of the air conditioner 30.
[0032]
First of all, the engine 10 is provided with an intake pipe 11 and an exhaust pipe 12, and an injector 13 for injecting and supplying the fuel to the engine 10 and a throttle valve 14 for adjusting the intake air amount. And an intake pressure sensor 15 for detecting the pressure in the intake pipe. The engine 10 is provided with an output shaft (crankshaft) 16, and a rotational speed sensor 17 for detecting the rotational speed of the output shaft 16 is disposed. The cylinder block of the engine 10 is provided with a water temperature sensor 18 that detects the temperature of engine cooling water.
[0033]
The intake pressure PM detected by the intake pressure sensor 15, the engine speed Ne detected by the rotation speed sensor 17, the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 18, etc. are taken into the ECU 50. The ECU 50 is configured around a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output circuit, and the like, and determines the fuel injection amount for each time by the injector 13 according to the detected values of PM, Ne, and the like.
[0034]
The power through the output shaft 16 of the engine 10 is transmitted to the air conditioner 30 (more precisely, the compressor 31) via the clutch (magnet clutch) 20, and the clutch 20 is turned on / off. Whether or not the air conditioner 30 is in operation is substantially controlled. In the apparatus according to the embodiment, ON / OFF of the clutch 20 is also controlled by the ECU 50.
[0035]
As shown in FIG. 1, the air conditioner 30 that is operated by the power of the engine 10 includes a compressor 31 that sucks and compresses refrigerant gas and a condenser that cools and liquefies the refrigerant gas pumped from the compressor 31. 32, a receiver 33 that temporarily stores the refrigerant liquefied by the condenser 32, an expansion valve 34 that adjusts the amount of refrigerant, an evaporator 35 that vaporizes the refrigerant and cools the surrounding air, and the like. . The compressor 31 may be either a fixed capacity type or a variable capacity type, but in this embodiment, it is a fixed capacity type. In the air conditioner 30, the refrigerant is circulated in the refrigeration cycle, the heat in the vehicle interior is absorbed by the evaporator 35, and the heat is released from the condenser 32 to the outside of the vehicle, thereby air-conditioning (cooling) the vehicle interior.
[0036]
A condenser fan 32a as an electric fan is disposed behind the condenser 32, and air is blown to the condenser 32 by the condenser fan 32a. The condenser fan 32a is driven in conjunction with the compressor ON, and power is supplied from the alternator 21 at the time of driving. A relay circuit 22 is provided on a power supply line connecting the condenser fan 32a and the alternator 21, and the condenser circuit 32a is controlled to be turned on or off by the relay circuit 22 being turned on / off by the ECU 50. . The evaporator 35 is provided with a blower motor 35a, and the blower motor 35a blows air in the passenger compartment.
[0037]
On the other hand, as a group of sensors used for controlling the air conditioner 30,
A discharge pressure sensor 41 that detects a high-pressure refrigerant pressure (compressor discharge pressure Pout) discharged from the compressor 31;
An outside air temperature sensor 42 for detecting the temperature outside the passenger compartment (outside air temperature Tout),
A post-evaporation temperature sensor 43 that detects the air temperature behind the evaporator 35 (post-evaporation temperature Te);
A vehicle speed sensor 44 for detecting the speed of the vehicle (vehicle speed Vs),
The outputs of these sensors are all input to the ECU 50.
[0038]
In addition, the ECU 50 also captures an ON / OFF operation signal of an air conditioner switch (not shown) provided on the vehicle interior operation panel. According to this air conditioner switch, in addition to the air conditioner 30 being turned ON or OFF, the cooling strength is in two stages, either “A / C mode (strong cooling)” or “ECON mode (weak cooling)”. It can be switched with.
[0039]
Next, the operation of the present apparatus will be described focusing on air conditioner control performed by the ECU 50.
FIG. 2 is a flowchart showing the control procedure of the compressor 31. In this process, the ON / OFF state of the compressor 31 is automatically controlled according to the post-evaporation temperature Te.
[0040]
First, at step 101, the post-evaporation temperature Te detected by the post-evaporation temperature sensor 43 is read. In the following step 102, it is determined whether the current air conditioner operation mode is the “A / C mode” or the “ECON mode”, and the on temperature Ton and the off temperature Toff of the compressor 31 are determined according to the operation mode. Set. More specifically,
・ In A / C mode, Ton = 4 ° C, Toff = 3 ° C,
・ In ECON mode, Ton = 11 ° C, Toff = 10 ° C,
And
[0041]
Thereafter, in step 103, it is determined whether or not the post-evaporation temperature Te is equal to or higher than the on-temperature Ton. In the subsequent step 104, it is determined whether or not the post-evaporation temperature Te is lower than the off-temperature Toff. If Te ≧ Ton, the clutch 20 is set to the connected state to turn on the compressor in step 105, and if Te <Toff, the clutch 20 is set to the disconnected state to turn off the compressor in step 106. If Toff ≦ Te <Ton, the compressor is kept on or off.
[0042]
The apparatus of the present embodiment is characterized in that the ON operation of the condenser fan 32a is delayed when the compressor is ON, and the efficiency of the air conditioning system is improved by the delay operation of the condenser fan 32a. In particular, the sum of the compressor power Lc and the alternator power La is used as the auxiliary machine power TL, and the ON timing of the condenser fan 32a is adjusted while monitoring the auxiliary machine power TL. The outline will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 4 shows the compressor operation that is turned ON / OFF according to the post-evaporation temperature Te, the accompanying changes in compressor power Lc, alternator power La, auxiliary power TL, and ON / OFF operation of the condenser fan 32a. Show.
[0043]
First, consider a case where the condenser fan 32a is turned on simultaneously with the compressor 31 being turned on. In this case, as indicated by a solid line in FIG. 4, the compressor power Lc reaches a predetermined initial value as the compressor is turned on, and is then maintained substantially at the initial value. Further, the alternator power La is increased by the driving amount of the condenser fan 32a. Therefore, the auxiliary machine power TL (= Lc + La) is held at a substantially constant value during the ON period of the compressor 31.
[0044]
On the other hand, let us consider a case where the condenser fan 32a is not turned on and kept in the OFF state even when the compressor 31 is turned on. In this case, as indicated by a dotted line in FIG. 4, the compressor power Lc gradually increases after reaching a predetermined initial value as the compressor is turned on. That is, when the condenser fan is OFF, the refrigerant temperature in the refrigeration cycle rises and the compressor discharge pressure rises as a result, and as a result, the compressor power Lc rises. The degree of increase in power Lc after the compressor is turned on is generally determined by the compressor power Lc at the moment of compressor ON, and the degree of increase increases as the Lc increases. Further, since the condenser fan 32a is not turned on, the alternator power La does not change. Therefore, the auxiliary machine power TL (= Lc + La) continues to increase during the ON period of the compressor 31.
[0045]
For the sake of convenience, in the following description, (on) or (off) is described following each symbol as necessary to identify whether the value is when the capacitor fan is ON or when the capacitor fan is OFF.
[0046]
The auxiliary machine power TL (on) when the condenser fan is turned on indicated by a solid line in FIG. 4 is compared with the auxiliary machine power TL (off) at the same OFF time shown by a dotted line. At the moment when the compressor 31 is turned on, the compressor power Lc becomes the same initial value regardless of the ON / OFF state of the condenser fan 32a, so the difference in the alternator power La becomes the difference in the auxiliary machine power TL. Therefore, when the condenser fan is ON, the alternator power La is increased by the power,
TL (on)> TL (off)
It becomes. Further, if the compressor ON state continues, the compressor power Lc (off) at the time of condenser fan OFF gradually increases,
TL (on) <TL (off)
It becomes.
[0047]
In short, when “TL (on)> TL (off)”, the auxiliary machine power TL can be reduced by turning off the condenser fan 32a, and conversely, “TL (on) <TL (off)”. In this case, the auxiliary machine power TL can be reduced by turning on the condenser fan 32a. Therefore, the condenser fan 32a is configured to be switched from OFF to ON at the timing of “TL (on) <TL (off)”.
[0048]
Here, the basic equation for calculating the compressor power Lc is the following equation (1). Further, the compressor torque Tc in the equation (1) is calculated by the equation (2).
[0049]
[Expression 1]
Figure 0004232296
In the above formulas (1) and (2), the compressor speed Nc is calculated from the engine speed Ne. The compressor discharge pressure Pout is a detection value of the discharge pressure sensor 41. In addition, the coefficient C, the specific heat ratio k, the compressor suction pressure Pin, and the compressor discharge amount Vc all use known values.
[0050]
Actually, in the OFF state before the condenser fan 32a is turned on, the auxiliary power TL (on) when the condenser fan 32a is ON and the auxiliary power TL (off) when the condenser fan 32a is OFF are calculated. At this time, using the compressor discharge pressure Pout (actual value) based on the detection value of the discharge pressure sensor 41, the compressor power Lc (off) when the condenser fan is OFF is calculated from the above formulas (1) and (2).
[0051]
On the other hand, in the OFF state before the condenser fan 32a is turned on, the compressor discharge pressure Pout when the condenser fan is ON cannot be obtained from the sensor output. Therefore, the compressor discharge pressure Pout ( off). That is, first, the refrigerant temperature Tr (off) corresponding to the compressor discharge pressure Pout (off) when the condenser fan is OFF is read using a well-known Mollier diagram (not shown). Further, based on the fact that the amount of air passing through the condenser 32 is different between when the condenser fan 32a is turned on and when the condenser fan 32a is turned off, the following equation (3) is used to turn the condenser fan 32a on from the refrigerant temperature Tr (off) when the condenser fan is turned off. The refrigerant temperature Tr (on) at the time is calculated.
[0052]
[Expression 2]
Figure 0004232296
Here, the capacitor front air volume Vam is calculated according to the vehicle speed Vs at that time, for example, using the relationship of FIG. According to FIG. 6, a larger value is calculated as the capacitor front air volume Vam as the vehicle speed Vs increases. The outside air temperature Tout is a detection value of the outside air temperature sensor 42.
[0053]
When the refrigerant temperature Tr (on) when the condenser fan is ON is calculated by the above equation (3), the compressor discharge pressure Pout (on) corresponding to the refrigerant temperature Tr (on) is read again using the Mollier diagram. If the compressor discharge pressure Pout (on) when the condenser fan is ON is obtained in this way, the compressor power Lc (on) when the condenser fan is ON can be calculated from the above (1) and (2).
[0054]
The alternator power La is calculated by the following equation (4).
[0055]
[Equation 3]
Figure 0004232296
Known values are used as the alternator power generation current I and the power generation efficiency ηa, and the monitor value by the ECU 50 is used as the battery voltage VB.
[0056]
Then, the compressor power Lc (on) and the alternator power La (on) when the condenser fan is ON are added to calculate the auxiliary power TL (on), and the compressor power Lc (off) and the alternator when the condenser fan is OFF are calculated. The auxiliary power TL (off) is calculated by adding the power La (off). In addition, while comparing TL (on) and TL (off), the ON timing of the capacitor fan 32a is delayed with respect to the compressor ON, and at the timing when “TL (on) <TL (off)”, the capacitor fan 32a is switched from OFF to ON.
[0057]
By the way, if the ON timing of the condenser fan 32a is delayed with respect to the compressor ON as described above, the air flow passing through the condenser 32 is reduced during the period when the condenser fan 32a is not turned on, so that the cooling capacity is lowered. Therefore, the ON timing of the condenser fan 32a is advanced so as to meet the reduced cooling capacity, and more precise air conditioning control is performed. The outline will be described with reference to the time chart of FIG.
[0058]
In other words, when the cooling operation is reduced due to the delay of the ON operation of the condenser fan 32a, the post-evaporation temperature Te decreases slowly as shown by the dotted line in FIG. 5, and the compressor ON period is expected to be somewhat extended. The At this time, the total amount of compressor power Lc increases as shown by the shaded portion in FIG. 5 due to the extension of the compressor ON period. The predicted extension time Tx of the compressor ON corresponds to a period for compensating for a decrease in cooling capacity. For example, it is considered that the larger the compressor power Lc, the longer Tx becomes and the increase in the compressor power Lc increases.
[0059]
In such a case, the auxiliary power TL (off) when the condenser fan is turned off is corrected to the increase side by the extension of the compressor ON period (an increase in the compressor power Lc) commensurate with the cooling capacity decrease (shaded portion Qx in FIG. 5). ). Then, using the corrected TL (off), the auxiliary power TL (on) when the condenser fan is ON is compared with the auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF, and “TL (on) <after correction” The capacitor fan 32a is configured to be switched from OFF to ON at the timing of “TL (off)”.
[0060]
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the condenser fan 32a, and this process is performed by the ECU 50 every predetermined time (for example, every 64 msec).
First, in step 201, it is determined whether or not the compressor 31 is currently ON. If the compressor is OFF, the process proceeds to step 208, and the OFF state of the condenser fan 32a is continued as it is.
[0061]
If the compressor is ON, the process proceeds to step 202 to determine whether or not the condenser fan 32a is already ON. Since the condenser fan 32a is in an OFF state at the beginning of the compressor ON, the process proceeds to step 203.
[0062]
In step 203, it is determined whether or not an execution condition for delaying the ON operation of the capacitor fan 32a is satisfied. Here, as implementation conditions,
(A) The vehicle speed Vs is equal to or higher than a predetermined value;
(B) the post-evaporation temperature Te is less than a predetermined value;
(C) the engine coolant temperature Tw is less than a predetermined value;
(D) not during fuel cut,
(E) the discharge pressure Pout of the compressor 31 is less than a predetermined value;
In the case where all of (a) to (e) are satisfied, it is considered that the above-mentioned execution condition is satisfied, and step 203 is affirmatively determined. However, even if not all of them are satisfied, step 203 may be affirmed when only any specific condition is satisfied. If the vehicle speed Vs is 20 km / h or more, or if the post-evaporation temperature Te is lower than the on-temperature Ton + 5 ° C. of the compressor 31 among the above conditions, the vehicle speed Vs and the post-evaporation temperature Te will be described more specifically. The condition is satisfied.
[0063]
As a reason for providing the above conditions (a) to (e), when (a) is not established, it is considered that the increase in compressor power is large and the effect of this control is small. When (b) is not established, the cooling capacity decreases. When (c) is not established, there is a risk of overheating. When (d) is not established, the fuel consumption is zero because of fuel cut, so there is no effect of improving fuel consumption. Moreover, when (e) is not established, there is a risk of compressor failure.
[0064]
When step 203 is NO, the process proceeds to step 209 and the condenser fan 32a is turned on. When step 203 is YES, in step 204, the auxiliary machine power TL (on) when the condenser fan is ON is calculated using the above-described equations (1) to (4). That is, the compressor power Lc (on) when the condenser fan is ON is estimated using the compressor discharge pressure Pout when the condenser fan is OFF (before ON), and the Lc (on) and the alternator power La (on) are added. Auxiliary power TL (on) is calculated.
[0065]
In the subsequent step 205, auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF is calculated using the above-described equations (1) to (4). In other words, the compressor power Lc (off) when the condenser fan is OFF is calculated using the compressor discharge pressure Pout (actual value) at that time detected by the discharge pressure sensor 41, and the Lc (off) and the alternator power La (off) are calculated. ) And the auxiliary power TL (off) is calculated.
[0066]
Thereafter, in step 206, the auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF is corrected while corresponding to the increase in compressor power when the condenser fan is OFF, and the corrected auxiliary power TLa (off) is calculated. At this time, for example, using the relationship of FIG. 7, the correction amount is calculated according to the compressor discharge pressure Pout or the compressor power Lc when the compressor is ON, and the correction amount is added to the auxiliary power TL (off), and the sum is calculated. The corrected auxiliary machine power is TLa (off). Note that, as the compressor discharge pressure Pout or the compressor power Lc when the compressor is turned on is larger, it is considered that the decrease in the cooling capacity is larger and the extension time of the compressor ON is prolonged, so in FIG. 7, the compressor discharge pressure Pout or the compressor power is increased. A relationship is set such that the correction amount increases as Lc increases.
[0067]
Thereafter, in step 207, the auxiliary machine power TL (on) when the condenser fan is ON is compared with the corrected auxiliary machine power TLa (off) when the condenser fan is OFF. If TL (on) ≧ TLa (off), the process proceeds to step 208 and the condenser fan OFF state is continued. If TL (on) <TLa (off), the routine proceeds to step 209, where the condenser fan 32a is turned on.
[0068]
When the condenser fan 32a is turned on, step 202 is YES thereafter, and the condenser fan is kept on until the compressor 31 is turned off (step 201 is NO).
[0069]
A more specific operation of the air conditioner control will be described again with reference to the time chart of FIG.
At time t1, the post-evaporation temperature Te reaches the on-temperature Ton of the compressor 31, the clutch 20 is turned on, and the compressor 31 is turned on. Further, at this time t1, the condenser fan 32a is still in the OFF state, and the auxiliary machine power TL is in the state of “TL (on) ≧ TLa (off)”, so the condenser fan OFF state is continued.
[0070]
After that, at time t2, the condenser fan 32a is turned on because “TL (on) <TLa (off)” as the corrected auxiliary machine power TLa (off) increases. Incidentally, assuming that the auxiliary power TL (on) is compared with the uncorrected auxiliary power TL (off), at time t3, “TL (on) <TL (off)” and the condenser fan 32a is turned on. However, in the present embodiment, the condenser fan 32a is turned on at a time t2 earlier than that, so that air conditioning control corresponding to the decrease in cooling capacity due to the delayed operation of the condenser fan is realized.
[0071]
Thereafter, at time t4, the post-evaporation temperature Te falls below the off temperature Toff of the compressor 31, the clutch 20 is turned off, and the compressor 31 is returned to the off state.
[0072]
In the present embodiment, steps 204 and 205 in FIG. 3 correspond to auxiliary power calculation means of the present invention, step 206 corresponds to correction means, and steps 207 to 209 correspond to first electric fan control means. It corresponds to.
[0073]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(A) When the compressor 31 is ON, the auxiliary power TL (on) when the condenser fan is ON and the auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF are calculated, and these TL (on) and TL (off) are calculated. The capacitor fan 32a can be optimally controlled by delaying the timing of turning on the capacitor fan 32a while comparing. Therefore, it is possible to realize power saving and to improve the fuel consumption of the vehicle when the compressor 31 is turned on to perform air conditioning.
[0074]
(B) Based on the compressor discharge pressure Pout (sensor detection value) when the condenser fan is OFF, calculation of the auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF and estimation of the auxiliary power TL (on) when the condenser fan is ON As a result, auxiliary power data when the condenser fan is turned on can be obtained even before the condenser fan 32a is turned on.
[0075]
(C) Based on the fact that the amount of air passing through the condenser 32 is different between when the condenser fan 32a is turned on and when the condenser fan 32a is turned off, the compressor discharge pressure Pout (off) detected when the condenser fan is turned off is used. on) and the auxiliary power TL (on) when the condenser fan is ON is estimated from the Pout (on), so that the estimation can be performed relatively easily and with high accuracy. At this time, since the capacitor front air volume is determined according to the vehicle speed Vs in accordance with the relationship of FIG. 6, the reliability of the estimated TL (on) value is improved.
[0076]
(D) Auxiliary power TL (off) when the condenser fan is OFF is corrected to an increase side according to the compressor ON extension time when the condenser fan 32a is delayed, and the corrected auxiliary power TLa ( off)), the auxiliary machine power when the condenser fan is ON and OFF is compared, so that the auxiliary machine power can be accurately compared, and the fuel efficiency is further improved.
[0077]
(E) On the refrigeration cycle, various factors such as load factors (compressor suction pressure, discharge amount, post-evaporation temperature, etc.) and vehicle operating conditions (vehicle speed, engine speed, etc.) during driving of the compressor are reflected in the compressor discharge pressure Pout. Therefore, by determining whether the condenser fan 32a is ON / OFF based on the detected value (actual value) of the compressor discharge pressure Pout, the condenser fan 32a can be turned on at the optimum time under all conditions.
[0078]
(F) Implementation conditions for delaying the ON operation of the condenser fan 32a based on the vehicle running state or engine operating state such as the vehicle speed Vs, the post-evaporation temperature Te, the engine cooling water temperature Tw, the presence or absence of fuel cut, and the compressor discharge pressure Pout Therefore, the delay operation of the condenser fan can be limited in the case where it is considered that there is no effect in improving the fuel consumption, or in the case where it is considered that the air conditioning is hindered.
[0079]
In the “air conditioning control method and apparatus” disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-118609, the power consumption of the compressor and the power consumption of the electric fan are calculated, and the power consumption is calculated after the electric fan is turned on. The electric fan is controlled so that the consumed energy value becomes the minimum energy value. However, the apparatus disclosed in the above publication is not described to control the ON timing of the electric fan, and the electric fan is always ON when the compressor is ON. Further, in the apparatus according to the present embodiment, the relay circuit 22 on the power supply line is turned on / off to control the driving of the capacitor fan 32a. Can be simplified.
[0080]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. However, the following description will focus on differences from the first embodiment. In the air conditioning system of the present embodiment, the ON prohibition time of the condenser fan 32a during the ON period of the compressor 31 is set according to the compressor power when the compressor is ON or its equivalent amount, and after the compressor is turned ON, the ON prohibition time is set. The capacitor fan 32a is turned on when the time has elapsed.
[0081]
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the condenser fan 32a in the present embodiment, and this processing is executed by the ECU 50 in place of FIG.
[0082]
First, in step 301 of FIG. 8, it is determined whether or not the compressor 31 is currently ON. If the compressor is OFF, the process proceeds to step 306 and the condenser fan 32a is maintained in the OFF state. If the compressor is ON, the process proceeds to step 302, and it is determined whether or not an execution condition for setting the ON prohibition time of the capacitor fan 32a is satisfied. Since the contents of this process are the same as in step 202 of FIG. 3, details thereof are omitted.
[0083]
If step 302 is NO, the process proceeds to step 308 and the condenser fan 32a is turned on. If step 302 is YES, in step 303, it is determined whether or not the compressor was off at the previous processing. If YES, the routine proceeds to step 304, where the compressor discharge pressure Pout, the post-evaporation temperature Te, the vehicle speed Vs, and the alternator power generation are input. Set.
[0084]
In this case, for example, the ON prohibition time Tcon is set according to the compressor discharge pressure Pout, the post-evaporation temperature Te, the vehicle speed Vs, and the alternator generated power using the relationships shown in FIGS. 9A to 9D,
-The ON prohibition time Tcon is shortened as the compressor discharge pressure Pout increases.-The ON prohibition time Tcon is increased as the post-evaporation temperature Te increases.
・ The higher the vehicle speed Vs, the longer the ON prohibited time Tcon.
・ The longer the ON prohibition time Tcon, the greater the alternator generated power,
Such a relationship is set in advance.
[0085]
Actually, first, the basic value of the ON-prohibited time Tcon is calculated based on the compressor discharge pressure Pout according to the relationship shown in FIG. 9A, and the relationship shown in FIGS. It is preferable to perform the correction based on the above and calculate the ON prohibition time Tcon. In the relationship of FIG. 9A, the compressor discharge pressure Pout shown on the horizontal axis is a considerable amount of compressor power, and this may be changed to the compressor power calculated from the compressor discharge pressure Pout.
[0086]
9A to 9D is set based on the degree of increase in the compressor power when the condenser fan is OFF. Basically, the larger the degree of increase in the compressor power, the larger the condenser fan. The ON prohibition time Tcon of 32a is set to be shortened. In this case, a large degree of increase in the compressor power when the condenser fan is OFF means that the timing at which the auxiliary power when the condenser fan is OFF exceeds the auxiliary power when the condenser fan is ON is advanced. Therefore, the ON prohibition time Tcon is shortened and the ON timing of the condenser fan 32a is advanced as the degree of increase in compressor power when the condenser fan is OFF is increased.
[0087]
After setting the ON prohibition time Tcon in step 305, the process proceeds to step 306, and the condenser fan 32a is maintained in the OFF state. Thereafter, this process is temporarily terminated.
[0088]
Next, when this process is executed, the process proceeds in the order of steps 301 → 302 → 303 → 307. In step 307, it is determined whether or not the current time is within the ON-prohibited time Tcon of the capacitor fan 32a. And if it is YES, it will progress to step 306 and will continue the state of a capacitor | condenser fan OFF. Further, when the ON prohibition time of the condenser fan 32a elapses after the compressor is turned on, the process proceeds to Step 308, and the condenser fan 32a is shifted to the ON state.
[0089]
After the condenser fan 32a is turned on, the condenser fan is kept on until the compressor 31 is turned off next time. In this embodiment, step 305 in FIG. 8 corresponds to the setting means, and steps 306 to 308 correspond to the second electric fan control means.
[0090]
The above control will be described again using the time chart of FIG. When the compressor is turned on at time t11, the ON prohibition time Tcon of the condenser fan 32a is set at that time. At time t12 when the ON prohibition time Tcon elapses, the compressor fan 32a is turned on. Thereafter, when the compressor is turned off at time t13, the condenser fan 32a is also turned off.
[0091]
Looking at the change in compressor power, at times t11 to t12, the compressor power gradually increases from the initial value immediately after the compressor is turned on. Further, after time t12, the compressor power is held at the same value. As compared with the case where the ON timing of the condenser fan 32a is controlled as described above and the case where the condenser fan 32a is always turned on together with the compressor being turned on, the power can be reduced at least for the Qa portion indicated by the shaded area in FIG. I understand.
[0092]
As described above, according to the second embodiment, the ON prohibition time Tcon of the condenser fan 32a is set according to the compressor discharge pressure Pout, the post-evaporation temperature Te, the vehicle speed Vs, and the alternator generated power, and the ON prohibition time Tcon is set as the ON prohibition time Tcon. Since the driving of the condenser fan 32a is controlled based on the above, the condenser fan 32a can be optimally controlled. Therefore, it is possible to realize power saving and to improve the fuel consumption of the vehicle when the compressor 31 is turned on to perform air conditioning.
[0093]
Incidentally, when the first and second embodiments described above are compared, in the second embodiment, it is necessary to experimentally obtain the relationship of FIG. 9 for determining the optimum ON timing of the capacitor fan 32a. On the other hand, such a labor can be omitted in the first embodiment. Therefore, man-hours can be reduced.
[0094]
In addition to the above, the present invention can be embodied in the following forms.
In the process of FIG. 3, the corrected auxiliary machine power TLa (off) when the condenser fan is OFF is used and the condenser fan 32a is turned on when TL (on) <TLa (off). However, the corrected auxiliary machine power TLa ( off) (ie, step 206 in FIG. 3) may be omitted to simplify the configuration and reduce the calculation load. In this case, TL (on) is compared with TL (off) before correction. In any case, compared with the conventional apparatus, effects such as power saving and improvement in fuel consumption of the vehicle can be obtained.
[0095]
In the second embodiment, the ON prohibition time Tcon of the condenser fan 32a is set using the relationship shown in FIGS. 9A to 9D, but the compressor suction is used as another parameter for setting Tcon. Load factors during driving of the compressor such as pressure, compressor discharge amount, outside air temperature, and compressor ON / OFF switching temperature (Ton, Toff) may be used, or vehicle operating conditions such as engine speed may be used. When the compressor discharge amount, the outside air temperature, and the engine speed are used as parameters, the ON inhibition time Tcon is shortened as any one of these values increases. Further, when the compressor suction pressure and the compressor ON / OFF switching temperature are used as parameters, the ON prohibition time Tcon is increased as the numerical value increases. Note that since the compressor ON / OFF switching temperature is changed according to the air conditioner operation mode, the ON prohibition time Tcon may be set according to the operation mode. In any case, the condenser fan 32a can be turned on / off at an optimal timing while considering various factors that determine the degree of increase in compressor power when the condenser fan is turned off.
[0096]
In the second embodiment, the ON prohibition time is provided immediately after the compressor is turned on, but other configurations may be used. For example, it may be provided in the latter half of the compressor ON period, or may be provided intermittently by dividing the ON prohibition time finely.
[0097]
In each of the above embodiments, the discharge pressure sensor 41 for detecting the compressor discharge pressure Pout is provided and used as the “detection means”. Instead, the “detection means” is a torque for detecting the compressor torque. A sensor may be provided. Then, the compressor power is obtained using the detection value of the torque sensor. In this case, in the first embodiment, the compressor power based on the detection value of the torque sensor is used to calculate the auxiliary machine power when the condenser fan is turned on and the auxiliary machine power when the condenser fan is turned off. The ON timing of the fan 32a is determined.
[0098]
On the other hand, the compressor power when the condenser fan is OFF (before ON) may be calculated based on the engine generated power (output torque). Engine generated power can be calculated from the intake air amount (or intake pipe pressure + engine speed). In this case, since the compressor power can be calculated from the existing engine information, it is not necessary to add a discharge pressure sensor or a torque sensor of the compressor, and the above-described condenser fan control can be performed without increasing the cost.
[0099]
In the above embodiment, a fixed displacement compressor is used and the compressor is turned on or off via a magnet clutch, but this configuration is changed. For example, it is embodied in a clutchless type air conditioning system. In this case, it is determined that the compressor is turned on when the variable displacement compressor is shifted from the state in which the refrigerant is not pumped to the state in which the refrigerant is pumped. When the compressor is turned on, the compressor fan is ON / OFF controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a vehicle engine and an air conditioning system.
FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the compressor.
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the capacitor fan.
FIG. 4 is a time chart showing an outline of control of the air conditioning system.
FIG. 5 is a time chart showing an outline of control of the air conditioning system.
FIG. 6 is a diagram for calculating a capacitor front air volume.
FIG. 7 is a diagram for calculating a correction amount of auxiliary machine power.
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of a capacitor fan in the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram for setting an ON prohibition time.
FIG. 10 is a time chart showing an outline of control of the air conditioning system in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 21 ... Alternator, 30 ... Air conditioner, 31 ... Compressor, 32 ... Condenser, 32a ... Condenser fan as electric fan, 41 ... Discharge pressure sensor as detection means, 50 ... Auxiliary power calculation means, 1st ECU as electric fan control means, correction means, setting means, and second electric fan control means.

Claims (11)

車載エンジンを動力源として駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサから送られる冷媒ガスを冷却し凝縮液化させるコンデンサと、オルタネータからの電力供給により駆動され、コンデンサを冷却するための電動ファンとを少なくとも備える冷凍サイクルに適用され、冷房負荷に応じてコンプレッサの駆動をオン又はオフすると共に、コンプレッサの駆動に連動して電動ファンの駆動をオン又はオフする車両の空調制御装置において、
コンプレッサの駆動に際し、電動ファンがオフ状態に保持されている時のコンプレッサ動力とオルタネータ動力との和として電動ファンオフ時の補機動力を算出すると共に、コンプレッサの駆動オンに伴って電動ファンがオンされたとする時のコンプレッサ動力の推定値とオルタネータ動力との和として電動ファンオン時の補機動力を算出する補機動力算出手段と、
同じくコンプレッサの駆動に際して前記算出された電動ファンオン時の補機動力及び電動ファンオフ時の補機動力を比較し、
電動ファンオン時の補機動力＜電動ファンオフ時の補機動力
になるタイミングで電動ファンをオンする第１の電動ファン制御手段と、
コンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力を検出する検出手段を備え、
前記補機動力算出手段は、電動ファンをオンする前のオフ時におけるコンプレッサ吐出圧又はコンプレッサ動力の検出値に基づいて前記電動ファンオフ時の補機動力を算出すると共に、モリエル線図を用いて電動ファンのオフ時に検出したコンプレッサ吐出圧に対応する冷媒温度を算出し、該冷媒温度から前記コンデンサを通過する風量が電動ファンのオン時とオフ時とで相違することに基づき電動ファンオン時の冷媒温度を推定し、この推定した冷媒温度に基づいて前記モリエル線図を用いて電動ファンオン時のコンプレッサ吐出圧を算出し、その算出した値によりコンプレッサの駆動オンに伴って電動ファンがオンされたとする時のコンプレッサ動力を推定し、該推定値と前記オルタネータ動力との和として電動ファンオン時の補機動力を算出することを特徴とする車両の空調制御装置。A refrigeration comprising at least a compressor driven by an in-vehicle engine as a power source, a condenser that cools and liquefies refrigerant gas sent from the compressor, and an electric fan that is driven by power supply from an alternator and cools the condenser In an air conditioning control device for a vehicle that is applied to a cycle and that turns on or off the drive of a compressor according to a cooling load, and that turns on or off the drive of an electric fan in conjunction with the drive of the compressor,
When driving the compressor, the auxiliary power when the electric fan is turned off is calculated as the sum of the compressor power and the alternator power when the electric fan is held off, and the electric fan is turned on when the compressor is turned on. Auxiliary power calculation means for calculating auxiliary power when the electric fan is turned on as a sum of an estimated value of compressor power and alternator power when
Similarly, when the compressor is driven, the calculated auxiliary power when the electric fan is on and the auxiliary power when the electric fan is off are compared,
First electric fan control means for turning on the electric fan at a timing when the auxiliary machine power when the electric fan is turned on <the auxiliary machine power when the electric fan is turned off ;
A detecting means for detecting compressor discharge pressure or compressor power,
The auxiliary power calculation means calculates auxiliary power when the electric fan is turned off based on a detected value of the compressor discharge pressure or compressor power when the electric fan is turned off before turning on the electric fan, and uses the Mollier diagram. The refrigerant temperature corresponding to the compressor discharge pressure detected when the electric fan is off is calculated, and the amount of air passing through the condenser is different from the refrigerant temperature between when the electric fan is on and when the electric fan is on. The refrigerant temperature is estimated, and the compressor discharge pressure when the electric fan is on is calculated using the Mollier diagram based on the estimated refrigerant temperature, and the electric fan is turned on when the compressor is turned on by the calculated value. Suppose the compressor power at the moment, and the auxiliary power when the electric fan is on as the sum of the estimated value and the alternator power Calculating air conditioning control device for a vehicle, characterized by. コンプレッサの駆動に対し電動ファンのオンタイミングを遅らせた時のコンプレッサ駆動の延長時間に応じて、電動ファンのオフ時における補機動力を増加側に補正する補正手段を備え、
前記第１の電動ファン制御手段は、前記補正手段による補正後の補機動力を用いて電動ファンのオン時及びオフ時の補機動力を比較し、該補正後のオフ時の補機動力がオン時の補記動力よりも大きくなると電動ファンをオンする請求項１に記載の車両の空調制御装置。According to the extension time of the compressor drive when the electric fan on timing is delayed with respect to the compressor drive, the correction means for correcting the auxiliary machine power when the electric fan is off to the increase side,
The first electric fan control means compares the auxiliary machine power when the electric fan is turned on and off using the auxiliary machine power corrected by the correcting means, and the corrected auxiliary machine power when the electric fan is turned off is determined. The air conditioning control device for a vehicle according to claim 1 , wherein the electric fan is turned on when the supplementary power at the time of turning on becomes larger. 請求項２に記載の車両の空調制御装置において、
前記補正手段は、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力又はその相当量が大きいほど前記コンプレッサ駆動の延長時間が長いとみなし、前記補機動力を増加側に補正するための補正量を大きくする車両の空調制御装置。The vehicle air conditioning control device according to claim 2 ,
The correction means considers that the compressor drive extended time is longer as the compressor power when the compressor is turned on or its equivalent amount is larger, and increases the correction amount for correcting the auxiliary power to the increase side. Air conditioning control device. 少なくとも車両の走行状態又はエンジンの運転状態に基づいて、前記第１の電動ファン制御手段による制御の実施条件を判定する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の空調制御装置。The air conditioning control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3 , wherein an execution condition of control by the first electric fan control means is determined based on at least a running state of the vehicle or an operating state of the engine. 車載エンジンを動力源として駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサから送られる冷媒ガスを冷却し凝縮液化させるコンデンサと、オルタネータからの電力供給により駆動され、コンデンサを冷却するための電動ファンとを少なくとも備える冷凍サイクルに適用され、冷房負荷に応じてコンプレッサの駆動をオン又はオフすると共に、コンプレッサの駆動に連動して電動ファンの駆動をオン又はオフする車両の空調制御装置において、
コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力又はその相当量に対応する前記電動ファンオフ時におけるコンプレッサ動力の上昇度合に基づいて、前記コンプレッサのオン期間内における電動ファンのオン禁止時間を設定する設定手段と、
該設定された電動ファンのオン禁止時間の間は電動ファンをオフにする第２の電動ファン制御手段と、を備えることを特徴とする車両の空調制御装置。A refrigeration comprising at least a compressor driven by an in-vehicle engine as a power source, a condenser that cools and liquefies refrigerant gas sent from the compressor, and an electric fan that is driven by power supply from an alternator and cools the condenser In an air conditioning control device for a vehicle that is applied to a cycle and that turns on or off the drive of a compressor according to a cooling load, and that turns on or off the drive of an electric fan in conjunction with the drive of the compressor,
Setting means for setting an on-prohibition time of the electric fan within the on-period of the compressor, based on the degree of increase in compressor power at the time of turning off the electric fan corresponding to the compressor power when the compressor is turned on or an equivalent amount thereof;
And a second electric fan control means for turning off the electric fan during the set electric fan on-prohibition time. 請求項５に記載の車両の空調制御装置において、
前記設定手段は、コンプレッサのオン直後に電動ファンのオン禁止時間を設け、そのオン禁止時間が経過した時の電動ファンのオンタイミングを設定するものである車両の空調制御装置。In the vehicle air conditioning control device according to claim 5 ,
The air conditioning control device for a vehicle, wherein the setting means sets an on-timing of the electric fan immediately after the compressor is turned on, and sets an on-timing of the electric fan when the on-prohibited time has elapsed. 請求項５又は６に記載の車両の空調制御装置において、
前記設定手段は、コンプレッサの駆動に際し、電動ファンをオフ状態とした時のコンプレッサ動力の上昇度合に応じて電動ファンのオン禁止時間を設定し、前記コンプレッサ動力の上昇度合が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を短くする車両の空調制御装置。The vehicle air conditioning control device according to claim 5 or 6 ,
The setting means sets an on-prohibition time of the electric fan according to the degree of increase in the compressor power when the electric fan is turned off when driving the compressor, and the larger the degree of increase in the compressor power, A vehicle air-conditioning control system that shortens the on-prohibition time. 請求項７に記載の車両の空調制御装置において、
前記設定手段は、コンプレッサをオンした時のコンプレッサ動力が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を短くする車両の空調制御装置。The air conditioning control device for a vehicle according to claim 7 ,
The setting means is a vehicle air-conditioning control device that shortens the on-prohibition time of the electric fan as the compressor power when the compressor is turned on is increased. 請求項７に記載の車両の空調制御装置において、
前記設定手段は、コンプレッサ駆動時の負荷要因が大きいほど、電動ファンのオン禁止時間を長く設定する車両の空調制御装置。The air conditioning control device for a vehicle according to claim 7 ,
The setting unit is a vehicle air-conditioning control apparatus that sets the on-prohibition time of the electric fan longer as the load factor at the time of driving the compressor is larger. 請求項７に記載の車両の空調制御装置において、
前記設定手段は、エンジン回転数が高まる車両の運転状態であるほど、電動ファンのオン禁止時間を長く設定する車両の空調制御装置。The air conditioning control device for a vehicle according to claim 7 ,
The setting unit is an air conditioning control device for a vehicle that sets the on-prohibition time of the electric fan to be longer as the operating state of the vehicle increases in engine speed. 請求項５〜１０の何れか一項に記載の車両の空調制御装置において、
少なくとも車両の走行状態又はエンジンの運転状態に基づいて、前記第２の電動ファン制御手段による制御の実施条件を判定する車両の空調制御装置。In the vehicle air-conditioning control device according to any one of claims 5 to 10 ,
An air conditioning control device for a vehicle, which determines a control execution condition by the second electric fan control means based on at least a running state of the vehicle or an operating state of the engine.
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