JPH0545447B2 - - Google Patents
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- JPH0545447B2 JPH0545447B2 JP59219169A JP21916984A JPH0545447B2 JP H0545447 B2 JPH0545447 B2 JP H0545447B2 JP 59219169 A JP59219169 A JP 59219169A JP 21916984 A JP21916984 A JP 21916984A JP H0545447 B2 JPH0545447 B2 JP H0545447B2
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- electric fan
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
- B60H1/00828—Ventilators, e.g. speed control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3205—Control means therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、車両用冷房装置に備わるコンデンサ
を冷却するためのコンデンサ冷却用電動フアン制
御装置に関する。
を冷却するためのコンデンサ冷却用電動フアン制
御装置に関する。
車両用冷房装置、特に蒸気圧縮式冷房装置に備
わるコンデンサの冷却は、エンジンのクランク軸
の回転がベルトを介して伝えられた冷却用フアン
によるものと、冷却用フアンがモータによつて駆
動される電動フアンとがある。
わるコンデンサの冷却は、エンジンのクランク軸
の回転がベルトを介して伝えられた冷却用フアン
によるものと、冷却用フアンがモータによつて駆
動される電動フアンとがある。
このうち冷却フアンをモータで駆動する電動フ
アンでは、コンプレツサが作動中は常に電動モー
タも作動しており、コンプレツサがONしたとき
は電動モータに12V電圧が印加されて始動し、コ
ンプレツサがOFFしたときには電動モータの駆
動が停止される。
アンでは、コンプレツサが作動中は常に電動モー
タも作動しており、コンプレツサがONしたとき
は電動モータに12V電圧が印加されて始動し、コ
ンプレツサがOFFしたときには電動モータの駆
動が停止される。
ところで、電流モータがOFFしたときとONし
たときとでは冷却用フアンの騒音の差が大きく、
冷却用フアンがOFFからONしたときのステツプ
状の騒音変化が耳障りとなる。また、車両が高速
走行している時には車速風も高速であるため、こ
の車速風だけでも十分にコンデンサを冷却するこ
とができるのにコンプレツサがONしている時は
電動モータにより冷却用フアンが駆動されている
ためエネルギーを無駄に消費していた。
たときとでは冷却用フアンの騒音の差が大きく、
冷却用フアンがOFFからONしたときのステツプ
状の騒音変化が耳障りとなる。また、車両が高速
走行している時には車速風も高速であるため、こ
の車速風だけでも十分にコンデンサを冷却するこ
とができるのにコンプレツサがONしている時は
電動モータにより冷却用フアンが駆動されている
ためエネルギーを無駄に消費していた。
そこで、この点を改良したコンデンサ冷却用電
動フアンの制御装置がトヨタビスタ新型車解説書
に載つており、それは、第５図に示すように、コ
ンデンサモータ５０の回転数をLo（印加電圧6V）
とHi（印加電圧12V）の２段階とし、コンプレツ
サ５２のON時にはコンデンサモータ５０をLoで
回転させ、コンプレツサ５２からの冷媒高圧圧力
が1.8Kg／cm2以上となつたとき又は、ラジエター
の水温が93℃以上となつたときにはコンデンサモ
ータ５０をHiで回転させるようにコンデンサモ
ータ５０の回転数を二段制御するものである。
動フアンの制御装置がトヨタビスタ新型車解説書
に載つており、それは、第５図に示すように、コ
ンデンサモータ５０の回転数をLo（印加電圧6V）
とHi（印加電圧12V）の２段階とし、コンプレツ
サ５２のON時にはコンデンサモータ５０をLoで
回転させ、コンプレツサ５２からの冷媒高圧圧力
が1.8Kg／cm2以上となつたとき又は、ラジエター
の水温が93℃以上となつたときにはコンデンサモ
ータ５０をHiで回転させるようにコンデンサモ
ータ５０の回転数を二段制御するものである。
また、この技術に類似する公報としては、実公
昭58−39933号公報、実開昭57−40689号公報、実
開昭57−124415号公報等がある。
昭58−39933号公報、実開昭57−40689号公報、実
開昭57−124415号公報等がある。
ところで、前述した従来のコンデンサ冷却用電
動フアンの制御装置でも、車速風だけで十分にコ
ンデンサを冷却できるような高速走行時であつて
も電動フアンはLoの回転数で回転しており無駄
なエネルギー消費が解消されないという問題点が
あつた。
動フアンの制御装置でも、車速風だけで十分にコ
ンデンサを冷却できるような高速走行時であつて
も電動フアンはLoの回転数で回転しており無駄
なエネルギー消費が解消されないという問題点が
あつた。
また、騒音面でも、以前の電動フアンをOFF
と印加電圧12Vで回転させる場合よりも騒音の変
化は多少改善されたが、それでも、電動フアンは
OFF、Lo、Hiの３段階のステツプ状に駆動する
ので、電動フアンがOFFかLo、LoからHiに切替
えられたときの騒音の変化は依然として耳障りで
あるという問題点があつた。
と印加電圧12Vで回転させる場合よりも騒音の変
化は多少改善されたが、それでも、電動フアンは
OFF、Lo、Hiの３段階のステツプ状に駆動する
ので、電動フアンがOFFかLo、LoからHiに切替
えられたときの騒音の変化は依然として耳障りで
あるという問題点があつた。
本発明は前記従来の問題点を解消するために為
されたもので、その目的は、コンプレツサ冷却用
の電動フアンに消費されるエネルギーの無駄をな
くすとともに電動フアンから発生する耳障りなス
テツプ状の騒音をなくすことにある。
されたもので、その目的は、コンプレツサ冷却用
の電動フアンに消費されるエネルギーの無駄をな
くすとともに電動フアンから発生する耳障りなス
テツプ状の騒音をなくすことにある。
この目的を達成するために、本発明は、蒸気圧
縮式冷房装置において、この冷房装置のコンデン
サ冷却用電動フアンの制御装置が冷凍サイクルを
循環する冷媒の流量を検出する流量検出手段と、
外気温度を検出する外気温センサと、冷媒高圧部
分の圧力を検出する高圧圧力センサと、冷媒低圧
部分の圧力を検出する低圧圧力センサと、エバポ
レータの出口部の冷媒温度を検出する冷媒室温セ
ンサと、車両の車速を検出する車速センサと、前
記した各センサから出力される検出データを入力
してコンデンサ冷却に必要な最小限度の風量を送
るために電動フアンに印加する最適電圧を算出
し、この最適電圧により電動フアンの回転数を連
続的に制御する制御装置と、を含んで成ることを
特徴とする。
縮式冷房装置において、この冷房装置のコンデン
サ冷却用電動フアンの制御装置が冷凍サイクルを
循環する冷媒の流量を検出する流量検出手段と、
外気温度を検出する外気温センサと、冷媒高圧部
分の圧力を検出する高圧圧力センサと、冷媒低圧
部分の圧力を検出する低圧圧力センサと、エバポ
レータの出口部の冷媒温度を検出する冷媒室温セ
ンサと、車両の車速を検出する車速センサと、前
記した各センサから出力される検出データを入力
してコンデンサ冷却に必要な最小限度の風量を送
るために電動フアンに印加する最適電圧を算出
し、この最適電圧により電動フアンの回転数を連
続的に制御する制御装置と、を含んで成ることを
特徴とする。
以上の様な構成により、コンデンサ冷却用電動
フアンには常に電動フアンの冷却に必要とする最
小限度の最適電圧が印加されることになり、しか
も電動フアンの回転数は連続的に変化するように
制御される。
フアンには常に電動フアンの冷却に必要とする最
小限度の最適電圧が印加されることになり、しか
も電動フアンの回転数は連続的に変化するように
制御される。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の好適な実施例を説明
する。
する。
第１図における車両用蒸気圧縮式の冷凍サイク
ルは、エキスパンシヨンバルブ１０、エバポレー
タ１２、コンプレツサ１４、コンデンサ１６によ
り構成され、この密閉された冷凍サイクルへ冷媒
を循環させ、車室内空気の低熱源から外気の高熱
源へ熱を移動させて冷房を行なう。又、コンデン
サ１６の近傍には、該コンデンサ１６を空気冷却
するための電動フアン１８が設けてある。
ルは、エキスパンシヨンバルブ１０、エバポレー
タ１２、コンプレツサ１４、コンデンサ１６によ
り構成され、この密閉された冷凍サイクルへ冷媒
を循環させ、車室内空気の低熱源から外気の高熱
源へ熱を移動させて冷房を行なう。又、コンデン
サ１６の近傍には、該コンデンサ１６を空気冷却
するための電動フアン１８が設けてある。
すなわち、液化冷媒ａはエキスパンシヨンバル
ブ１０を通り弁の絞り作用により断熱膨脹をし、
圧力と温度が下がり霧状ｂでエバポレータ１２へ
入り、車室内より熱を吸収し気化（蒸発し、等温
膨脹を続けて車室内空気の冷却作用を果たし、過
熱蒸気ｃとなつてコンプレツサ１４に吸入され、
断熱圧縮して高温高圧のガス体ｄとなつてコンデ
ンサ１６に達し、外気へ熱を放出して液化冷媒ａ
の状態に戻る。
ブ１０を通り弁の絞り作用により断熱膨脹をし、
圧力と温度が下がり霧状ｂでエバポレータ１２へ
入り、車室内より熱を吸収し気化（蒸発し、等温
膨脹を続けて車室内空気の冷却作用を果たし、過
熱蒸気ｃとなつてコンプレツサ１４に吸入され、
断熱圧縮して高温高圧のガス体ｄとなつてコンデ
ンサ１６に達し、外気へ熱を放出して液化冷媒ａ
の状態に戻る。
また、エバポレータ１２の出口には感温筒２０
が設けられていて、この感温筒２０でエバポレー
タ１２の出口の冷媒温度を感知してエキスパンシ
ヨンバルブ１０の弁の開閉量を変えるものであ
り、エバポレータ１２の途中で冷媒がすべて気体
となり、その気体の冷媒がエバポレータ１２の出
口に達するまでの間に加熱されて温度が上昇する
場合には感温筒２０の冷媒温度の感知によりエキ
スパンシヨンバルブ１０内の通路を大きくして冷
媒が多く流れるようにしてエバポレータ１２の少
し手前で冷媒のすべてが気体となるようにする。
逆にエバポレータ１２の出口でもまだ冷媒が液滴
でかなり残るような場合には感温筒２０により冷
媒の低い温度を感知してエキスパンシヨンロバル
ブ１０内の通路を小さくして冷媒流量を少なくし
てエバポレータ１２の出口の少し手前までに冷媒
がすべて気化するように制御する。
が設けられていて、この感温筒２０でエバポレー
タ１２の出口の冷媒温度を感知してエキスパンシ
ヨンバルブ１０の弁の開閉量を変えるものであ
り、エバポレータ１２の途中で冷媒がすべて気体
となり、その気体の冷媒がエバポレータ１２の出
口に達するまでの間に加熱されて温度が上昇する
場合には感温筒２０の冷媒温度の感知によりエキ
スパンシヨンバルブ１０内の通路を大きくして冷
媒が多く流れるようにしてエバポレータ１２の少
し手前で冷媒のすべてが気体となるようにする。
逆にエバポレータ１２の出口でもまだ冷媒が液滴
でかなり残るような場合には感温筒２０により冷
媒の低い温度を感知してエキスパンシヨンロバル
ブ１０内の通路を小さくして冷媒流量を少なくし
てエバポレータ１２の出口の少し手前までに冷媒
がすべて気化するように制御する。
次に前記コンデンサ冷却用電動フアン１８の制
御装置について説明する。すなわち、前述した冷
凍サイクルにおいて冷媒高圧部分の圧力を検出す
るための高圧圧力センサ２２をコンプレツサ１４
とコンデンサ１６間の流路内に設け、冷媒低圧部
分の圧力を検出する低圧圧力センサ２４をエバポ
レータ１２の出口側流路に設け、前記エバポレー
タ１２の出口部には冷媒温度を検出する冷媒温度
センサ２６を設け、冷凍サイクルの途中の流路に
は冷媒の流量を検出する流量検出手段としての流
量計２８が設けられている。
御装置について説明する。すなわち、前述した冷
凍サイクルにおいて冷媒高圧部分の圧力を検出す
るための高圧圧力センサ２２をコンプレツサ１４
とコンデンサ１６間の流路内に設け、冷媒低圧部
分の圧力を検出する低圧圧力センサ２４をエバポ
レータ１２の出口側流路に設け、前記エバポレー
タ１２の出口部には冷媒温度を検出する冷媒温度
センサ２６を設け、冷凍サイクルの途中の流路に
は冷媒の流量を検出する流量検出手段としての流
量計２８が設けられている。
また、流量検出手段としては後述するような演
算手段でも良い。
算手段でも良い。
また、車両には外気温を検出する外気温センサ
３０と、車速を検出する車速センサ３２が設置さ
れている。
３０と、車速を検出する車速センサ３２が設置さ
れている。
そして、前記の高圧圧力センサ２２、低圧圧力
センサ２４、冷媒温度センサ２６、流量計２８、
外気温センサ３０及び車速センサ３２の各検出部
からの検出データを入力して後述する演算方法に
よりコンデンサ１６の冷却に必要な最小限量の空
気が電動フアン１８から送風されるように該電動
フアン１８のモータ１８ａに印加する最適電圧を
算出する演算回路３４が設けられている。
センサ２４、冷媒温度センサ２６、流量計２８、
外気温センサ３０及び車速センサ３２の各検出部
からの検出データを入力して後述する演算方法に
よりコンデンサ１６の冷却に必要な最小限量の空
気が電動フアン１８から送風されるように該電動
フアン１８のモータ１８ａに印加する最適電圧を
算出する演算回路３４が設けられている。
次に、この演算回路３４による具体的な演算方
法を説明する。
法を説明する。
エバポレータ１２で冷媒が車室内空気から吸収
した熱量とコンプレツサ１４で圧縮された圧縮仕
事の熱量換算分の和はコンデンサ１６で放熱する
熱量に等しい。
した熱量とコンプレツサ１４で圧縮された圧縮仕
事の熱量換算分の和はコンデンサ１６で放熱する
熱量に等しい。
従つて、エバポレータ１２での吸熱量Qeとコ
ンプレツサ１４の圧縮仕事の熱量換算Qpの和Qe
＋Qpをコンデンサ１６で高圧圧力（コンデンサ
１６での圧力）が設定圧力Psになるように冷却
すればよい。
ンプレツサ１４の圧縮仕事の熱量換算Qpの和Qe
＋Qpをコンデンサ１６で高圧圧力（コンデンサ
１６での圧力）が設定圧力Psになるように冷却
すればよい。
なお参考までに述べるとコンデンサ１６での冷
却空気量を多くすれば高圧圧力は低くなり、冷却
空気量を少なくすれば高圧圧力は高くなる。従つ
て冷却空気量を制御することにより高圧圧力を設
定圧力Psにすることができる。この空気量の制
御をモータ１８ａの回転数で制御する。すなわち
電動モータ１８ａに印加する電圧を制御する。
却空気量を多くすれば高圧圧力は低くなり、冷却
空気量を少なくすれば高圧圧力は高くなる。従つ
て冷却空気量を制御することにより高圧圧力を設
定圧力Psにすることができる。この空気量の制
御をモータ１８ａの回転数で制御する。すなわち
電動モータ１８ａに印加する電圧を制御する。
走行中はコンデンサ１６は車速風でも冷却され
る。従つてコンデンサ１６は車速風と電動フアン
１８で冷却され、このうち電動フアン１８のフア
ン１８ｂによる冷却空気量が高圧圧力を設定圧
Psになるように演算制御する。
る。従つてコンデンサ１６は車速風と電動フアン
１８で冷却され、このうち電動フアン１８のフア
ン１８ｂによる冷却空気量が高圧圧力を設定圧
Psになるように演算制御する。
高圧圧力を設定圧Psにするために必要な電動
モータ１８ａに印加する電圧Ｗは次式で表わされ
る。
モータ１８ａに印加する電圧Ｗは次式で表わされ
る。
Ｗ＝K1｛Qe＋Qp／ts−to−K2Wa｝b
＋K3（tc−ts）＋Ｃ ……(1)
ここで、Qe：エバポレータでの吸熱量 Qp：
コンプレツサ圧縮仕事の熱量換算 ts：コンデン
サでの高圧圧力の設定圧Psに対応する冷媒温度
これは冷媒の圧旅と蒸発（凝縮）温度の関係から
一義的に決まる。
コンプレツサ圧縮仕事の熱量換算 ts：コンデン
サでの高圧圧力の設定圧Psに対応する冷媒温度
これは冷媒の圧旅と蒸発（凝縮）温度の関係から
一義的に決まる。
to：外気音、ｗ：車速、tc：コンデンサでの冷
媒温度（凝縮温度）。
媒温度（凝縮温度）。
K1、K2、K3、ａ、ｂ、ｃは定数。
ここでさらに第２図の冷媒のモリエル線図より
Qe＝Ｇ（i〓−i〓）となる。
Qe＝Ｇ（i〓−i〓）となる。
ここにＧは冷媒流量、i〓は冷媒のエバポレータ
１２の出口のエンタルピ、i〓は冷媒のエバポレー
タ１２の入口のエンタルピである。
１２の出口のエンタルピ、i〓は冷媒のエバポレー
タ１２の入口のエンタルピである。
まずＧは冷媒流量検出手段で求める。すなわち
第１図の冷媒回路の中に設けた流量計２８からの
検出信号より求める。その他の方法としては、高
圧圧力センサ２２が検出した高圧圧力Pcと低圧
圧力センサ２４が検出した低圧圧力Peと、エバ
ポレータ１２の出口付近に設けられた冷媒温度セ
ンサ２６が検出したエバポレータ１２の出口付近
の温度t〓から次式で求められる。（t〓はあとで使
う。） Ｇ＝ζ・Ｓ√2（−） ……(2) ここに、Ｓ：エキスパンシヨンバルブの通路の
面積、ζ：エキスパンシヨンバルブの通路の流量
係数、γ：エバポレータ出口の冷媒の比重量、
ｇ：重力加速度 Pcは高圧圧力センサ２２が検出した高圧圧力、
Peは低圧圧力センサ２４が検出した低圧圧力で
ある。
第１図の冷媒回路の中に設けた流量計２８からの
検出信号より求める。その他の方法としては、高
圧圧力センサ２２が検出した高圧圧力Pcと低圧
圧力センサ２４が検出した低圧圧力Peと、エバ
ポレータ１２の出口付近に設けられた冷媒温度セ
ンサ２６が検出したエバポレータ１２の出口付近
の温度t〓から次式で求められる。（t〓はあとで使
う。） Ｇ＝ζ・Ｓ√2（−） ……(2) ここに、Ｓ：エキスパンシヨンバルブの通路の
面積、ζ：エキスパンシヨンバルブの通路の流量
係数、γ：エバポレータ出口の冷媒の比重量、
ｇ：重力加速度 Pcは高圧圧力センサ２２が検出した高圧圧力、
Peは低圧圧力センサ２４が検出した低圧圧力で
ある。
ζ、Ｓ、γはそれぞれPeとt〓で変化するので
(2)式は Ｇ＝ζ・Ｓ√2√（−）とおける。
(2)式は Ｇ＝ζ・Ｓ√2√（−）とおける。
ここでζ・Ｓ・√2はPeとt〓の関数となるの
でζ・Ｓ・√2＝F1（Pe、t〓）とおくと、F1
（ｘ、ｙ）は関数 Ｇ＝F1（Pe、t〓）√（−）……(3) となる。
でζ・Ｓ・√2＝F1（Pe、t〓）とおくと、F1
（ｘ、ｙ）は関数 Ｇ＝F1（Pe、t〓）√（−）……(3) となる。
F1（Pe、t〓）を予め測定して求めておくことに
より、Ｇは求めることができる。（Pe、t〓、Pcは
センサで検出されるので）次に第２図、第３図を
参照しながらエバポレータ１２入口での冷媒のエ
ンタルピi〓を求める。
より、Ｇは求めることができる。（Pe、t〓、Pcは
センサで検出されるので）次に第２図、第３図を
参照しながらエバポレータ１２入口での冷媒のエ
ンタルピi〓を求める。
飽和液線上の任意の点Ｘ（圧力Ｐ）のエンタル
ピは ｉ＝F2(P) ……(4) であらわされる。F2(X)は関数 ところで第２図のエバポレータ１２の入口のエ
ンタルピi〓はの点のエンタルピに等しく、の
点のエンタルピは′点のエンタルピから′〜
のエンタルピの差分Δi〓を減じたものである。
ピは ｉ＝F2(P) ……(4) であらわされる。F2(X)は関数 ところで第２図のエバポレータ１２の入口のエ
ンタルピi〓はの点のエンタルピに等しく、の
点のエンタルピは′点のエンタルピから′〜
のエンタルピの差分Δi〓を減じたものである。
すなわちi〓＝i〓′−Δi〓
ここで、′との点の温度差をΔt〓とし冷媒
液の比熱をCLとすると、△ｉ＝CL・Δt〓 従つてi〓＝i〓＝i〓′−CL・Δt〓一方、i〓′は高
圧
圧力センサ２２が検出した高圧圧力から(4)式で演
算される。i〓′＝F2（Pc）高圧圧力をPcとする 従つて i〓＝F2（Pc）−CL・Δt〓 ……(5) ここで、Δtは一般に５℃前後であり一定値と
おいてよい。
液の比熱をCLとすると、△ｉ＝CL・Δt〓 従つてi〓＝i〓＝i〓′−CL・Δt〓一方、i〓′は高
圧
圧力センサ２２が検出した高圧圧力から(4)式で演
算される。i〓′＝F2（Pc）高圧圧力をPcとする 従つて i〓＝F2（Pc）−CL・Δt〓 ……(5) ここで、Δtは一般に５℃前後であり一定値と
おいてよい。
CL・Δtは定数となり、容易にi〓が求められる。
次にエバポレータ１２の出口のエンタルピi〓を
求めるわけであるが、まず低圧圧力センサ２４が
検出した低圧圧力Peのときの飽和液線上の点
′のエンタルピi〓′とすると、i〓′は(4)式より求
められ i〓′＝F2（Pe） ……(6) 次に飽和蒸気線上の点′のエンタルピｉ′を
求める。
求めるわけであるが、まず低圧圧力センサ２４が
検出した低圧圧力Peのときの飽和液線上の点
′のエンタルピi〓′とすると、i〓′は(4)式より求
められ i〓′＝F2（Pe） ……(6) 次に飽和蒸気線上の点′のエンタルピｉ′を
求める。
i〓′＝i〓′＋ｒ
ここにｒは蒸発潜熱である。またｒは圧力が決
まれば決まり、 ｒ＝F2(P) ……(7) であらわされる。
まれば決まり、 ｒ＝F2(P) ……(7) であらわされる。
今、′点の圧力は低圧圧力センサ２４が検出
した低圧圧力Peであるので、この時の蒸発潜熱
は ｒ＝F3（Pe） ……(8) である。
した低圧圧力Peであるので、この時の蒸発潜熱
は ｒ＝F3（Pe） ……(8) である。
一方、点のエンタルピi〓は′点のエンタル
ピi〓′に〜′のエンタルピの差分△i〓を加えた
ものである。すなわちi〓＝i〓′＋Δi〓ここでΔi〓は
点の温度t〓と′点の温度t〓′とすれば Δi〓＝CpΔt〓 Δt〓＝t〓−t〓′ であらわされる。
ピi〓′に〜′のエンタルピの差分△i〓を加えた
ものである。すなわちi〓＝i〓′＋Δi〓ここでΔi〓は
点の温度t〓と′点の温度t〓′とすれば Δi〓＝CpΔt〓 Δt〓＝t〓−t〓′ であらわされる。
Cpは定圧比熱である。
ここでt〓′は下記の冷媒の圧力と蒸発温度の関
係式から求められる ｔ＝F4(P) ……(9) F4(X)は関数 ここで、低圧圧力センサ２４が検出した低圧圧
力Peを(9)式に代入すれば、その時の蒸発温度で
あるt〓′が求められる。
係式から求められる ｔ＝F4(P) ……(9) F4(X)は関数 ここで、低圧圧力センサ２４が検出した低圧圧
力Peを(9)式に代入すれば、その時の蒸発温度で
あるt〓′が求められる。
すなわち
t〓′＝F4（Pe） ……(10)
である。
一方、点の温度t〓は、冷媒温度センサ１３が
検出する温度の検出値をそのまま使う。従つて
Δt〓＝t〓−F4（Pe）で求められ、 Δt〓＝Cp｛t〓−F4（Pe）｝ ……(11) になる。故に、点のエンタルピi〓＝i〓′＋ｒ＋
Δi〓は(6)、(8)、(11)式より求まり i〓＝F2（Pe）＋F2（Pe） ＋Cp｛t〓−F4（Pe）｝ ……(12) になる。
検出する温度の検出値をそのまま使う。従つて
Δt〓＝t〓−F4（Pe）で求められ、 Δt〓＝Cp｛t〓−F4（Pe）｝ ……(11) になる。故に、点のエンタルピi〓＝i〓′＋ｒ＋
Δi〓は(6)、(8)、(11)式より求まり i〓＝F2（Pe）＋F2（Pe） ＋Cp｛t〓−F4（Pe）｝ ……(12) になる。
従つてエバポレータ１２での吸熱量Qeは
Qe＝Ｇ（i〓−i〓）(3)、(5)、(12)式を代入して求ま
り Qe＝F1（Pe、t〓）［F2（Pe） ＋F2（Pe）＋Cp｛t〓−F4（Po）｝ −｛F2（Pc）−CL・Δt〓｝］ ……(13) となる。
り Qe＝F1（Pe、t〓）［F2（Pe） ＋F2（Pe）＋Cp｛t〓−F4（Po）｝ −｛F2（Pc）−CL・Δt〓｝］ ……(13) となる。
次にコンプレツサ１４の圧縮仕事であるが、圧
縮仕事をＬとすれば、 Ｌ＝Ｇｎ／ｎ−１P1V〓［（P2／P1）n-1/n−１］……(1
4) ここにＧは冷媒流量、ｎはポリトロープ指数、
P1はコンプレツサ入口の冷媒圧力、P2はコンプ
レツサ出口の冷媒圧力V〓はコンプレツサ１４入
口の冷媒比体積であり、Ｇは(3)式より求まり、ｎ
近似的にＫ＝1.4の代用してよく、P1≒Pe、P2≒
Pcである。
縮仕事をＬとすれば、 Ｌ＝Ｇｎ／ｎ−１P1V〓［（P2／P1）n-1/n−１］……(1
4) ここにＧは冷媒流量、ｎはポリトロープ指数、
P1はコンプレツサ入口の冷媒圧力、P2はコンプ
レツサ出口の冷媒圧力V〓はコンプレツサ１４入
口の冷媒比体積であり、Ｇは(3)式より求まり、ｎ
近似的にＫ＝1.4の代用してよく、P1≒Pe、P2≒
Pcである。
またV〓はP1V〓＝RT1ここにT1＝273＋t〓であ
り、Ｒは冷媒のガス定数である。
り、Ｒは冷媒のガス定数である。
これより
V1＝RT1／P1＝Rx（273＋t〓）／Pe ……(15)
より求められる。
従つて(14)式に(3)、(5)式を代入し、P1＝Pe、P2
＝Pcを代入すれば Ｌ＝F1（Pe、t〓）√（−）・ｎ／ｎ−１・P
e・Ｒ（273＋t〓）／Pe［（Pc／Pe）n-1/n−１］……(1
6) となる。
＝Pcを代入すれば Ｌ＝F1（Pe、t〓）√（−）・ｎ／ｎ−１・P
e・Ｒ（273＋t〓）／Pe［（Pc／Pe）n-1/n−１］……(1
6) となる。
なお、コンプレツサ１４の回転数を検出する回
転数センサを新たに設ければ別の方法で演算回路
３４による演算途中の圧縮仕事を求めることがで
きる。すなわち、 Ｌ＝nv.ｎ／ｎ−１P1Ve×60×Ｎ｛（P2／P1）n-1/1− １｝の計算式で決まる。Ｎは１分間当りのコンプ
レツサ回転数、Veはコンプレツサストローク容
積であり、nvはコンプレツサの体積高率であり、
コンプレツサの運転条件で異なるがすこは荒つぽ
いやり方となるがこれを一定におく方法である。
転数センサを新たに設ければ別の方法で演算回路
３４による演算途中の圧縮仕事を求めることがで
きる。すなわち、 Ｌ＝nv.ｎ／ｎ−１P1Ve×60×Ｎ｛（P2／P1）n-1/1− １｝の計算式で決まる。Ｎは１分間当りのコンプ
レツサ回転数、Veはコンプレツサストローク容
積であり、nvはコンプレツサの体積高率であり、
コンプレツサの運転条件で異なるがすこは荒つぽ
いやり方となるがこれを一定におく方法である。
コンプレツサ回転数は回転センサから検出す
る。又、コンプレツサ１４はベルトを介してエン
ジンで回転されるのでエンジン回転数からプーリ
比分を計算して求めてもよい。
る。又、コンプレツサ１４はベルトを介してエン
ジンで回転されるのでエンジン回転数からプーリ
比分を計算して求めてもよい。
次にコンプレツサ圧縮仕事の熱換算Qeを求め
る。
る。
Qp＝AL Ａは仕事の熱当量（１／Ａは熱の仕
事当量） 従つて(16)式より Qp＝Ａ・F1（Pe、t〓）・√（−）・ｎ／ｎ−
１・Pe・Ｒ（273＋t〓）／Pe［（Pc／Pe）n-1/n−１］
……(17) 以上でコンデンサ１６の高圧圧力を一定値Ps
にするためのモータ１８ａに印加する電圧を演算
できる。（(1)、(9)、(13)、(17)式）ただし、tsは(9)
式
を用いてts＝F4（Ps）より求まる。tcも(9)式を用
いてtc＝F4（Pc）より求める。すなわち、高圧圧
力を一定値Psにするために必要なモータ電圧Ｗ
は Ｗ＝K1Qe＋Qp／F4（Ps）−to−K2Wa｝b ＋K3｛F4（Fc）−F4（Ps）｝＋Ｃ ……(18) ここで Qe＝F1（Pe、t〓）［F2（Pe）＋F3（Pe） ＋Cp｛t〓−F4（Pe）｝−｛F2（Pe）−CL・Δt〓｝］
……(19) Qp＝Ａ・F1（Pe、t〓）・√−）・ｎ／ｎ−１
・Pe・Ｒ（273＋t〓）／Pe｛（Pc／Pe）n-1/n−１］…
…(20) でありさらにF1（ｘ、ｙ）、F2(x)、F3(x)、F4(x)、
は予め決められた関数である。
事当量） 従つて(16)式より Qp＝Ａ・F1（Pe、t〓）・√（−）・ｎ／ｎ−
１・Pe・Ｒ（273＋t〓）／Pe［（Pc／Pe）n-1/n−１］
……(17) 以上でコンデンサ１６の高圧圧力を一定値Ps
にするためのモータ１８ａに印加する電圧を演算
できる。（(1)、(9)、(13)、(17)式）ただし、tsは(9)
式
を用いてts＝F4（Ps）より求まる。tcも(9)式を用
いてtc＝F4（Pc）より求める。すなわち、高圧圧
力を一定値Psにするために必要なモータ電圧Ｗ
は Ｗ＝K1Qe＋Qp／F4（Ps）−to−K2Wa｝b ＋K3｛F4（Fc）−F4（Ps）｝＋Ｃ ……(18) ここで Qe＝F1（Pe、t〓）［F2（Pe）＋F3（Pe） ＋Cp｛t〓−F4（Pe）｝−｛F2（Pe）−CL・Δt〓｝］
……(19) Qp＝Ａ・F1（Pe、t〓）・√−）・ｎ／ｎ−１
・Pe・Ｒ（273＋t〓）／Pe｛（Pc／Pe）n-1/n−１］…
…(20) でありさらにF1（ｘ、ｙ）、F2(x)、F3(x)、F4(x)、
は予め決められた関数である。
Psはコンデンサ１６の高圧圧力の設定圧力、
toは外気温センサ２６が検出する外気温度、Ｗは
車速センサ３２が検出する車速、Peは低圧圧力
センサ２４が検出する低圧圧力、t〓は冷媒温度セ
ンサ２６が検出するエバポレータ１２の出口の冷
媒温度、Cpは冷媒ガスの定圧比熱、Pcは高圧圧
力センサ２２が検出する高圧圧力、CLは冷媒液
の比熱、Δt〓は一定値（定数） K1、K2、K3、ａ、ｂ、ｃは定数、ａは0.5前
後、ｂ＝２前後の値である。
toは外気温センサ２６が検出する外気温度、Ｗは
車速センサ３２が検出する車速、Peは低圧圧力
センサ２４が検出する低圧圧力、t〓は冷媒温度セ
ンサ２６が検出するエバポレータ１２の出口の冷
媒温度、Cpは冷媒ガスの定圧比熱、Pcは高圧圧
力センサ２２が検出する高圧圧力、CLは冷媒液
の比熱、Δt〓は一定値（定数） K1、K2、K3、ａ、ｂ、ｃは定数、ａは0.5前
後、ｂ＝２前後の値である。
第１図の演算回路３４は前記各センサからの入
力信号に基づき上記(18)、(19)、(20)の演算式でモータ
１８ａ印加する電圧を演算し、駆動電圧出力部３
６に指令を出す。駆動電圧出力部３６はその指令
に基づきモータ１８ａの電圧を調整印加する。駆
動電圧出力部３６はトランジスタのようなもので
よく、この場合パルスデユーテイ制御となりパル
スのデユーテイ比を変えることによりモータ１８
ａへの印加電圧が変化してモータ１８ａの回転数
が制御される。また演算回路３４はマイクロコン
ピユータのようなものでよい。
力信号に基づき上記(18)、(19)、(20)の演算式でモータ
１８ａ印加する電圧を演算し、駆動電圧出力部３
６に指令を出す。駆動電圧出力部３６はその指令
に基づきモータ１８ａの電圧を調整印加する。駆
動電圧出力部３６はトランジスタのようなもので
よく、この場合パルスデユーテイ制御となりパル
スのデユーテイ比を変えることによりモータ１８
ａへの印加電圧が変化してモータ１８ａの回転数
が制御される。また演算回路３４はマイクロコン
ピユータのようなものでよい。
これにより、コンデンサ１６の高圧圧力を設定
圧Psにするためのコンプレツサ１６の冷却を車
速風で不足する分を電動フアン１８のフアン１８
ｂで冷却する型になり、設定圧力psにするのに車
速風で不足する分を演算回路３４で演算する。
圧Psにするためのコンプレツサ１６の冷却を車
速風で不足する分を電動フアン１８のフアン１８
ｂで冷却する型になり、設定圧力psにするのに車
速風で不足する分を演算回路３４で演算する。
尚、本実施例では演算回路３４と駆動電圧出力
部３６により制御回路３８が構成されている。
部３６により制御回路３８が構成されている。
次に、第４図の制御フローについて説明する。
STEP1で高圧圧力センサ２２、低圧圧力セン
サ２４、冷媒温度センサ２６車速センサ３２、外
気温センサ３０の入力を演算回路３４が読込む。
サ２４、冷媒温度センサ２６車速センサ３２、外
気温センサ３０の入力を演算回路３４が読込む。
STEP2で(3)式に従い冷媒流量を演算する。
STEP3で(19)式に従いエバポレータ１２での吸
熱量Qeを演算する。
熱量Qeを演算する。
STEP4で(20)式に従いコンプレツサ１４の圧縮
仕事の熱換算Qpを演算する。STEP5でコンデン
サ１６の高圧圧力を設定圧力Psにするために必
要なモータ１８ａに印加すべき電圧Ｗを(18)式に従
い演算する。
仕事の熱換算Qpを演算する。STEP5でコンデン
サ１６の高圧圧力を設定圧力Psにするために必
要なモータ１８ａに印加すべき電圧Ｗを(18)式に従
い演算する。
次にSTEP6で演算値Ｗと所定の値W1と比較す
る。Ｗが所定の値W1以上のとき、高圧圧力を設
定圧力Psにするためにはフアン１８ｂの回転が
必要でありSTEP8へすすみ、モータ１８ａに演
算値Ｗと同じ電圧を印加する。
る。Ｗが所定の値W1以上のとき、高圧圧力を設
定圧力Psにするためにはフアン１８ｂの回転が
必要でありSTEP8へすすみ、モータ１８ａに演
算値Ｗと同じ電圧を印加する。
STEP6で演算値Ｗが所定値W1より小さい時は
STEP7へすすみ演算Ｗと前記W1より小さい所定
値W2と比較する。演算値Ｗが所定値W2より小さ
い時、コンデンサ１６の高圧圧力を設定圧力Ps
にするのに電動フアン１８のフアン１８ｂの回転
を必要としないことであり、この時はフアン１８
ｂの回転を停止する。（電圧を印加しない） STEP7で演算値Ｗが所定の値W2より大きい場
合、この場合演算値ＷはW1とW2の間の場合であ
り、この時前の状態をそのまま維持する。すなわ
ち前の状態がモータ１８ａに電圧が印加されてお
ればひきつづきそのまま電圧を印加する。前の状
態がモータ１８ａが停止しておればそのまま停止
する。そのあとRESETでSTARTに戻される。
W1〜W2はヒステリシスであり、演算値Ｗのわず
かな変化でモータ１８aON−OFFがハンチング
するのを防止する。
STEP7へすすみ演算Ｗと前記W1より小さい所定
値W2と比較する。演算値Ｗが所定値W2より小さ
い時、コンデンサ１６の高圧圧力を設定圧力Ps
にするのに電動フアン１８のフアン１８ｂの回転
を必要としないことであり、この時はフアン１８
ｂの回転を停止する。（電圧を印加しない） STEP7で演算値Ｗが所定の値W2より大きい場
合、この場合演算値ＷはW1とW2の間の場合であ
り、この時前の状態をそのまま維持する。すなわ
ち前の状態がモータ１８ａに電圧が印加されてお
ればひきつづきそのまま電圧を印加する。前の状
態がモータ１８ａが停止しておればそのまま停止
する。そのあとRESETでSTARTに戻される。
W1〜W2はヒステリシスであり、演算値Ｗのわず
かな変化でモータ１８aON−OFFがハンチング
するのを防止する。
以上説明したとおり、本発明によれば、コンデ
ンサ冷却に必要な最小限量の空気を送風するよう
にコンデンサ冷却用の電動フアンに印加する電圧
を制御するようにしたので、該電動フアンでのエ
ネルギーの無駄な消費がなくなり、しかも、電動
フアンの回転数の連続的な変化により耳障りなス
テツプ状の騒音が発生しなくなるという効果があ
る。
ンサ冷却に必要な最小限量の空気を送風するよう
にコンデンサ冷却用の電動フアンに印加する電圧
を制御するようにしたので、該電動フアンでのエ
ネルギーの無駄な消費がなくなり、しかも、電動
フアンの回転数の連続的な変化により耳障りなス
テツプ状の騒音が発生しなくなるという効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図及び第３図は冷媒のＰ−ｉ線図、第４図は第１
図に示す電動フアン制御装置のフローチヤート
図、第５図は電動フアン制御装置の従来例を示す
説明図である。 １０……エキスパンシヨンバルブ、１２……エ
バポレータ、１４……コンプレツサ、１６……コ
ンデンサ、１８……電動フアン、２２……高圧圧
力センサ、２４……低圧圧力センサ、２６……冷
媒温度センサ、２８……流量計、３０……外気温
センサ、３２……車速センサ、３４……演算回
路、３６……駆動電圧出力部、３８……制御回
路。
図及び第３図は冷媒のＰ−ｉ線図、第４図は第１
図に示す電動フアン制御装置のフローチヤート
図、第５図は電動フアン制御装置の従来例を示す
説明図である。 １０……エキスパンシヨンバルブ、１２……エ
バポレータ、１４……コンプレツサ、１６……コ
ンデンサ、１８……電動フアン、２２……高圧圧
力センサ、２４……低圧圧力センサ、２６……冷
媒温度センサ、２８……流量計、３０……外気温
センサ、３２……車速センサ、３４……演算回
路、３６……駆動電圧出力部、３８……制御回
路。
Claims (1)
- １ コンプレツサと、コンデンサと、エキスパン
シヨンバルブと、エバポレータと、コンデンサ冷
却用の電動フアンと、を含む車両用冷房装置にお
いて、冷媒流量を検出する流量検出手段と、外気
温度を検出する外気温センサと、冷媒高圧部分の
圧力を検出する高圧圧力センサと、冷媒低圧部分
の圧力を検出する低圧圧力センサと、前記エバポ
レータの出口部の冷媒温度を検出する冷媒温度セ
ンサと、車両の車速を検出する車速センサと、前
記した各検出データからコンデンサ冷却に必要な
風量を送るための最適電圧を算出して該最適電圧
をコンデンサ冷却用の電動フアンに印加する制御
回路と、を含んで成ることを特徴とする車両用冷
房装置のコンデンサ冷却用電動フアン制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219169A JPS6198611A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 車両用冷房装置のコンデンサ冷却用電動フアン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219169A JPS6198611A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 車両用冷房装置のコンデンサ冷却用電動フアン制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6198611A JPS6198611A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0545447B2 true JPH0545447B2 (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=16731280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219169A Granted JPS6198611A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 車両用冷房装置のコンデンサ冷却用電動フアン制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6198611A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631709A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用電動フアン制御装置 |
| DE19804330A1 (de) * | 1998-02-04 | 1999-08-12 | K Busch Gmbh Druck & Vakuum Dr | Verfahren zum Regeln eines Verdichters |
| JP4612968B2 (ja) * | 2001-07-04 | 2011-01-12 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | 車両用空調装置 |
| US7275378B2 (en) * | 2004-10-21 | 2007-10-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Speed and system pressure control for cooling fan |
| CN102734133A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-17 | 柳州市安龙机械设备有限公司 | 空压机冷却装置 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59219169A patent/JPS6198611A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6198611A (ja) | 1986-05-16 |
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