JP2557254B2 - 冷却用ファンの制御装置 - Google Patents
冷却用ファンの制御装置Info
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B49/10—Other safety measures
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、車両用の空調システムに関し、特に、可変
容量コンプレッサを備えたエアコンのコンデンサ冷却用
ファンの制御装置に関する。
容量コンプレッサを備えたエアコンのコンデンサ冷却用
ファンの制御装置に関する。
（２） 従来の技術 一般に、車両用の空調システムにおけるコンデンサと
ラジエータは並設して配置され、電動機で駆動される共
用の冷却用ファンが生起する空気流と車両の走行による
相対空気流とによって、上記コンデンサとラジエータの
冷却が行われる。
ラジエータは並設して配置され、電動機で駆動される共
用の冷却用ファンが生起する空気流と車両の走行による
相対空気流とによって、上記コンデンサとラジエータの
冷却が行われる。
上記冷却用ファンの駆動の制御は、コンデンサを有す
る空調システムとラジエータを有するエンジンとの双方
の要請に基づいて行う必要があり、かかる制御装置の一
例として特開昭58−67918号公報に記載されたものが知
られている。
る空調システムとラジエータを有するエンジンとの双方
の要請に基づいて行う必要があり、かかる制御装置の一
例として特開昭58−67918号公報に記載されたものが知
られている。
即ち上記制御装置は、ラジエータ内の冷却水が所定温
度を越えると作動する感熱スイッチと、コンデンサ内の
冷媒が所定圧力を越えると作動する感圧スイッチとを備
えており、これ等の感熱スイッチと感圧スイッチのいず
れか一方の作動によって冷却用ファンを起動させ、エン
ジンの過熱とコンプレッサの過負荷の防止を行うように
したものである。
度を越えると作動する感熱スイッチと、コンデンサ内の
冷媒が所定圧力を越えると作動する感圧スイッチとを備
えており、これ等の感熱スイッチと感圧スイッチのいず
れか一方の作動によって冷却用ファンを起動させ、エン
ジンの過熱とコンプレッサの過負荷の防止を行うように
したものである。
（３） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、空調システムのコンプレッサとして可
変容量型のものを用いた場合には、上記従来の制御装置
のように空調システム側の検出信号として冷媒の圧力の
みを用いるだけでは、可変容量コンプレッサの実際の負
荷に適応する冷却用ファンの制御を行うことができず、
冷媒の温度を適切な値に保つことが困難であった。
変容量型のものを用いた場合には、上記従来の制御装置
のように空調システム側の検出信号として冷媒の圧力の
みを用いるだけでは、可変容量コンプレッサの実際の負
荷に適応する冷却用ファンの制御を行うことができず、
冷媒の温度を適切な値に保つことが困難であった。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、可変
容量コンプレッサの実際の負荷の値に応じて冷却用ファ
ンを駆動することが可能な冷却用ファンの制御装置を提
供することを技術的課題とする。
容量コンプレッサの実際の負荷の値に応じて冷却用ファ
ンを駆動することが可能な冷却用ファンの制御装置を提
供することを技術的課題とする。
B.発明の構成 （１） 課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明は、可変容量コンプ
レッサを備えた空調装置の冷却用ファンの制御装置にお
いて； 可変容量コンプレッサの仕事量を検出する仕事量検出
手段と、該仕事量検出手段の検出値に基づいて冷却用フ
ァンの駆動速度を制御する制御手段とを備えてなること
を第１の特徴とする。
レッサを備えた空調装置の冷却用ファンの制御装置にお
いて； 可変容量コンプレッサの仕事量を検出する仕事量検出
手段と、該仕事量検出手段の検出値に基づいて冷却用フ
ァンの駆動速度を制御する制御手段とを備えてなること
を第１の特徴とする。
更に本発明は、可変容量コンプレッサを備えた空調装
置の冷却用ファンの制御装置において； 可変容量コンプレッサの仕事量を検出する仕事量検出
手段と、該コンプレッサの吐出圧を検出する吐出圧検出
手段と、前記仕事量検出手段と吐出圧検出手段の両検出
値に基づいて冷却用ファンの駆動速度を制御することを
第２の特徴とする。
置の冷却用ファンの制御装置において； 可変容量コンプレッサの仕事量を検出する仕事量検出
手段と、該コンプレッサの吐出圧を検出する吐出圧検出
手段と、前記仕事量検出手段と吐出圧検出手段の両検出
値に基づいて冷却用ファンの駆動速度を制御することを
第２の特徴とする。
（２） 作用 前述の構成を備えた本発明の第１の特徴によれば、仕
事量検出手段によって運転中の可変容量コンプレッサの
実際の負荷の大きさが間接的に検出され、制御手段がこ
の検出値に応じて冷却用ファンの駆動速度を制御するこ
とによって冷媒の温度が適正な値に保たれる。
事量検出手段によって運転中の可変容量コンプレッサの
実際の負荷の大きさが間接的に検出され、制御手段がこ
の検出値に応じて冷却用ファンの駆動速度を制御するこ
とによって冷媒の温度が適正な値に保たれる。
また、本発明の第２の特徴によれば、仕事量に加えて
冷媒の吐出圧が検出され、この両検出値に基づいて冷却
用ファンの駆動速度の制御が行われるため、冷媒の温度
を一層適正な値に保つことができる。
冷媒の吐出圧が検出され、この両検出値に基づいて冷却
用ファンの駆動速度の制御が行われるため、冷媒の温度
を一層適正な値に保つことができる。
（３） 実施例 以下、図面に基づいて本発明による冷却用ファンの制
御装置の一実施例について説明する。
御装置の一実施例について説明する。
第１図は空調システムの冷媒圧縮用に用いられる可変
容量コンプレッサを示すものである。
容量コンプレッサを示すものである。
この可変容量コンプレッサ１はアキシャルピストン型
のものであって、両端をカバー2a,2bで閉塞された概略
円筒状のハウジング３の内部には、一方のカバー2aから
突出する端部に装着したプーリ４を介して回転駆動され
る駆動軸５と、この駆動軸５の周りに配置される複数の
シリンダ孔６にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン
７と、各ピストン７に連結ロッド８を介して連結される
斜板９と、該斜板９を相対回転自在に支承して駆動軸５
の軸線と直交する軸線周りに揺動可能に配置されるホル
ダ10を備えている。そして、ハウジング３の他方のカバ
ー2bには、各シリンダ孔６に連通する吸入室11と吐出室
12がそれぞれ形成されている。
のものであって、両端をカバー2a,2bで閉塞された概略
円筒状のハウジング３の内部には、一方のカバー2aから
突出する端部に装着したプーリ４を介して回転駆動され
る駆動軸５と、この駆動軸５の周りに配置される複数の
シリンダ孔６にそれぞれ摺動自在に嵌合されるピストン
７と、各ピストン７に連結ロッド８を介して連結される
斜板９と、該斜板９を相対回転自在に支承して駆動軸５
の軸線と直交する軸線周りに揺動可能に配置されるホル
ダ10を備えている。そして、ハウジング３の他方のカバ
ー2bには、各シリンダ孔６に連通する吸入室11と吐出室
12がそれぞれ形成されている。
このように構成された可変容量コンプレッサ１は、プ
ーリ４を介して図示せぬ駆動源で駆動軸５を回転駆動す
ると、ホルダ10が該駆動軸５と一体で回転し、このホル
ダ10に相対回転自在に支承されるが回転を抑止される斜
板９が揺動運動を行う。すると、この斜板９に連結ロッ
ド８を介して連結されたピストン７がシリンダ孔６内を
往復運動し、吸入室11から該シリンダ孔６内に吸入した
冷媒を圧縮して吐出室12へ送出する。而してこのコンプ
レッサ１は従来公知のものなのでその詳細な説明を省略
する。
ーリ４を介して図示せぬ駆動源で駆動軸５を回転駆動す
ると、ホルダ10が該駆動軸５と一体で回転し、このホル
ダ10に相対回転自在に支承されるが回転を抑止される斜
板９が揺動運動を行う。すると、この斜板９に連結ロッ
ド８を介して連結されたピストン７がシリンダ孔６内を
往復運動し、吸入室11から該シリンダ孔６内に吸入した
冷媒を圧縮して吐出室12へ送出する。而してこのコンプ
レッサ１は従来公知のものなのでその詳細な説明を省略
する。
ところで、可変容量コンプレッサ１の仕事量、即ち冷
媒の吐出量は、斜板９の傾転角と駆動軸５の回転数によ
って決定される。即ち、斜板９の傾転角が増加するとピ
ストン７のストロークが増加して吐出量が増大するとと
もに、回転数の増加に伴って単位時間あたりのピストン
７のストローク数が増加して吐出量が増大することにな
る。以下、この可変容量コンプレッサ１に装着された仕
事量検出手段13について説明する。
媒の吐出量は、斜板９の傾転角と駆動軸５の回転数によ
って決定される。即ち、斜板９の傾転角が増加するとピ
ストン７のストロークが増加して吐出量が増大するとと
もに、回転数の増加に伴って単位時間あたりのピストン
７のストローク数が増加して吐出量が増大することにな
る。以下、この可変容量コンプレッサ１に装着された仕
事量検出手段13について説明する。
第１図に示すように、この可変容量コンプレッサ１
は、ハウジング３の外側面に装着された電磁誘導型検知
器14と、斜板９の該電磁誘導型検知器14に対向する位置
に装着された被検出体としてのピン15から成る仕事量検
出手段13を備えており、駆動軸５の回転に伴う斜板９の
往復揺動運動によって前記ピン15が電磁誘導型検知器14
の近傍を通過する毎に該電磁誘導型検知器14がパルスを
出力するようになっている。従って、この電磁誘導型検
知器14の出力するパルスの数と間隔を検出することによ
って斜板９の傾転角と駆動軸５の回転数を知り、可変容
量コンプレッサ１の仕事量を演算することが可能とな
る。
は、ハウジング３の外側面に装着された電磁誘導型検知
器14と、斜板９の該電磁誘導型検知器14に対向する位置
に装着された被検出体としてのピン15から成る仕事量検
出手段13を備えており、駆動軸５の回転に伴う斜板９の
往復揺動運動によって前記ピン15が電磁誘導型検知器14
の近傍を通過する毎に該電磁誘導型検知器14がパルスを
出力するようになっている。従って、この電磁誘導型検
知器14の出力するパルスの数と間隔を検出することによ
って斜板９の傾転角と駆動軸５の回転数を知り、可変容
量コンプレッサ１の仕事量を演算することが可能とな
る。
即ち、駆動軸５が１回転する毎に斜板９は１往復の揺
動運動を行うため、電磁誘導型検知器14は２個のパルス
を出力する。従って、単位時間あたりの出力パルス数を
カウントすることによって駆動軸５の回転数を知ること
ができる。また、斜板９の傾転角が零のときはパルスの
出力間隔は一定となるが、斜板９の傾転角が増大すると
その揺動中心が一方に偏るため、パルスの出力が不等間
隔となる。従って、このパルスの出力間隔を検出するこ
とによって斜板９の傾転角を知ることができる。
動運動を行うため、電磁誘導型検知器14は２個のパルス
を出力する。従って、単位時間あたりの出力パルス数を
カウントすることによって駆動軸５の回転数を知ること
ができる。また、斜板９の傾転角が零のときはパルスの
出力間隔は一定となるが、斜板９の傾転角が増大すると
その揺動中心が一方に偏るため、パルスの出力が不等間
隔となる。従って、このパルスの出力間隔を検出するこ
とによって斜板９の傾転角を知ることができる。
更に、この可変容量コンプレッサ１は前記仕事量検出
手段13に加えて、吐出室12の内部に冷媒の吐出圧検出手
段16を備えており、これ等の仕事量検出手段13と吐出圧
検出手段16は冷却用ファンの制御手段としての後述する
電子制御装置17に接続されている。
手段13に加えて、吐出室12の内部に冷媒の吐出圧検出手
段16を備えており、これ等の仕事量検出手段13と吐出圧
検出手段16は冷却用ファンの制御手段としての後述する
電子制御装置17に接続されている。
第２図は冷却用ファンの駆動回路を示すもので、同図
から明らかなように、バッテリ18と冷却用ファン19の間
には、イグニッションスイッチ20とリレー21が直列に介
装されており、このリレー21のコイル21aにはエンジン
の冷却水の温度を検出するサーモスイッチ22が接続され
ている。従って、イグニッションスイッチ20を閉成した
状態において、冷却水の温度が所定値を越えて上昇する
とサーモスイッチ22が閉成してコイル21aを励磁し、リ
レー接点21bが閉成されて冷却用ファン19が起動され
る。
から明らかなように、バッテリ18と冷却用ファン19の間
には、イグニッションスイッチ20とリレー21が直列に介
装されており、このリレー21のコイル21aにはエンジン
の冷却水の温度を検出するサーモスイッチ22が接続され
ている。従って、イグニッションスイッチ20を閉成した
状態において、冷却水の温度が所定値を越えて上昇する
とサーモスイッチ22が閉成してコイル21aを励磁し、リ
レー接点21bが閉成されて冷却用ファン19が起動され
る。
上述のエンジンの冷却水の温度に基づく冷却用ファン
19の制御に加えて、上記冷却用ファンの駆動回路には空
調システム側の要請に基づく制御を行うための前述の電
子制御装置17が接続されており、この電子制御装置17に
よって冷却用ファン19の回転速度の制御が行われるよう
になっている。
19の制御に加えて、上記冷却用ファンの駆動回路には空
調システム側の要請に基づく制御を行うための前述の電
子制御装置17が接続されており、この電子制御装置17に
よって冷却用ファン19の回転速度の制御が行われるよう
になっている。
次に、前述の構成を備えた本発明による冷却用ファン
の制御装置の一実施例の作用を、電子制御装置17の作動
を示す第３図のフローチャートに基づいて説明する。
の制御装置の一実施例の作用を、電子制御装置17の作動
を示す第３図のフローチャートに基づいて説明する。
先ずステップ23において空調システムACが作動してい
るかが判断され、NOの場合にはステップ24によって冷却
用ファン19の駆動は行われない。ステップ23でYESの場
合にはステップ25で冷媒の吐出圧検出手段16の検出値
（PD）が所定の基準値（P1）を越えているか判断され、
YESの場合には可変容量コンプレッサ１が高負荷状態に
あるものとしてステップ26によって冷却用ファン19の高
速運転が行われる。
るかが判断され、NOの場合にはステップ24によって冷却
用ファン19の駆動は行われない。ステップ23でYESの場
合にはステップ25で冷媒の吐出圧検出手段16の検出値
（PD）が所定の基準値（P1）を越えているか判断され、
YESの場合には可変容量コンプレッサ１が高負荷状態に
あるものとしてステップ26によって冷却用ファン19の高
速運転が行われる。
ステップ25でNOの場合には更にステップ27において仕
事量検出手段13の検出値（STR）が所定の下限値（Q1）
より大きいか判断され、NOの場合は低負荷状態であると
してステップ24で冷却用ファン19が停止される。一方、
ステップ27でYESの場合には更にステップ28において仕
事量検出手段13の検出値（STR）が所定の上限値（Q2）
より大きいか判断され、NOの場合は中負荷状態であると
してステップ29で冷却用ファン19の低速運転が行われ
る。一方、ステップ28でYESの場合には高負荷状態であ
るとしてステップ26で冷却用ファン19の高速運転が行わ
れる。
事量検出手段13の検出値（STR）が所定の下限値（Q1）
より大きいか判断され、NOの場合は低負荷状態であると
してステップ24で冷却用ファン19が停止される。一方、
ステップ27でYESの場合には更にステップ28において仕
事量検出手段13の検出値（STR）が所定の上限値（Q2）
より大きいか判断され、NOの場合は中負荷状態であると
してステップ29で冷却用ファン19の低速運転が行われ
る。一方、ステップ28でYESの場合には高負荷状態であ
るとしてステップ26で冷却用ファン19の高速運転が行わ
れる。
即ち、上述の電子制御装置17による冷却用ファン19の
制御内容を要約すると、冷媒の吐出圧が基準値P1よりも
大きい場合には冷却用ファン19は可変容量コンプレッサ
１の仕事量と無関係に高速運転され、上記基準値P1より
小さい場合には更に仕事量が参照される。そして、この
仕事量が下限値Q1よりも小さい場合には冷却用ファン19
は停止され、下限値Q1と上限値Q2の間にある場合には冷
却用ファン19は低速運転され、上限値Q2よりも大きい場
合には冷却用ファン19は高速運転されることになる。従
って、コンデンサは可変容量コンプレッサの吐出圧と仕
事量によって定まる負荷に大きさに見合った冷却風を受
けることになり、該コンデンサにおける熱交換が最適の
状態で行われる。
制御内容を要約すると、冷媒の吐出圧が基準値P1よりも
大きい場合には冷却用ファン19は可変容量コンプレッサ
１の仕事量と無関係に高速運転され、上記基準値P1より
小さい場合には更に仕事量が参照される。そして、この
仕事量が下限値Q1よりも小さい場合には冷却用ファン19
は停止され、下限値Q1と上限値Q2の間にある場合には冷
却用ファン19は低速運転され、上限値Q2よりも大きい場
合には冷却用ファン19は高速運転されることになる。従
って、コンデンサは可変容量コンプレッサの吐出圧と仕
事量によって定まる負荷に大きさに見合った冷却風を受
けることになり、該コンデンサにおける熱交換が最適の
状態で行われる。
以上、本発明による冷却用ファンの制御装置の実施例
を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱す
ることなく、種々の小設計変更を行うことが可能であ
る。
を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱す
ることなく、種々の小設計変更を行うことが可能であ
る。
例えば、可変容量コンプレッサの仕事量を駆動軸の回
転数と斜板の傾転角に基づいて検出する代わりに、該コ
ンプレッサの冷媒の吐出量に基づいて検出することが可
能である。
転数と斜板の傾転角に基づいて検出する代わりに、該コ
ンプレッサの冷媒の吐出量に基づいて検出することが可
能である。
また、冷却用ファンを停止、低速運転、および高速運
転の３段階に制御する代わりに、可変容量コンプレッサ
の仕事量の大きさに比例させて無段階に制御することも
可能である。
転の３段階に制御する代わりに、可変容量コンプレッサ
の仕事量の大きさに比例させて無段階に制御することも
可能である。
C.発明の効果 前述の本発明の冷却用ファンの制御装置の第１の特徴
によれば、可変容量コンプレッサの実負荷を代表するパ
ラメータとして該可変容量コンプレッサの仕事量を選定
し、この仕事量の値に基づいて冷却用ファンの駆動速度
を制御しているので、コンデンサにおける熱交換が可変
容量コンプレッサの負荷の値に応じて最適の状態で行わ
れる。従って、可変容量コンプレッサが適温で効率的に
運転されるだけでなく、冷却用ファンの無駄な運転が防
止されることにより騒音の防止とバッテリの節減を図る
ことが可能となる。
によれば、可変容量コンプレッサの実負荷を代表するパ
ラメータとして該可変容量コンプレッサの仕事量を選定
し、この仕事量の値に基づいて冷却用ファンの駆動速度
を制御しているので、コンデンサにおける熱交換が可変
容量コンプレッサの負荷の値に応じて最適の状態で行わ
れる。従って、可変容量コンプレッサが適温で効率的に
運転されるだけでなく、冷却用ファンの無駄な運転が防
止されることにより騒音の防止とバッテリの節減を図る
ことが可能となる。
また、本発明の第２の特徴によれば、可変容量コンプ
レッサの実負荷を仕事量と吐出圧の２種のパラメータに
よって更に精密に把握したことにより、コンデンサにお
ける熱交換を一層適確な状態で行うことが可能となる。
レッサの実負荷を仕事量と吐出圧の２種のパラメータに
よって更に精密に把握したことにより、コンデンサにお
ける熱交換を一層適確な状態で行うことが可能となる。
第１図は本発明の一実施例による冷却用ファンの制御装
置を備えた可変容量コンプレッサの全体図、第２図はそ
の冷却用ファンの駆動回路を示す図、第３図はその制御
装置の作用を示すフローチャートである。 １……可変容量コンプレッサ、13……仕事量検出手段、
16……吐出圧検出手段、17……電子制御装置（制御手
段）、19……冷却用ファン
置を備えた可変容量コンプレッサの全体図、第２図はそ
の冷却用ファンの駆動回路を示す図、第３図はその制御
装置の作用を示すフローチャートである。 １……可変容量コンプレッサ、13……仕事量検出手段、
16……吐出圧検出手段、17……電子制御装置（制御手
段）、19……冷却用ファン
Claims (2)
- 【請求項１】可変容量コンプレッサを備えた空調装置の
冷却用ファンの制御装置において； 可変容量コンプレッサ（１）の仕事量を検出する仕事量
検出手段（13）と、該仕事量検出手段（13）の検出値に
基づいて冷却用ファン（19）の駆動速度を制御する制御
手段（17）とを備えてなることを特徴とする、冷却用フ
ァンの制御装置。 - 【請求項２】可変容量コンプレッサを備えた空調装置の
冷却用ファンの制御装置において； 可変容量コンプレッサ（１）の仕事量を検出する仕事量
検出手段（13）と、該コンプレッサ（１）の吐出圧を検
出する吐出圧検出手段（16）と、前記仕事量検出手段
（13）と吐出圧検出手段（16）の両検出値に基づいて冷
却用ファン（19）の駆動速度を制御する、冷却用ファン
の制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118968A JP2557254B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | 冷却用ファンの制御装置 |
| US07/348,923 US4930320A (en) | 1988-05-16 | 1989-05-08 | Cooling fan controlling apparatus for vehicle with air conditioner |
| CA000599572A CA1328005C (en) | 1988-05-16 | 1989-05-12 | Cooling fan controlling apparatus for vehicle with air conditioner |
| DE89304939T DE68908472T2 (de) | 1988-05-16 | 1989-05-16 | Regelvorrichtung für Kühlventilator in einem Fahrzeug mit Klimaanlage. |
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