JPH05118609A - 空調制御方法およびその装置 - Google Patents

空調制御方法およびその装置

Info

Publication number
JPH05118609A
JPH05118609A JP3281502A JP28150291A JPH05118609A JP H05118609 A JPH05118609 A JP H05118609A JP 3281502 A JP3281502 A JP 3281502A JP 28150291 A JP28150291 A JP 28150291A JP H05118609 A JPH05118609 A JP H05118609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power consumption
cooling fan
compressor
fan motor
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3281502A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Watabe
高志 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP3281502A priority Critical patent/JPH05118609A/ja
Publication of JPH05118609A publication Critical patent/JPH05118609A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調装置がどのような運転状態にあろうと、
その時に要求される冷却能力を発揮するのに必要な最小
限の消費エネルギで駆動可能にした空調制御方法ならび
にその方法を実施するための装置を提供する。 【構成】 蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する冷媒回路
1は、圧縮機2、凝縮器3、気液分離器4、膨張弁5、
蒸発器6からなる。そして、圧縮機2の消費動力を要素
12で検出し、凝縮器3中の冷煤を冷却する冷却ファン
モータ11の消費電力を要素13で検出し、この検出さ
れた消費動力と消費電力とから演算される合計消費エネ
ルギ値が最小値となるように冷却ファンモータ11を制
御装置14により制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイク
ルを構成する冷媒回路を用いた空調制御方法および空調
制御装置に関するもので、特に空調制御装置を作動する
ための動力が最小限になるように制御する空調制御方法
およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の自動車に搭載される空調装置の運
転状態は、圧縮機のオンオフ、凝縮器冷却ファンモータ
の風量調節、ラジエータ冷却ファンモータの風量調節、
エンジン冷却水温、冷媒の圧力などによって制御されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、乗用車に搭載
されるエンジンの動力(エネルギ)は、車両走行系の変
速機を経由して駆動輪に伝達されるエネルギのほか、車
室内空調用の圧縮機、電装品駆動用発電機等を駆動する
ためのエネルギ等に分配される。発電機で発生される電
気エネルギは、バッテリを通して必要に応じ、凝縮器冷
却ファンモータ、ラジエータ冷却ファンモータ、その他
の電気系統に分配される。
【0004】車室内空調装置を駆動する時の消費エネル
ギは、圧縮機による消費エネルギと凝縮器およびラジエ
ータを冷却する冷却ファンモータによる消費エネルギと
がある。この空調装置の冷却能力を一定に保つという条
件のもとでは、圧縮機による消費エネルギを低減するた
めには、凝縮器およびラジエータ冷却ファンによる消費
エネルギを増大する必要があり、反対に凝縮器およびラ
ジエータ冷却ファンモータの消費エネルギを低減する
と、圧縮機による消費エネルギを増大してしまい、両者
の消費エネルギ量は一定の相関関係がある。
【0005】本発明者は、空調装置系の消費動力または
消費電力をどのように分配したら最小限の消費エネルギ
量で一定の冷却能力を保つことができるのかを研究した
結果、空調装置を構成するいくつかの要素の運転状態を
検知し、この検知信号の組み合わせ方および演算処理の
仕方を工夫することによって空調装置系の消費エネルギ
を最小限に抑える手法を見出した。
【0006】本発明が解決しようとする課題は、空調装
置がどのような運転状態にあろうと、その時に要求され
る冷却能力を発揮するのに必要な最小限の消費エネルギ
で駆動可能にした空調制御方法ならびにその方法を実施
するための装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
の本発明による空調制御方法は、蒸気圧縮式冷凍サイク
ルを構成する冷媒回路を用いた空調制御方法であって、
圧縮機の消費動力と凝縮器中の冷煤を冷却する冷却ファ
ンモータの消費電力とを算出し、この消費動力と消費電
力とから算出される消費エネルギ値が最小エネルギ値と
なるように前記冷却ファンモータを制御することを特徴
とする。
【0008】また、前記空調制御方法を実施するための
本発明による空調制御装置は、冷凍サイクルを構成する
圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨張弁、蒸発器からなる
冷媒回路を有する空調制御装置であって、前記圧縮機の
消費動力を検出する消費動力検出手段と、前記凝縮器中
の冷煤を冷却する冷却ファンモータの消費電力を検出す
る消費電力検出手段と、冷却能力を設定する冷却能力設
定手段と、前記消費動力検出手段および前記消費電力検
出手段の発生する信号に基づいて演算し、前記圧縮機の
消費動力と前記冷却ファンモータの消費電力との合計消
費エネルギ値が最小値になるように、設定された冷却能
力を発揮するために必要な前記圧縮機の消費動力と前記
冷却ファンモータの消費電力とを演算処理する演算処理
手段と、この演算処理結果に基づいて前記圧縮機の消費
動力と前記冷却ファンモータの消費電力とを制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明による空調制御方法は、圧縮機の消費動
力と凝縮器中の冷煤を冷却する冷却ファンモータの消費
電力とを算出し、この消費動力と消費電力とから空調装
置の合計消費エネルギ値を算出する。そして、このとき
設定される冷却能力を発揮することを条件として、前記
消費エネルギ値が最小値となるように前記冷却ファンモ
ータの消費電力を制御する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。自動車用空調装置に本発明を適用した実施例を
図1に示す。蒸発圧縮式の冷凍サイクルを構成する冷媒
回路1は、圧縮機2、凝縮器3、気液分離器4、膨張弁
5、蒸発器6からなり、これらの各要素間は、ホースま
たはパイプにより接続されている。このホースまたはパ
イプ中には冷媒が封入されている。蒸発器6の近傍には
蒸発器冷却ファン8が設けられ、この蒸発器冷却ファン
8は冷却ファンモータ9により駆動される。また凝縮器
3には凝縮器冷却ファン10が設けられ、この凝縮器冷
却ファン10は冷却ファンモータ11により駆動され
る。
【0011】冷凍サイクルを制御するための制御系の構
成要素は、冷房能力を設定する操作スイッチ17、圧縮
機2の消費動力を算出し出力する要素12、凝縮器冷却
ファン11の消費動力を算出し出力する要素13、前記
要素12および前記要素13の出力から最小動力となる
ように凝縮器冷却ファン11を制御する制御装置(EC
U)14からなる。ECU14の指令で制御される冷却
ファンモータ11は、チョッパ回路15によりオンオフ
のデューティ比が制御され、印加電圧の実効値が制御さ
れる。
【0012】ところで、このような冷凍サイクルを運転
するための仕事量Wは、次式数1で表わされる。
【0013】
【数1】
【0014】前記数1に示す仕事量Wを示す式の中でも
っとも大きい値を占めるのは、圧縮機2の消費動力NL
であるから、省動力を促進するためには、この消費動力
Lを低下することが効果的である。この圧縮機2の消
費動力NL は、圧縮機の回転数NC 、吐出圧PDおよび
吸込圧PS を用いて表わすと、次式数2に示すとおりで
ある。
【0015】
【数2】
【0016】前記数2の式から、同一回転数において
は、吐出圧PD を低下することにより、圧縮機2の消費
動力NL を低下することが可能である。吐出圧PD を低
下するためには、凝縮器冷却ファン10による風量を増
大すればよい。ところが凝縮器冷却ファン10の冷却フ
ァンモータ11の出力を上昇すると、前記数1の仕事量
Wを示す数1の式において、凝縮器冷却ファン10の冷
却ファンモータ11の消費電力AL が大となり、圧縮機
2の消費動力NL を低下することができても仕事量Wが
大となる場合が生じる。そこで、最大限の省動力化を達
成するため、仕事量Wが最小となるように冷却ファンモ
ータ11の消費電力AL を制御する。この実施例では、
圧縮機2の消費動力NL および冷却ファンモータ11の
消費電力A L を求めて仕事量Wを算出し、仕事量Wが最
小となるように制御するものである。
【0017】圧縮機2の消費動力NL の検出について
は、圧縮機2の回転数と高低圧による算出式から求め
る。その他の検出方法としては、例えば圧縮機2のシャ
フトにトルク計を付け、このトルク計より求めたトルク
に回転数を乗じた値から測定する。凝縮器冷却ファン1
0の冷却ファンモータ11の消費電力AL は、モータ1
1に供給される電流をシャント抵抗16で検出し、この
電流に電圧を乗じて算出する。またホール素子を用いた
センサで検出することもできる。また、モータ11の供
給電流に電圧を乗じた電力から求めることもできる。
【0018】次に本発明の省動力制御の制御例を図2に
示す。まず、圧縮機2の消費動力WP と冷却ファンモー
タ11の消費電力WM の合計動力Lt (Lt =WP +W
M )を推定により算出または実測する。合計動力Lt
前回と同等または前回より増大しているかを判断し、合
計動力Lt が減少している場合は、空調装置がオフにな
っているかあるいは空調装置の設定温度が高めに変更さ
れている等とみなし、冷却ファンモータ11の印加電圧
を減少する(ステップ23、25)。
【0019】合計動力Lt が増えている場合、空調装置
の設定温度を低下させているか、車両の窓をあけている
状態等とみなし、WP とWM の両方が増えているかどう
かを判断し(ステップ21)、Wp とWM の両方が増え
ている場合は冷却ファンモータ11の印加電圧を増大す
る(ステップ24)。WP だけが前回より増大している
ときは、冷却ファンモータ11の印加電圧を増大する
(ステップ24)。WMだけが前回より増大している場
合は、冷却ファンモータ11の印加電圧を減少する(ス
テップ25)。これにより、空調装置の総合的な省エネ
ルギ化を達成できる。
【0020】次に本発明の具体的な作動例を図3に示す
フローチャートにそって説明する。図3に示すフローの
演算周期は、圧縮機2の回転数変動の影響、熱負荷の急
変の影響等を考慮し、数秒から数十秒の間にするのが望
ましい。まず、圧縮機2をオンすると同時に凝縮器冷却
ファン10の冷却ファンモータ11をオンする(ステッ
プ 30、31)。圧縮機2の初期オン時、凝縮器冷却
ファン10の冷却ファンモータ11は例えば6Vの中間
電圧で立ち上げる。
【0021】圧縮機2の初期オン時、Lt0=0であるか
ら、Ltn>Ltn-1となり、NLn>N Ln-1、ALn>ALn-1
となるから、その結果、凝縮器冷却ファン10の冷却フ
ァンモータ11の印加電圧Vを上昇する(ステップ3
5、36)。次いで、圧縮機2の通常運転時、圧縮機2
の消費動力NL と凝縮器冷却ファンの消費電力AL の合
計動力Lt を制御装置14つまりマイクロコンピュータ
を内蔵した電子制御回路で検出する(ステップ32)。
次いで、この合計動力Lt の検出回数をn回目とする
と、n回目のLtnを前回のLtn-1と比較する(ステップ
33)。
【0022】以下、場合分けすると、次のとおりであ
る。Ltn≦Ltn-1の場合、凝縮器冷却ファン11の印加
電圧を低下する(ステップ34)。さらなる省動力化を
図るためである。Ltn>Ltn-1の場合、 NLn>NLn-1、ALn>ALn-1のとき、Nlnを低下す
るため凝縮器冷却ファン11の印加電圧Vを上昇する。
【0023】 NLn<NLn-1、ALn>ALn-1のとき、
Lnを低下するため凝縮器冷却ファン11の印加電圧V
を降下する。 NLn>NLn-1、ALn<ALn-1のとき、NLnを低下す
るため凝縮器冷却ファン11の印加電圧Vを上昇する。 ここに、自動車用の凝縮器冷却ファン10を駆動する冷
却ファンモータ11は一般に直流永久磁石界磁のモータ
であるため、回転数N=V−IR/Φ(Φ:界磁磁束、
IR:電機子損、V:印加電圧)となり、回転数Nと印
加電圧Vは比例関係にあるため、凝縮器冷却ファン10
の回転数を上昇または下降するために前述の如く印加電
圧を上昇または下降する。
【0024】以上の実施例では、ラジエータ冷却ファン
と凝縮器冷却ファン10を共通の例について説明した
が、他の実施例として、ラジエータ冷却ファンが凝縮器
冷却ファンと別個の電動ファンの場合、この電動ファン
にあわせて凝縮器冷却ファン10を同様に制御すること
も可能である。例えば、 最初、ラジエータ冷却ファ
ンを制御し、冷却能力が不足してきた場合、凝縮器冷却
ファンをオンして制御する、 ラジエータ冷却ファン
と凝縮器冷却ファン10を同時にオンして制御する、等
が考えられる。
【0025】また本発明は、家庭用空調装置、家庭用ヒ
ートポンプに適用することもできる。家庭用空調装置に
おいては、交流(AC)であるため、例えば、交流を直
流に変換し、直流モータで駆動する圧縮機および凝縮器
冷却ファンを使用する。このときは、前述のごとく同様
に制御する。直流モータを使用しないときは、インバー
タを用いて交流モータを使用する。交流モータを用いる
場合、直流モータの印加電圧を上昇あるいは下降するこ
とに代えて、インバータの出力周波数を上昇または下降
させる。インバータの出力周波数を上昇すると、凝縮器
冷却ファンの回転数がそれに比例して上昇する。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空調装置
によれば、圧縮機の消費動力と凝縮器冷却ファンの消費
電力を求め、これらを合わせた合計消費エネルギが最小
値となるように凝縮器冷却ファンを制御する構成にした
ため、空調装置の運転状態のいかんにかかわらず冷凍サ
イクルをその時の冷却能力を発揮するのに必要な最小限
の必要動力で空調装置を運転するので、消費エネルギの
大幅な節減をはかることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による空調制御装置ならびにそ
の制御系統を示す概略構成図である。
【図2】本発明の制御フローを示すフローチャート図で
ある。
【図3】本発明の作動例を示すフローチャート図であ
る。
【符号の説明】
1 冷媒回路 2 圧縮機 3 凝縮器 4 気液分離器 5 膨張弁 6 蒸発器 10 凝縮器冷却ファン 11 冷却ファンモータ 12 要素(消費動力検出手段) 13 要素(消費電力検出手段) 14 制御装置(制御手段) 17 操作スイッチ(冷却能力設定手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する冷媒
    回路を用いた空調制御方法であって、 圧縮機の消費動力と凝縮器中の冷煤を冷却する冷却ファ
    ンモータの消費電力とを算出し、この消費動力と消費電
    力とから算出される消費エネルギ値が最小エネルギ値と
    なるように前記冷却ファンモータを制御することを特徴
    とする空調制御方法。
  2. 【請求項2】冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、
    気液分離器、膨張弁、蒸発器からなる冷媒回路を有する
    空調制御装置であって、 前記圧縮機の消費動力を検出する消費動力検出手段と、 前記凝縮器中の冷煤を冷却する冷却ファンモータの消費
    電力を検出する消費電力検出手段と、 冷却能力を設定する冷却能力設定手段と、 前記消費動力検出手段および前記消費電力検出手段の発
    生する信号に基づいて演算し、前記圧縮機の消費動力と
    前記冷却ファンモータの消費電力との合計消費エネルギ
    値が最小値になるように、設定された冷却能力を発揮す
    るために必要な前記圧縮機の消費動力と前記冷却ファン
    モータの消費電力とを演算処理する演算処理手段と、 この演算処理結果に基づいて前記圧縮機の消費動力と前
    記冷却ファンモータの消費電力とを制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする空調制御装置。
JP3281502A 1991-10-28 1991-10-28 空調制御方法およびその装置 Pending JPH05118609A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3281502A JPH05118609A (ja) 1991-10-28 1991-10-28 空調制御方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3281502A JPH05118609A (ja) 1991-10-28 1991-10-28 空調制御方法およびその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05118609A true JPH05118609A (ja) 1993-05-14

Family

ID=17640081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3281502A Pending JPH05118609A (ja) 1991-10-28 1991-10-28 空調制御方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05118609A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215678A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Mitsubishi Electric Corp 空気調和システムの運転制御方法並びに空気調和システム
JP2008275216A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
US20110011080A1 (en) * 2008-07-18 2011-01-20 Panasonic Corporation Refrigeration cycle apparatus
JP2019527330A (ja) * 2016-07-07 2019-09-26 ロッキー・リサーチ 蒸気圧縮システムのためのベクトル駆動
US10989432B2 (en) 2019-03-29 2021-04-27 Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. Predictive refrigeration cycle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008215678A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Mitsubishi Electric Corp 空気調和システムの運転制御方法並びに空気調和システム
JP2008275216A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Hitachi Appliances Inc 空気調和機
US20110011080A1 (en) * 2008-07-18 2011-01-20 Panasonic Corporation Refrigeration cycle apparatus
JP2019527330A (ja) * 2016-07-07 2019-09-26 ロッキー・リサーチ 蒸気圧縮システムのためのベクトル駆動
KR20210119579A (ko) * 2016-07-07 2021-10-05 록키 리서치 증기 압축 시스템 용 벡터 드라이브
US11639819B2 (en) 2016-07-07 2023-05-02 Rocky Research Vector drive for vapor compression systems
US10989432B2 (en) 2019-03-29 2021-04-27 Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. Predictive refrigeration cycle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2698657B2 (ja) 車両用冷凍装置
JP4938436B2 (ja) 車両用冷却ファン制御システム
US7084598B2 (en) Driver of electric compressor
JP3959305B2 (ja) 車両用空調制御装置
US20020157408A1 (en) Air conditioning systems and methods for operating the same
JPH0828937A (ja) 空気調和機
JP4526755B2 (ja) 車両用空調装置
JP4558060B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2007139269A (ja) 超臨界冷凍サイクル
JP2000351316A (ja) 車両用空調装置
JP2004299667A (ja) 車両用空調装置
JP2003285638A (ja) 車両用空調制御装置
JPS6078822A (ja) 車両用冷却装置
JP4669640B2 (ja) 車両用空調装置
JP2004066847A (ja) 車両用空調装置
JPH05118609A (ja) 空調制御方法およびその装置
US6337949B1 (en) System for controlling an electric motor of a fan associated with heat exchangers in a motor vehicle
JP2003237360A (ja) 車両用空調装置
JP2003054250A (ja) 車両用冷却ファン制御装置
JP2004249897A (ja) 車両用空調装置
JPH06171352A (ja) 車両用空調装置
US20070253839A1 (en) Method for controlling compressor clutch
JP4014760B2 (ja) 車両用空調装置
JPH0738625U (ja) 車両用冷却ファンの制御装置
JP4082122B2 (ja) 車両の制御装置