WO2024070209A1 - 制御装置およびプログラム - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a control device and a program.
- Patent Document 1 describes an electronic device that calculates a deviation value from a normal boundary in the relationship between a power index related to the driving power of a fan and the measured rotation speed of the fan, and detects blockages in the air passage where the fan takes in outside air from outside the housing and blows it to the heat dissipation fins.
- Patent Document 1 discloses that the calculated deviation value is corrected in response to aging to compensate for the decrease in the ability to detect blockages as the fan's performance changes over time due to factors such as deterioration of the lubricating oil used in the fan's bearings and the adhesion of dust near the fan's rotating part.
- the status of the fan system may be estimated.
- the status of the fan system is estimated based on information acquired from a sensor or the like and information on the characteristics of the fan that is stored in advance.
- the characteristics of the fan change due to the influence of deformation over time of the fan itself, the result of the estimation may deviate from the actual status, and the accuracy of the control of the fan system may decrease.
- the present disclosure aims to control a fan system taking into account changing fan characteristics.
- the control device disclosed herein includes a control unit that controls a fan system including a fan and a motor that drives the fan, the control unit having a fan characteristic storage unit that stores correlation information that correlates with fan characteristics that are characteristics of the fan, controls the fan system based on the correlation information, and has a correction unit that corrects the correlation information to correspond to the fan characteristics that change with aging of the fan.
- the fan system can be controlled taking into account the changing fan characteristics.
- the control unit may obtain at least one value of the ambient temperature of the fan and the rotation speed of the fan, and correct the correlation information based on the obtained value.
- the fan system can be controlled by taking into account a change in fan characteristics based on at least one of the ambient temperature of the fan and the rotation speed of the fan.
- the fan characteristics may represent the relationship.
- the air volume of the fan can be controlled by taking into account a change in the fan characteristics based on at least one of the driving power of the motor, the rotational speed of the motor, and the static pressure of the fan.
- the control unit acquires a physical quantity that is correlated with the static pressure of the fan and monitors the static pressure of the fan based on the relationship between the physical quantity and the static pressure of the fan, the fan characteristics may represent the relationship.
- the static pressure of the fan can be monitored taking into account changes in the fan characteristics that are based on the physical quantity that is correlated with the static pressure of the fan.
- the control unit acquires a physical quantity that correlates with an abnormality in the fan system and monitors the abnormality in the fan system based on the relationship between the physical quantity and the abnormality in the fan system
- the fan characteristic may represent the relationship.
- the abnormality in the fan system can be monitored by taking into account a change in the fan characteristic based on the physical quantity that correlates with the abnormality in the fan system.
- the abnormality in the fan system may be vibration or noise of the fan system, in which case abnormalities in the vibration or noise of the fan system can be monitored taking into account changes in fan characteristics.
- the fan characteristic may represent the relationship.
- the refrigeration efficiency of the refrigeration device can be predicted by taking into account a change in the fan characteristic based on the physical quantity that is correlated with the refrigeration efficiency of the refrigeration device.
- the control unit obtains a physical quantity that is correlated with the cooling capacity of a refrigeration device equipped with the fan system and predicts the cooling capacity of the refrigeration device based on the relationship between the physical quantity and the cooling capacity of the refrigeration device, the fan characteristics may represent the relationship.
- the cooling capacity of the refrigeration device can be predicted taking into account a change in the fan characteristics based on the physical quantity that is correlated with the cooling capacity of the refrigeration device.
- the control device of the present disclosure includes a control unit that controls a fan system including a fan and a motor that drives the fan, the control unit acquiring a physical quantity that correlates with an ambient temperature of the fan and controlling the fan system based on a history of the acquired physical quantity.
- the fan system can be controlled by taking into account changes in fan characteristics based on the history of the physical quantity that correlates with the ambient temperature of the fan.
- the control unit may estimate the ambient temperature of a fan of a refrigeration system including the fan system, a flow path for transporting a fluid by the fan, and a heat exchanger installed in the flow path, based on at least one of an ambient temperature of the fan and a temperature of the heat exchanger.
- the ambient temperature of the fan can be obtained without actually measuring it.
- the program of the present disclosure causes a computer that controls a fan system including a fan and a motor that drives the fan to achieve the following functions: storing correlation information that correlates with fan characteristics that are characteristics of the fan, controlling the fan system based on the correlation information, and having a correction unit that corrects the correlation information to correspond to the fan characteristics that change in accordance with aging of the fan.
- the fan system can be controlled taking into account the changing fan characteristics.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an apparatus used in the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of an oil cooling device according to the first embodiment.
- 5A and 5B are diagrams for explaining characteristics of a fan to which the present embodiment is applied, in which FIG. 5A shows differential pressure characteristics and FIG. 5B shows power characteristics.
- 6 is a diagram for explaining the relationship between pressure loss due to a filter and the degree of deceleration of a fan.
- FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device according to the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram showing deformation of a fan over time.
- FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the history of the temperature of a fan and a deformation index of the fan.
- FIG. 1A and 1B are diagrams for explaining the relationship between the history of the rotation speed of a fan or a motor and the deformation index of the fan, in which (A) shows the case where the fan is rotated at 45° C., and (B) shows the case where the fan is rotated at 60° C.
- 10 is a flowchart showing a process for controlling an air volume of a fan.
- 5 is a diagram for explaining the relationship between the rotation speed of a fan and the driving power of a motor.
- FIG. 10 is a flowchart showing a process for determining whether a filter is clogged.
- FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the deceleration time of the fan and the pressure loss index due to the filter when the rotation speed of the fan immediately before the driving force of the fan is removed is a predetermined rotation speed.
- FIG. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a control system according to a third embodiment. 4 is a flowchart showing a process flow for controlling the static pressure of a fan. 10 is a flowchart showing a process for suppressing vibration caused by a fan.
- 5A and 5B are diagrams showing the relationship between the vibration characteristics and the vibration area of a fan, in which FIG. 5A shows the relationship between an initial fan that has not been deformed over time and FIG.
- FIG. 5B shows the relationship between an initial fan that has been deformed over time and a fan that has been deformed over time.
- FIG. 11 shows the results of frequency analysis of the phase current supplied to the motor, where (A) shows the order components when the fan and motor are balanced, and (B) shows the order components when the fan and motor are not balanced.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control system 100 according to the first embodiment.
- the control system 100 is a system that controls a device including a fan 6 and a motor 7 that drives the fan.
- the control system 100 is provided with an oil cooling device 10 and a control device 20 that controls the oil cooling device 10.
- the oil cooling device 10 and the control device 20 are capable of communicating information with each other via a communication line.
- the communication line is not particularly limited as long as it realizes information communication between the devices, and is connected via a network such as the Internet, for example.
- the oil cooling device 10 which is an example of a fan system, includes a fan and a motor that drives the fan, and cools the oil.
- the oil cooling device 10 is a device that cools, for example, hydraulic oil, lubricating oil, and cutting fluid (hereinafter referred to as "oil") of a machine tool 200 by circulating it through an oil tank 300.
- the machine tool 200 include industrial machines such as molding machines and presses.
- the oil cooling device 10 includes a compressor 1, a condenser 2, a pressure reducing mechanism 3, an evaporator 4, a fan 6, a motor 7, and a computer 8.
- the compressor 1, the condenser 2, the pressure reducing mechanism 3, and the evaporator 4 are connected in a circular manner by a communication pipe for a refrigerant that cools the oil, and configure a refrigerant circuit RC that includes a bypass mechanism 5.
- the refrigerant circuit RC, the fan 6, the motor 7, and the computer 8 are housed in a housing 11.
- the housing 11 is provided with an air intake 12 on the side where the condenser 2 is disposed, and a filter 13 is attached.
- the refrigerant circuit RC is a refrigerant circuit that circulates a refrigerant that cools the oil.
- a liquid connection pipe, a gas connection pipe, or the like is used as the connection pipe depending on the state of the refrigerant.
- the compressor 1 compresses gas refrigerant in an evaporated state. Specifically, the compressor 1 compresses the gas refrigerant flowing in from the connecting pipe on the evaporator 4 side, and discharges it to the connecting pipe on the condenser 2 side.
- the gas refrigerant discharged to the connecting pipe on the condenser 2 side has its temperature and pressure increased by compression, and becomes a gas refrigerant with a higher temperature and pressure than the gas refrigerant that flows in from the connecting pipe on the evaporator 4 side.
- the condenser 2 which is an example of a heat exchanger, condenses the gas refrigerant in a compressed state. Specifically, the condenser 2 cools the high-temperature, high-pressure gas refrigerant that has flowed in from the connecting pipe on the compressor 1 side, and discharges it to the connecting pipe on the pressure reduction mechanism 3 side. The state of the refrigerant discharged to the communication pipe on the pressure reducing mechanism 3 side changes due to condensation accompanying cooling, and becomes a high-temperature, high-pressure liquid refrigerant.
- the pressure reducing mechanism 3 reduces the pressure of the liquid refrigerant in a state in which the gas refrigerant is condensed. Specifically, the pressure reducing mechanism 3 adjusts the flow rate of the high-temperature, high-pressure liquid refrigerant that flows in from the connecting pipe on the condenser 2 side, and discharges it to the connecting pipe on the evaporator 4 side.
- the liquid refrigerant discharged into the connecting pipe on the evaporator 4 side has its temperature and pressure reduced by the pressure reduction accompanying the flow rate adjustment, and becomes a liquid refrigerant with a lower temperature and pressure than the liquid refrigerant that flows in from the connecting pipe on the condenser 2 side.
- the pressure reducing mechanism 3 is, for example, an electric expansion valve whose opening degree can be adjusted.
- the evaporator 4 evaporates the liquid refrigerant in a depressurized state. Specifically, the evaporator 4 exchanges heat with the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant that has flowed in from the connecting pipe on the pressure reduction mechanism 3 side with the surroundings, and discharges the liquid refrigerant to the connecting pipe on the compressor 1 side. The state of the refrigerant discharged to the communication pipe on the compressor 1 side changes due to evaporation accompanying heat exchange, and becomes a low-temperature, low-pressure gas refrigerant.
- the oil circulating through the oil tank 300 exchanges heat with the refrigerant circulating through the refrigerant circuit RC and absorbs heat. In other words, in the evaporator 4, the oil circulating through the oil tank 300 is cooled.
- the bypass mechanism 5 adjusts the cooling capacity of the oil circulating through the oil tank 300. Specifically, the bypass mechanism 5 adjusts the flow rate of high-temperature, high-pressure gas refrigerant supplied to the evaporator 4, and discharges it to the connecting pipe on the evaporator 4 side.
- the bypass mechanism 5 is, for example, an electric expansion valve whose opening degree can be adjusted.
- the fan 6 generates a flow of air that flows from outside the oil cooling device 10 into the oil cooling device 10 and passes through the condenser 2. Specifically, the fan 6 rotates so that air is sucked from the air intake 12 through the filter 13. The air filtered by the filter 13 is supplied to the condenser 2 and then discharged from an exhaust port (not shown). The air that flows due to the rotation of the fan 6 is an example of a fluid.
- the fan 6 may be disposed in any location where it is possible to generate the above air flow.
- the fan 6 is made of a resin material.
- the fan 6 is a rotating body that is driven by a motor 7.
- the fan 6 refers only to the rotating body, and does not include the fan bearings.
- the motor 7 is an electric motor that rotates the fan 6.
- the motor 7 is an electric motor that drives the fan 6.
- the rotating shaft of the motor 7 is connected to the rotating center of the fan 6 directly or via a gear, and drives the fan 6 when driving power is supplied.
- the computer 8 processes information related to the oil cooling device 10 and controls the entire oil cooling device 10. Specifically, the computer 8 monitors abnormalities in the oil cooling device 10 and controls the refrigerant circuit RC and the motor 7 based on the information related to the oil cooling device 10.
- the computer 8 is configured with, for example, one or more microcomputers. Furthermore, the computer 8 may realize some of the functions of the computer 8 by using a virtual server machine in a so-called cloud environment, for example.
- the information relating to the oil cooling device 10 includes, for example, the temperature and pressure of the refrigerant in the refrigerant circuit RC, and the temperatures of the components that constitute the refrigerant circuit RC.
- Other examples of information related to the oil cooling device 10 include the operating time and driving power of the motor 7, and the temperature and rotation speed of the fan 6.
- Other examples of the information related to the oil cooling device 10 include the degree to which the rotation speed of the fan 6 decelerates after the driving force of the fan 6 is removed (hereinafter referred to as the "deceleration rate"), etc. This deceleration rate includes, for example, the time it takes for the rotation speed of the fan 6 to decelerate and stop after the supply of current to the motor 7 is stopped (hereinafter referred to as the "deceleration time").
- the housing 11 forms, as an example of a flow path, a flow path that transports the air flowing in from the air intake port 12.
- This flow path may be formed by a structure such as a duct arranged inside the housing 11.
- a condenser 2 is installed in the flow path.
- the filter 13 is provided in the housing 11 and has a path through which air passes.
- the filter 13 is formed of a nonwoven fabric
- the gaps between the fibers of the nonwoven fabric become the paths through which air passes.
- air containing fine particles is supplied to the filter 13, the filter 13 becomes clogged.
- the clogged filter 13 reduces the amount of air supplied to the condenser 2, and the ability of the oil cooling device 10 to cool the oil decreases.
- fine particles refers to matter suspended in the air, such as sand, dust, pollen, and oil mist.
- the control device 20 which is an example of a control device, controls the oil cooling device 10 including the fan system using information correlated with the fan characteristics, which are the characteristics of the fan 6 (hereinafter referred to as "correlated information"). Specifically, the control device 20 acquires information related to the oil cooling device 10 from the oil cooling device 10. The control device 20 provides the oil cooling device 10 with correlation information corresponding to the information related to the oil cooling device 10. Examples of the control device 20 include a computer device, a tablet information terminal, a smartphone, and other information processing devices. In addition, the control device 20 may be distributed across multiple virtual server machines in a so-called cloud environment to realize the functions of the control device 20.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the device used in the first embodiment, and shows an example of the hardware configuration of the computer 8 and the control device 20 of the oil cooling device 10.
- the device according to this embodiment has a control unit 110 that controls the operation of the entire device.
- the device may also have a secondary storage unit 120 that records information related to the oil cooling device 10, and a communication unit 130 that transmits and receives information via a communication line (not shown).
- the device may have an input unit such as keys or a touch panel that accepts input operations from a user, and a display unit consisting of a liquid crystal display panel or an organic EL (Electro Luminescence) display panel that displays images, characters, and the like to the user.
- an input unit such as keys or a touch panel that accepts input operations from a user
- a display unit consisting of a liquid crystal display panel or an organic EL (Electro Luminescence) display panel that displays images, characters, and the like to the user.
- the control unit 110 which is an example of a control unit, includes a CPU 110a, which is an example of a processor and controls the entire device, a RAM 110b used as a working memory for the CPU 110a, and a ROM 110c in which programs executed by the CPU 110a are stored.
- the control unit 110 also includes a non-volatile memory 110d that is rewritable and can retain data even when the power supply is interrupted, and an interface unit 110e that controls each unit, such as the communication unit 130, connected to the control unit 110.
- the non-volatile memory 110d is composed of, for example, a battery-backed SRAM, a flash memory, etc.
- the control unit 110 reads the programs stored in the secondary storage unit 120, thereby executing each process of the terminal device of this embodiment.
- the secondary storage unit 120 is configured, for example, by a hard disk drive (HDD) or semiconductor memory.
- the secondary storage unit 120 differs depending on the product form of the oil cooling device 10 and the control device 20.
- the program executed by CPU 110a can be provided to control unit 110 in a state where it is stored in a computer-readable recording medium such as a magnetic recording medium (magnetic tape, magnetic disk, etc.), an optical recording medium (optical disk, etc.), a magneto-optical recording medium, or a semiconductor memory.
- a computer-readable recording medium such as a magnetic recording medium (magnetic tape, magnetic disk, etc.), an optical recording medium (optical disk, etc.), a magneto-optical recording medium, or a semiconductor memory.
- the program executed by CPU 110a may be provided to control unit 110 using a communication means such as the Internet.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a functional configuration of the oil cooling device 10 according to the first embodiment.
- the oil cooling device 10 has an operation record database (DB) 81 and a fan characteristic DB 82.
- the oil cooling device 10 also has a drive control unit 83, a temperature estimating unit 84, a pressure loss estimating unit 85, a clogging determining unit 86, and a communication processing unit 87.
- the operation record DB 81 records values (hereinafter referred to as "acquired values") acquired while the oil cooling device 10 is operating.
- the acquired values are values indicating physical quantities that indicate the status of the oil cooling device 10 that constitutes the fan system.
- the operation record DB 81 stores the history of the acquired values of the oil cooling device 10 .
- the acquired values include not only measurement values measured by a sensor (not shown) but also values associated with control by the drive control unit 83.
- the values associated with control by the drive control unit 83 are not limited to values in a state controlled by the drive control unit 83, but may be values in an uncontrolled state corresponding to the state when controlled by the drive control unit 83.
- the measured values obtained by the sensors include various temperatures such as the temperature of the condenser 2.
- the values related to the control by the drive control unit 83 include, for example, the deceleration time Ti of the fan 6, the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7, and the operation time ti of the fan 6 or the motor 7.
- the deceleration time Ti of the fan 6 may be obtained by stopping the supply of drive power to the motor 7 before the power supply to the oil cooling device 10 is turned off.
- the deceleration time Ti of the fan 6 may be obtained by stopping the supply of drive power to the motor 7 after driving the fan 6 to rotate, for example, between the time when the power supply to the oil cooling device 10 is turned on and the time when the refrigerant circuit RC starts operating.
- the fan characteristics DB82 which is an example of a fan characteristics storage unit, stores correlation information that correlates with the fan characteristics of the fan 6. In other words, the fan characteristics DB82 stores correlation information about the fan 6.
- the correlation information includes, for example, internal fan characteristics that are information used to estimate the status of the fan system.
- the internal fan characteristics are, for example, a relational expression or a table that represents the fan characteristics of the fan 6 itself.
- the correlation information includes, for example, control parameters used to control the fan system, such as command values used by the drive control unit 83 to realize a commanded state of the fan system, and threshold values used by the clogging determination unit 86.
- FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics of a fan to which this embodiment is applied, where (A) is a diagram showing differential pressure characteristics and (B) is a diagram showing power characteristics.
- the differential pressure characteristic is the relationship between the static pressure Ps, which indicates the pressure difference before and after the filter 13, and the air volume Q of the fan 6.
- the power characteristics take into consideration not only the differential pressure characteristics shown by the solid line, but also the relationship shown by the dashed line between the drive power W of the motor 7 at a given rotation speed N and the air volume Q of the fan 6.
- This power characteristic shows the drive power W of the motor 7 for one air volume Q and one static pressure Ps.
- the fan characteristics to which this embodiment is applied are not limited to the above fan characteristics, but also include the relationship between the rotation speed N of the fan 6 and vibration, and the relationship between the rotation speed N of the fan 6 and noise.
- the fan characteristics to which this embodiment is applied are information that indicates a correlation involving the fan 6, and may be information that indicates the status of the fan system of the oil cooling device 10.
- the drive control unit 83 adjusts the current supplied to the motor 7 based on information correlated with the fan characteristics, which are the characteristics of the fan 6 (hereinafter referred to as "correlation information"), to control the drive of the fan 6.
- the current supplied to the motor 7 is the driving force of the fan 6.
- the drive control unit 83 has, for example, an inverter circuit that converts direct current from a direct current source into alternating current to be supplied to the motor 7, and drives the motor 7 by switching a plurality of switching elements in the inverter circuit.
- Driving the motor 7 rotates the fan 6.
- the drive control unit 83 also adjusts the drive force and rotation speed of the fan 6 to control, for example, the air volume, vibration, noise, etc., caused by the rotation of the fan 6 .
- the temperature estimation unit 84 obtains information correlating with the temperature of the fan 6, and estimates the temperature of the fan 6. In other words, the temperature estimation unit 84 obtains information correlating with the temperature of the fan 6, and estimates the ambient temperature of the fan 6.
- the ambient temperature of the fan 6 is not limited to the temperature of the atmosphere in which the fan 6 is placed, but may be the intake temperature of the fan 6, which indicates the temperature of the air sucked in by the fan 6, or the temperature of the fan 6 itself.
- Examples of information correlated with the temperature of the fan 6 include a measured value obtained by measuring the temperature of the air around the fan, and a measured value obtained by directly measuring the temperature of the fan 6 itself. Also, examples of information correlated with the temperature of the fan 6 include a measured value obtained by measuring the temperature of the condenser 2, and a measured value obtained by measuring the temperature of the air drawn in by the fan 6.
- the temperature estimation unit 84 may estimate the above-mentioned measurement value measured by a sensor not shown as the temperature of the fan 6, or may estimate a value calculated based on the measurement value as the temperature of the fan 6.
- the pressure loss estimation unit 85 estimates a pressure loss index z related to the pressure loss caused by the filter 13. Specifically, the pressure loss estimation unit 85 estimates the degree of pressure loss caused by the filter 13 based on the degree of deceleration of the fan 6.
- FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the pressure loss caused by the filter 13 and the degree of deceleration of the fan 6.
- FIG. 5 shows an example in which the fan 6 has fan characteristics in which the load torque To increases when the pressure loss due to the filter 13 increases.
- the fan 6 is, for example, an axial flow fan such as a propeller fan.
- the vertical axis indicates the rotation speed N [rpm] of the fan 6
- the graph shows the result of measuring the deceleration time Ti of the fan 6 from when the driving force of the fan 6 is removed until the rotation speed of the fan 6 decelerates and stops, when the rotation speed N immediately before the driving force of the fan 6 is removed is a predetermined rotation speed.
- the deceleration time Ti [sec] of the fan 6 is measured as the time from when the driving force of the fan 6 is removed until the rotation of the fan 6 stops. 5, under the same rotation speed N of the fan 6, the deceleration time Ti of the fan 6 when the filter 13 is clogged is shorter than the deceleration time Ti of the fan 6 when the filter 13 is not clogged.
- the clogging determination unit 86 determines whether or not the filter 13 is clogged. Specifically, the clogging determination unit 86 determines that the filter 13 is clogged when the pressure loss index z of the filter 13 is equal to or greater than a preset threshold value, and determines that the filter 13 is not clogged when the pressure loss index z is less than the threshold value. In addition, the clogging determination unit 86 determines that the filter 13 is clogged, for example, when the deceleration of the fan 6 is equal to or greater than a threshold value set for each rotation speed N of the fan 6, and determines that the filter 13 is not clogged, when the deceleration is less than the threshold value.
- the threshold value set for each rotation speed N of the fan 6 refers to a threshold value set for each rotation speed N immediately before the drive force of the fan 6 is removed when, for example, the degree of deceleration of the fan 6 is the deceleration time Ti of the fan 6. Furthermore, if the rotation speed N immediately before the drive force of the fan 6 is removed when the clogging determination unit 86 determines whether the filter 13 is clogged is set to one in advance, only one threshold value may be set without providing multiple threshold values.
- the communication processing unit 87 transmits information about the fan 6 to the control device 20.
- the communication processing unit 87 also receives information about the fan 6 from the control device 20.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of a functional configuration of the control device 20 according to the first embodiment.
- the control device 20 has a deformation estimation unit 21, a characteristic estimation unit 22, and a communication processing unit 23.
- the control device 20 also has a fan characteristic DB 24, as an example of a fan characteristic storage unit, in which correlation information correlated with the fan characteristics of the fan 6 is stored.
- the deformation estimation unit 21 estimates a deformation index xA , which is an index correlated with deformation of the fan 6 due to aging (hereinafter referred to as “aging deformation”). Specifically, the deformation estimation unit 21 estimates the degree of deformation of the fan 6 due to aging, based on the history of values acquired from the oil cooling device 10 . The deformation estimation unit 21 may estimate, as the deformation index xA of the fan 6, not only an index correlated with the aging deformation of the fan 6 but also an amount of deformation of the fan 6 (hereinafter referred to as the “deformation amount”).
- aging deformation creep deformation of the fan 6 over time or due to aging.
- FIG. 7 is a diagram showing deformation of the fan 6 over time.
- the fan 6a shown in Fig. 7 is a new product
- the fan 6b shown in Fig. 7 is a fan having the same shape as the fan 6a, which has been rotated at a rotation speed of 1500 rpm for 170 hours in an environment of 60°C.
- the deformation estimation unit 21 estimates the deformation index xA based on, for example, the history of the temperature Tm of the fan 6. Specifically, the deformation estimation unit 21 calculates the deformation index xA based on, for example, the following formula (2).
- FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the history of the temperature Tm of the fan 6 and the deformation index xA of the fan 6.
- FIG. 8 shows the deformation of the fan 6 when the fan 6 is rotated at temperatures of 35° C., 40° C., 45° C., 50° C., 55° C., and 60° C. under the same rotation speed N of the fan 6 .
- the horizontal axis indicates the operation time ti [hrs] of the fan 6 or the motor 7, and the deformation amount [mm] is measured as the deformation index xA of the fan 6 for each temperature Tm [°C] of the fan 6.
- the regression curve shown by the curve reflects the tendency of the measured deformation amounts indicated by dots.
- the deformation index xA of the fan 6 is calculated by substituting the constants A and B based on the rotation speed N of the fan 6, the temperature Tm of the fan 6, and the operation time ti of the fan 6 or the motor 7 into the above formula (2).
- the deformation estimation unit 21 may estimate the deformation index xA based on, for example, a history of the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7. Specifically, the deformation estimation unit 21 may calculate the deformation index xA based on, for example, the following formula (3).
- xA Deformation index a
- b Constants based on the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7 and the temperature Tm of the fan 6 ti: Operation time of the fan 6 or the motor 7 [hrs]
- FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the history of the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7 and the deformation index xA of the fan 6, in which (A) shows the case where the fan 6 is rotated at 45° C., and (B) shows the case where the fan 6 is rotated at 60° C.
- FIG. 9 shows the amount of deformation of the fan 6 when the fan 6 is rotated at 1500 rpm and 1060 rpm under conditions of 45° C. and 60° C.
- the horizontal axis indicates the operation time ti of the fan 6 or the motor 7, and the deformation amount [mm] is shown as the deformation index xA of the fan 6 for each rotation speed N of the fan 6 or the motor 7.
- the regression curve shown by the curve reflects the tendency of the measured values of the deformation amount shown by the dots.
- the deformation index xA of the fan 6 is calculated by substituting constants a and b based on the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7 and the temperature Tm of the fan 6, and the operation time ti of the fan 6 or the motor 7 into the above equation (3).
- a constant based on the rotation speed of the fan 6, 1500 [rpm], the temperature of the fan 6, 45 [° C.], and the operating time of the fan 6, 5 [hrs], are substituted into the above formula (3) to calculate the deformation index x A ' of the fan 6.
- the operating time ti' required to reach the deformation index xA ' under the conditions of 60 [°C] and 1500 [rpm] is calculated.
- the deformation index xA of the fan 6 is calculated.
- the method of estimating the deformation index xA when the fan 6 is operated under different conditions is not limited to the above method, and it may be estimated by taking into account the operation history of the fan 6.
- the deformation estimation unit 21 calculates and estimates the deformation index xA , but is not limited to this.
- the deformation estimation unit 21 may estimate the deformation index xA using , for example, a correlation diagram or a table showing the correlation between the temperature Tm of the fan 6, the rotation speed N of the fan 6 or the motor 7, the operation time ti of the fan 6 or the motor 7, and the deformation index xA .
- the characteristic estimation unit 22 estimates information on the fan characteristics of the fan 6 . Specifically, the characteristic estimation unit 22 estimates correlation information that correlates with the fan characteristic according to the aging deformation of the fan 6 based on the history of the acquired values of the oil cooling device 10 .
- correlation information that correlates with the fan characteristics of a fan 6 that has been deformed over time differs from correlation information that correlates with the fan characteristic y of an initial fan 6 that has not been deformed over time (hereinafter referred to as "initial characteristic y").
- the characteristic estimation unit 22 estimates the correlation information based on at least one value of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6. In other words, the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one value of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the characteristic estimating section 22 is an example of a correcting section.
- the characteristic estimation unit 22 estimates a fan characteristic Y (hereinafter referred to as "corrected characteristic Y") that is corrected to correspond to the deformed fan 6 as an internal fan characteristic corresponding to the aging deformation of the fan 6, for example, based on the history of values acquired from the oil cooling device 10. Specifically, the characteristic estimation unit 22 calculates the corrected characteristic Y, for example, based on the following formula (4).
- Y correction characteristic y: initial characteristic x A : deformation index Tm: temperature of fan 6 A, B: constants based on rotation speed N a, b: constants based on rotation speed N of fan 6 or motor 7 and temperature Tm of fan 6 ti: operation time [hrs] of fan 6 or motor 7
- the characteristic estimation unit 22 is not limited to a configuration that corrects the relational equation itself that represents the fan characteristic of the fan 6.
- the characteristic estimation unit 22 may estimate the correlation information by adding a correction value to the result calculated using the initial characteristic y so as to correspond to the fan 6 that has been deformed over time.
- the characteristic estimation unit 22 may estimate, for example, a command value or a threshold value corrected to correspond to the fan 6 that has deformed over time, as a control parameter corresponding to the deformation of the fan 6 over time, based on the history of values acquired from the oil cooling device 10.
- the calculation of the correction characteristic Y using the history of the acquired values may be performed when a predetermined condition is satisfied.
- the calculation of the correction characteristic Y using the history of the acquired values may be performed when the clogging determination unit 86 determines that the filter 13 is clogged, when the oil cooling device 10 is turned on, or when the oil cooling device 10 is turned off.
- the calculation of the correction characteristic Y using the history of the acquired values may be performed when a predetermined time has elapsed, or when at least one of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6 changes.
- the characteristic estimation unit 22 may acquire a history of values acquired from the oil cooling device 10, for example, and learn the fan characteristics corresponding to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 controls the oil cooling device 10 based on the history of a physical quantity that correlates with at least the temperature Tm of the fan 6 .
- the functions of the characteristic estimation unit 22 are not limited to those described above, and it is sufficient that the correlation information is processed so that the oil cooling device 10 is controlled based on the correlation that changes in response to the aging deformation of the fan 6.
- the communication processing unit 23 receives information regarding the fan 6 from the oil cooling device 10. Specifically, the communication processing unit 23 receives from the oil cooling device 10 acquired values indicating physical quantities that indicate the status of the oil cooling device 10 that constitutes the fan system. Furthermore, the communication processing unit 23 transmits information regarding the fan 6 to the oil cooling device 10. Specifically, the communication processing unit 23 transmits correlation information regarding the fan 6 to the oil cooling device 10.
- FIG. 10 is a flowchart showing the flow of a process for controlling the air volume of the fan 6 .
- FIG. 10 shows an example in which the air volume is controlled to be constant based on the air volume characteristic that indicates the correlation between the rotation speed N of the fan 6 that realizes a certain air volume Q and the driving power W of the motor 7 .
- the air volume characteristic is an example of a fan characteristic, and represents the relationship between the air volume of the fan 6 and at least one of the driving power W of the motor 7 , the rotation speed N of the fan 6 , and the static pressure Ps of the fan 6 .
- the oil cooling device 10 issues a command for a certain air volume Q (S101). Specifically, the oil cooling device 10 issues a command for the air volume Q by the fan 6 to be, for example, air volume QB .
- the oil cooling device 10 acquires the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7 as acquired values (S102). Specifically, the oil cooling device 10 acquires the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7 as physical quantities correlated with the air volume Q.
- the oil cooling device 10 compares the obtained value with the air volume characteristics of the fan 6 (S103).
- FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the rotation speed N of the fan 6 and the driving power W of the motor 7. As shown in FIG. FIG. 11 shows the correlation between the rotation speed N of the fan 6 and the drive power W of the motor 7 with respect to the air volume characteristic that realizes a certain air volume Q even when there is a pressure loss due to the filter 13 .
- the correlation between the rotation speed N of the fan 6 and the driving power W of the motor 7 is shown by solid lines for air volume characteristic A that realizes air volume QA , air volume characteristic B that realizes air volume QB that is larger than air volume QA, and air volume characteristic C that realizes air volume QC that is larger than air volume QB.
- the correlation shown in FIG. 11 indicates the initial characteristic y of the air volume of the fan 6 at an initial stage before deformation due to aging. For example, when the filter 13 is not clogged and the fan 6 is rotated under the conditions of a rotation speed N1 and a drive power W2, the fan 6 blows air at a volume QB .
- the filter 13 when the filter 13 is clogged and the fan 6 is rotated at a rotation speed N1, the amount of air passing through the filter 13 is reduced, and the air volume Q becomes smaller than the air volume QB .
- the fan 6 when the fan 6 is rotated at a rotation speed N1 and drive power W1, the fan 6 blows air at an air volume QA that is smaller than the air volume QB .
- the rotation speed N of the fan 6 is increased to a rotation speed N2, and the drive power W of the motor 7 is adjusted to a drive power W3 based on the air volume characteristic B shown in FIG. 11.
- the oil cooling device 10 estimates the air volume Q based on the acquired value and the air volume characteristic of the fan 6 (S104). Specifically, the oil cooling device 10 estimates that the air volume Q of the fan 6 is, for example, air volume QA based on the air volume characteristic A which is the intersection of the rotation speed N1 and the driving power W1 .
- the oil cooling device 10 compares the commanded air volume Q (hereinafter, "commanded air volume Q") with the estimated air volume Q (hereinafter, “estimated air volume Q”) (S105). The oil cooling device 10 determines whether the absolute value of the difference between the command air volume Q and the estimated air volume Q is less than a predetermined value (S106).
- the oil cooling device 10 increases or decreases the rotation speed N in accordance with the difference between the command air volume Q and the estimated air volume Q (S107). Specifically, the oil cooling device 10 increases or decreases the rotation speed N in accordance with the magnitude of the absolute value of the difference between the command air volume Q and the estimated air volume Q and the magnitude relationship between the command air volume Q and the estimated air volume Q.
- the rotation speed N is increased by 2 rpm, and when the absolute value of the difference between the commanded air volume Q and the estimated air volume Q is smaller than the threshold value, the rotation speed N is increased by 1 rpm.
- the rotation speed N is decreased according to the magnitude of the absolute value of the difference between the commanded air volume Q and the estimated air volume Q.
- the oil cooling device 10 repeats the processes from S102 onwards until the absolute value of the difference between the command air volume Q and the estimated air volume Q becomes less than a predetermined value.
- the oil cooling device 10 ends the process.
- the air volume characteristic will change from the initial characteristic y. Therefore, even if the driving power W of the motor 7 is adjusted based on the air volume characteristic shown in FIG. 11, it may not be possible to control the air volume Q to a constant value.
- the control device 20 corrects the relational equation showing the correlation between the air volume Q, the rotation speed N, and the drive power W, based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 also specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation showing the correlation between the air volume Q, the rotation speed N, and the drive power W to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation and the specified correction value. This allows the oil cooling device 10 to control the air volume of the fan 6 to be constant regardless of whether or not the fan 6 has deformed over time.
- the command value for the first air volume Q may be corrected to correspond to the fan 6 that has been deformed over time.
- the control device 20 provides the oil cooling device 10 with the corrected command value for the first air volume Q or a correction value that corrects the command value for the first air volume Q to correspond to the fan 6 that has been deformed over time.
- the oil cooling device 10 may specify the driving power W that will achieve a specified air volume Q based on a relational equation that shows the correlation between the air volume Q and the driving power W.
- the oil cooling device 10 adjusts the rotation speed N of the fan 6 so as to achieve the commanded one air volume Q at the commanded driving power W.
- the oil cooling device 10 adjusts the command value of the rotation speed N of the fan 6 at the commanded driving power W as the driving power W capable of achieving the commanded one air volume Q.
- the control device 20 corrects the relational equation showing the correlation between the air volume Q and the drive power W based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6. Alternatively, the control device 20 specifies a correction value that corrects the result calculated using the relational equation showing the correlation between the air volume Q and the drive power W to correspond to the fan 6 that has deformed over time. The control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation or the specified correction value.
- the command value for one air volume Q or the command value for the rotation speed N may be corrected to correspond to a fan 6 that has been deformed over time.
- the control device 20 provides the oil cooling device 10 with the corrected command value for one air volume Q or the command value for the rotation speed N, or a correction value that corrects the command value for one air volume Q or the command value for the rotation speed N to correspond to a fan 6 that has been deformed over time.
- the oil cooling device 10 may specify the rotation speed N that realizes the commanded one air volume Q based on a relational expression that indicates the correlation between the air volume Q and the rotation speed N. In this case, the oil cooling device 10 adjusts the rotation speed N of the fan 6 so that the commanded one air volume Q is achieved at the commanded rotation speed N. Specifically, the oil cooling device 10 adjusts the rotation speed N of the fan 6 to a command value that can realize the commanded one air volume Q.
- control device 20 corrects the relational equation showing the correlation between the air volume Q and the rotation speed N based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation showing the correlation between the air volume Q and the rotation speed N to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation or the specified correction value.
- the control device 20 does not provide a corrected command value or a corrected value for the command value when adjusting the rotation speed N of the fan 6 so that the air volume Q commanded by the oil cooling device 10 matches the air volume Q measured by a sensor or the like.
- the correlation information of the fan 6 estimated by the control device 20 of the present disclosure is used to control the air volume Q of the fan 6, but this is not limited thereto.
- the correlation information of the fan 6 estimated by the control device 20 of the present disclosure may be used to monitor the static pressure Ps of the fan 6, for example.
- the correlation information used for monitoring the static pressure Ps of the fan 6 is an example of a fan characteristic, and indicates the relationship between the static pressure Ps of the fan 6 and a physical quantity that correlates with the static pressure Ps of the fan 6 .
- FIG. 12 is a flowchart showing the flow of a process for determining whether the filter 13 is clogged.
- FIG. 12 shows an example in which clogging of the filter 13 is determined based on the pressure loss characteristic that indicates the correlation between the deceleration time Ti of the fan 6 having the rotation speed N and the pressure loss index z caused by the filter 13 .
- the oil cooling device 10 acquires the deceleration time Ti of the fan 6 as an acquired value (S201). Specifically, the oil cooling device 10 acquires the deceleration time Ti of the fan 6 as a physical quantity correlated with the pressure loss index z. The oil cooling device 10 compares the obtained value with the pressure loss characteristic of the fan 6 (S202).
- FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the deceleration time Ti of the fan 6 and the pressure loss index z due to the filter 13 when the rotation speed N immediately before the driving power W of the fan 6 is removed is a predetermined rotation speed. 13, the deceleration time Ti [sec] of the fan 6a (see FIG. 7) and the deceleration time Ti [sec] of the fan 6b (see FIG. 7) are shown for each pressure loss value [Pa] caused by the filter 13.
- the horizontal axis indicates the deceleration time Ti of the fan 6, and the measured pressure loss value [Pa] is shown as the pressure loss index z of the filter 13 when the fan 6 has not undergone deformation over time and when the fan 6 has undergone deformation over time.
- the deceleration time Ti of the fan 6 that has not undergone deformation due to aging is 3.27 [sec]
- the deceleration time Ti of the fan 6 that has undergone deformation due to aging is 3.42 [sec].
- a fan 6 that has undergone aging deformation receives a smaller resistance force than a fan 6 that has not undergone aging deformation, and the deceleration time Ti of the fan 6 becomes longer.
- the regression curve shown by the curve reflects the tendency of the measured values of the pressure loss values shown by the dots.
- the correlation between the deceleration time Ti of the fan 6a (see FIG. 7) and the pressure loss index z due to the filter 13 is shown by a solid line
- the correlation between the deceleration time Ti of the fan 6b (see FIG. 7) and the pressure loss index z due to the filter 13 is shown by a dashed line.
- the initial characteristic y of the pressure loss of the fan 6 in an early stage before any aging deformation occurs is shown by a solid line
- the characteristic of the pressure loss of the fan 6 after aging deformation occurs is shown by a dashed line.
- the oil cooling device 10 estimates the pressure loss index z based on the acquired value and the pressure loss characteristic of the fan 6 (S203). Specifically, the oil cooling device 10 estimates the pressure loss index z based on the deceleration time Ti and the pressure loss characteristic of the fan 6. The oil cooling device 10 determines whether the filter 13 is clogged based on the threshold value (S204). Specifically, the oil cooling device 10 determines that the filter 13 is clogged when the pressure loss index z is equal to or greater than the threshold value, and determines that the filter 13 is not clogged when the pressure loss index z is less than the threshold value.
- the oil cooling device 10 notifies the user of the clogging of the filter 13 (S205) and ends the process. Specifically, the oil cooling device 10 notifies the user of the clogging of the filter 13 by, for example, sound, light, display of an image or text, communication such as e-mail, or any combination of these, and ends the process.
- the pressure loss characteristic changes from the initial characteristic y. Therefore, even if the clogging of the filter 13 is determined based on the initial characteristic y shown in FIG. 13, the accuracy of the determination of the clogging of the filter 13 may decrease.
- the control device 20 corrects the relational equation showing the correlation between the deceleration time Ti and the pressure loss index z based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation showing the correlation between the deceleration time Ti and the pressure loss index z to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation or the specified correction value.
- the oil cooling device 10 estimates the pressure loss index z, for example, based on the history of the acquired values of the oil cooling device 10 and a relational expression corrected to correspond to the aged deformation of the fan 6. Specifically, the oil cooling device 10 calculates the pressure loss index z, for example, based on the following formula (5). This enables the oil cooling device 10 to maintain the accuracy of determining whether the filter 13 is clogged, regardless of whether the fan 6 has deformed over time.
- the oil cooling device 10 may determine that the filter 13 is clogged when the deceleration time Ti is less than a threshold value, and may determine that the filter 13 is not clogged when the deceleration time Ti is equal to or greater than the threshold value. In this case, the control device 20 corrects the threshold value set for the deceleration time Ti so as to correspond to the aged deformed fan 6. Then, the control device 20 provides the oil cooling device 10 with the corrected threshold value for the deceleration time Ti.
- the physical quantity correlated with the pressure loss index z is not only the deceleration time Ti of the fan 6, but also, for example, the driving power W of the motor 7, the rotation speed N of the fan 6, the degree of disturbance, etc.
- “Disturbance” refers to a state in which the direction of flow of the fluid, the speed of flow of the fluid, or the pressure of the fluid fluctuates irregularly.
- FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a control system 2100 according to the third embodiment.
- a control system 2100 according to the third embodiment is different from the control system 100 according to the first embodiment in that a clean room 210 corresponding to the oil cooling device 10 is provided. The differences from the first embodiment will be described below.
- the control system 2100 includes a clean room 210 and a control device 220 that controls the clean room 210.
- the clean room 210 and the control device 220 are capable of communicating information with each other via a communication line.
- Clean room 210 an example of a fan system, includes fan 206 and motor 207 that drives fan 206, and controls static pressure Ps in clean room 210.
- Clean room 210 is a device that controls static pressure Ps so that the air pressure in room R of clean room 210, which is surrounded by housing 211a, is higher than atmospheric pressure.
- the clean room 210 includes a fan 206, a motor 207, and a computer 208.
- the fan 206, the motor 207, and the computer 208 are housed in a housing 211b.
- This housing 211b is provided with an intake port 212 for drawing in air from the room R, and an exhaust port 214 for discharging the air from the room R.
- this housing 211b is provided with a filter 213a for filtering the air drawn in from the room R, and a filter 213b for purifying the air to be discharged into the room R.
- the housing 211b is housed in the housing 211a.
- the housing 211a is provided with a duct 215 that draws in air from outside the clean room 210 and an air damper 216 that exhausts air from the room R to the outside of the clean room 210.
- the controller 220 causes the clean room 210 to be controlled based on correlation information correlating to the fan characteristics of the fan 206 . Specifically, the control device 220 acquires information about the clean room 210 from the clean room 210. The control device 220 provides the clean room 210 with correlation information corresponding to the information about the clean room 210.
- FIG. 15 is a flowchart showing the flow of a process for controlling the static pressure Ps of the fan 206.
- FIG. 15 shows an example in which the air volume is controlled to be constant based on the static pressure characteristics indicating the correlation between the rotation speed N of the fan 206 that realizes a certain static pressure Ps and the driving power W of the motor 207 .
- the clean room 210 issues a command for one static pressure Ps (S301).
- the clean room 210 acquires the rotation speed N1 of the fan 206 and the driving power W1 of the motor 207 as acquired values (S302).
- the physical quantity correlated with the static pressure Ps is not limited to the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7, but may be, for example, the deceleration time Ti of the fan 6, the degree of disturbance, etc.
- the clean room 210 compares the obtained value with the static pressure characteristics of the fan 206 (S303).
- the clean room 210 estimates the static pressure Ps based on the acquired value and the static pressure characteristics of the fan 206 (S304). Specifically, the clean room 210 estimates the static pressure Ps generated by the fan 206 based on the static pressure characteristics that are the intersection of the rotation speed N1 and the drive power W1.
- the clean room 210 compares the commanded static pressure Ps (hereinafter, “commanded static pressure Ps") with the estimated static pressure Ps (hereinafter, “estimated static pressure Ps”) (S305). The clean room 210 determines whether the absolute value of the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps is less than a predetermined value (S306).
- commanded static pressure Ps commanded static pressure Ps
- estimated static pressure Ps estimated static pressure Ps
- the clean room 210 increases or decreases the rotation speed N in accordance with the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps (S307). Specifically, the clean room 210 increases or decreases the rotation speed N in accordance with the magnitude of the absolute value of the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps and the magnitude relationship between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps.
- the rotation speed N is increased by 2 rpm, and when the absolute value of the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps is less than the threshold value, the rotation speed N is increased by 1 rpm. Also, when the command static pressure Ps is smaller than the estimated static pressure Ps, the rotation speed N is decreased according to the magnitude of the absolute value of the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps.
- the clean room 210 repeats the processes from S302 onwards until the absolute value of the difference between the command static pressure Ps and the estimated static pressure Ps becomes less than a predetermined value.
- the clean room 210 ends the process.
- the control device 220 corrects the relational equation showing the correlation between the static pressure Ps, the rotation speed N, and the driving power W, based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 206 and the rotation speed N of the fan 206.
- the control device 220 specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation showing the correlation between the static pressure Ps, the rotation speed N, and the driving power W to correspond to the fan 206 that has deformed over time.
- the control device 220 provides the clean room 210 with the corrected relational equation or the specified correction value. This allows the static pressure Ps inside the room R of the clean room 210 to be monitored regardless of whether the fan 206 has deformed over time, and prevents air from flowing into the room R through the air damper 216 or the like.
- the correlation information of the fan 6 estimated by the control device 20 or the like according to the present disclosure may be used, for example, to monitor an abnormality in the fan system.
- the correlation information used for monitoring an abnormality in the fan system is an example of a fan characteristic, and indicates the relationship between a physical quantity correlated with the monitoring of an abnormality in the fan system and the monitoring of an abnormality in the fan system.
- the correlation information of the fan 6 is used, for example, to monitor vibrations and noise caused by the rotation of the fan 6 and to monitor abnormalities in components of the fan system.
- FIG. 16 is a flowchart showing the flow of a process for suppressing vibration caused by the fan 6 .
- Figure 16 shows an example in which the vibration caused by the fan 6 is controlled based on vibration characteristics that indicate the correlation between the differential pressure characteristics before and after the filter 13 and the air path characteristics that indicate the difficulty of air flow in the flow path within the oil cooling device 10.
- the oil cooling device 10 acquires the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7 as acquired values (S401).
- the physical quantity correlated with the vibration caused by the fan 6 is not limited to the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7, but may be, for example, the deceleration time Ti of the fan 6, the degree of disturbance, etc.
- the oil cooling device 10 compares the acquired value with the vibration characteristics of the fan 6 (S402).
- 17(A) and (B) are diagrams showing the relationship between the vibration characteristics and vibration area of the fan 6, where (A) shows the case of an initial fan 6 that has not been deformed over time, and (B) shows the case of a fan 6 that has been deformed over time.
- 17A and 17B the differential pressure characteristics for different rotation speeds N (N1, N2, N3) of the fan 6 are shown by solid lines, and the air path characteristics are shown by dashed lines.
- the vibration area is the range shown by a rectangle.
- the intersection of the differential pressure characteristics and the air path characteristics indicates the air volume Q and static pressure Ps when the fan 6 rotates at the rotation speed N.
- the intersection of the air volume Q and the static pressure Ps when the fan 6 rotates at the rotation speed N2 is within the vibration area. In this case, vibration occurs due to the rotation of the fan 6.
- the oil cooling device 10 suppresses vibrations caused by the rotation of the fan 6 by rotating the fan 6 at the rotation speed N1 or N3, avoiding the rotation speed N2.
- the oil cooling device 10 avoids the rotation speeds N2 and N3 and rotates the fan 6 at the rotation speed N1, thereby suppressing vibrations caused by the rotation of the fan 6.
- the oil cooling device 10 estimates the vibration S caused by the rotation of the fan 6 based on the acquired value and the vibration characteristics of the fan 6 (S403).
- the oil cooling device 10 determines whether to avoid vibration caused by the rotation of the fan 6 based on the threshold (S404). Specifically, the oil cooling device 10 determines to avoid vibration when the estimated vibration S is equal to or greater than the threshold, and determines not to avoid vibration when the estimated vibration S is less than the threshold.
- the oil cooling device 10 specifies a rotation speed N that avoids vibrations caused by the rotation of the fan 6 based on a relational expression that indicates the vibration characteristics (S405).
- the oil cooling device 10 issues a command for the identified rotation speed N (S406), and ends the process.
- the vibration characteristics will change from the initial characteristics y. Therefore, even if the rotation speed N2 is avoided, it may not be possible to suppress the vibration caused by the rotation of the fan 6.
- the control device 20 corrects the relational equation indicating the vibration characteristics based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 also specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation indicating the vibration characteristics to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation and the specified correction value.
- the threshold value and the range of the vibration area may be corrected to accommodate the fan 6 that has deformed over time.
- the oil cooling device 10 performs a notification process to notify information about the vibration caused by the rotation of the fan 6 .
- a lamp (not shown) may be turned on when the vibration is equal to or greater than a threshold value.
- a lamp may be turned on when the vibration is below a threshold value, and the lamp may be flashed when the vibration is equal to or greater than the threshold value.
- the blinking of the lamp may be different depending on whether the vibration is below the threshold value or not.
- the lamp when the vibration is below the threshold value, the lamp may be blinked so that it is repeatedly turned on for 1 second and turned off for 1 second, and when the vibration is above the threshold value, the lamp may be blinked so that it is repeatedly turned on for 1.4 seconds and turned off for 0.6 seconds.
- information indicating that the vibration is equal to or greater than a threshold may be displayed on the display unit.
- information indicating that the vibration is equal to or greater than a threshold may be transmitted to a terminal device used by a user.
- the notification process is not limited to the above process, and may involve any process that notifies information regarding the vibrations caused by the rotation of the fan 6 by, for example, sound, light, display of an image or text, communication such as e-mail, or any combination of these.
- noise caused by the fan 6, which is an example of an abnormality in the fan system may be suppressed.
- the noise generated by the fan 6 is controlled based on noise characteristics that indicate the correlation between the differential pressure characteristics before and after the filter 13 and the air path characteristics within the oil cooling device 10 .
- the oil cooling device 10 may perform a notification process to notify information about the noise caused by the rotation of the fan 6 when the estimated noise is equal to or greater than a threshold value.
- the control device 20 corrects the relational equation indicating the noise characteristics based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 also specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation indicating the noise characteristics to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation and the specified correction value.
- noise caused by the rotation of the fan 6 can be suppressed regardless of whether or not the fan 6 has deformed over time.
- the threshold value may also be corrected to accommodate a fan 6 that has been deformed over time.
- abnormalities in the components of the fan system include, for example, bearing abnormalities in the motor 7, misalignment, damage to a rotor (not shown), damage to the fan 6, adhesion of dirt to the fan 6, imbalance between the fan 6 and the motor 7, and the like.
- the oil cooling device 10 detects an abnormality in a component of the fan system based on a physical quantity that correlates with the abnormality in the component of the fan system.
- physical quantities that are correlated with abnormalities in the components of the fan system include the deceleration time Ti of the fan 6, the driving power W of the motor 7, the rotation speed N of the fan 6, the degree of disturbance, and current order components.
- the "driving power W of the motor 7" refers to the composite amount of the product of the current and the voltage.
- the driving power W is the composite amount of the product of the phase voltage, the phase current, and the power factor.
- the "current order component” refers to each order component for each n-th order frequency, which is n times the frequency of the fundamental wave, and is, for example, each order component based on the phase current supplied to the motor 7.
- the first order frequency refers to the frequency of the fundamental wave.
- FIG. 18 shows the results of frequency analysis of the phase current supplied to the motor 7, where (A) shows the order components when the fan 6 and the motor 7 are balanced, and (B) shows the order components when the fan 6 and the motor 7 are not balanced.
- 18A and 18B show examples of the results of frequency analysis using a Fast Fourier Transform on the waveforms of the phase currents supplied to the motor 7.
- the horizontal axis indicates frequency [Hz]
- the vertical axis indicates the intensity of the spectrum for each frequency.
- the fan 6 and the motor 7 are balanced, and the spectrum exists only at the primary frequency of 25 Hz.
- the fan 6 and the motor 7 are not balanced, and so-called imbalance occurs, and in addition to the primary frequency, two spectra exist at 20 Hz and 30 Hz. These two spectra indicate the frequencies of the sideband waves.
- FIG. 19 is a diagram showing the difference in intensity of the spectrum.
- FIG. 19 shows an example of the difference between the results of frequency analysis of the phase current supplied to the motor 7 when the fan 6 and the motor 7 are balanced (see FIG. 18(A)) and when the fan 6 and the motor 7 are not balanced (see FIG. 18(B)).
- the spectrum relating to the first frequency exists both when the fan 6 and the motor 7 are balanced and when the fan 6 and the motor 7 are unbalanced. Furthermore, at the first frequency, the intensity of the spectrum hardly changes. On the other hand, the spectrum related to the sideband frequency does not exist when the fan 6 and the motor 7 are balanced, but exists when the fan 6 and the motor 7 are not balanced. Therefore, the difference in the intensity of the spectrum between the sideband frequencies of 20 [Hz] and 30 [Hz] is larger than that of 25 [Hz].
- the oil cooling device 10 detects an imbalance between the fan 6 and the motor 7 when a difference occurs with respect to the intensity of the spectrum when the fan 6 and the motor 7 are balanced. In other words, the oil cooling device 10 detects an imbalance between the fan 6 and the motor 7 when a current order component different from the current order component when the fan 6 and the motor 7 are balanced is detected. The oil cooling device 10 detects the unbalance of the fan 6 and the motor 7 based on the balance characteristic indicating the correlation between the current order component and the unbalance of the fan 6 and the motor 7 . Furthermore, when the oil cooling device 10 detects an imbalance between the fan 6 and the motor 7, the oil cooling device 10 may perform a notification process to notify information regarding this imbalance.
- the control device 20 corrects the relational equation indicating the balance characteristic based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 also specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation indicating the balance characteristic to correspond to the aged deformation of the fan 6.
- the control device 20 then provides the oil cooling device 10 with the corrected relational equation and the specified correction value. This makes it possible for the oil cooling device 10 to detect imbalance between the fan 6 and the motor 7 regardless of whether or not the fan 6 has deformed over time.
- the correlation information of the fan 6 estimated by the control device 20 of the present disclosure is used by the oil cooling device 10 that cools oil, but this is not limited thereto.
- the correlation information of the fan 6 estimated by the control device 20 of the present disclosure may be used, for example, in a refrigeration device (not shown) in which the object to be cooled is a liquid other than oil or air.
- a refrigeration device as an example of a fan system, is equipped with a fan system including a fan 6 and a motor 7, a flow path that transports air by the fan 6, and a condenser 2 installed in the flow path.
- the temperature of the fan 6 of the refrigeration device is estimated based on at least one of the temperature around the fan 6 and the temperature of the condenser 2.
- FIG. 20 is a flowchart showing the flow of a process for controlling the refrigeration efficiency Rc of the fan 6.
- FIG. 20 shows an example in which the refrigeration efficiency of the fan 6 is estimated based on the refrigeration efficiency characteristic that indicates the correlation between the static pressure Ps of the fan 6 and the refrigeration efficiency of the refrigeration device.
- the refrigeration efficiency characteristic is an example of a fan characteristic, and represents the relationship between a physical quantity correlating with the refrigeration efficiency Rc of a refrigeration device equipped with a fan system and the refrigeration efficiency Rc of the refrigeration device.
- the refrigeration apparatus acquires the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7 as acquired values (S501).
- the physical quantity correlated with the static pressure Ps is not limited to the rotation speed N1 of the fan 6 and the driving power W1 of the motor 7, but may be, for example, the deceleration time Ti of the fan 6, the degree of disturbance, a current order component, etc.
- the physical quantity correlated with the static pressure Ps is also correlated with the refrigeration efficiency Rc.
- the refrigeration apparatus compares the obtained value with the static pressure characteristic of the fan 6 (S502).
- the refrigeration apparatus estimates the static pressure Ps based on the acquired value and the static pressure characteristics of the fan 6 (S503). Specifically, the refrigeration apparatus estimates the static pressure Ps generated by the fan 6 based on the static pressure characteristics that are the intersection of the rotation speed N1 and the driving power W1.
- the static pressure Ps generated by the fan 6 increases due to clogging of the filter 13. If the refrigeration device has acquired the deceleration time Ti of the fan 6, it may estimate the static pressure Ps generated by the fan 6 from the deceleration time Ti and the pressure loss index z, which is based on the pressure loss characteristics.
- the refrigeration apparatus compares the static pressure Ps by the fan 6 with the refrigeration efficiency characteristic (S504).
- the refrigeration device specifies the refrigeration efficiency Rc based on the estimated static pressure Ps and the refrigeration efficiency characteristic (S505), and ends the process.
- the refrigeration device estimates the refrigeration efficiency Rc based on the estimated static pressure Ps and the refrigeration efficiency characteristic, and ends the process.
- a notification process may be performed to notify the user of the deterioration of the refrigeration efficiency of the refrigeration device.
- the control device 20 corrects the relational equation indicating the static pressure characteristics of the fan 6 based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the control device 20 specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation indicating the static pressure characteristics of the fan 6 to correspond to the fan 6 that has deformed over time.
- the control device 20 provides the corrected relational equation or the specified correction value to the refrigeration device. This makes it possible to monitor the deterioration of the refrigeration efficiency of the refrigeration apparatus caused by clogging of the filter 13, regardless of the presence or absence of aging deformation of the fan 6.
- the threshold value may also be corrected to accommodate a fan 6 that has been deformed over time.
- the cooling capacity of the refrigeration device according to the fifth embodiment may be estimated.
- the maximum cooling capacity of the refrigeration device is estimated based on the cooling capacity characteristic that indicates the correlation between the static pressure Ps of the fan 6 and the cooling capacity of the refrigeration device.
- the maximum cooling capacity of the refrigeration device is predicted based on the cooling capacity characteristic that indicates the correlation between the static pressure Ps of the fan 6 and the cooling capacity of the refrigeration device.
- the cooling capacity characteristic is an example of a fan characteristic, and indicates the relationship between a physical quantity correlating with the cooling capacity of a refrigeration device equipped with a fan system and the cooling capacity of the refrigeration device.
- the refrigeration device may also perform a notification process to notify information about the estimated maximum cooling capacity of the refrigeration device. Specifically, the refrigeration device may perform a notification process to notify about a deterioration in the maximum cooling capacity of the refrigeration device.
- the control device 20 corrects the relational expression indicating the static pressure characteristic of the fan 6 based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6.
- the physical quantity correlated with the static pressure Ps is a physical quantity that also correlates with the cooling capacity.
- the control device 20 specifies a correction value for correcting the result calculated using the relational equation indicating the static pressure characteristic of the fan 6 to correspond to the aged deformation of the fan 6. Then, the control device 20 provides the refrigeration device with the corrected relational equation and the specified correction value. This makes it possible to monitor the deterioration of the cooling capacity of the refrigeration system, regardless of whether or not the fan 6 has been deformed over time.
- control device 20 is configured to generate correlation information used to control the operation of the oil cooling device 10 and the like, but this is not limited to this.
- the oil cooling device 10 may have the functions of the control device 20.
- the oil cooling device 10 may have the functions of the deformation estimation unit 21, the characteristic estimation unit 22, etc., shown in FIG. 6 .
- the characteristic estimating unit 22 corrects the correlation information correlating with the fan characteristic so as to correspond to the fan characteristic that changes in accordance with the aging deformation of the fan.
- the oil cooling device 10 stores the corrected correlation information in the fan characteristic DB 82.
- the drive control unit 83, the pressure loss estimation unit 85, and the clogging determination unit 86 execute processing to control the fan system. Therefore, it is possible to control the fan system taking into account the fan characteristics that change in accordance with the aging deformation of the fan 6. It should be noted that the fan system may be controlled based on the corrected correlation information in the clean room 210 or the refrigeration device, rather than in the oil cooling device 10 .
- the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6 .
- the fan system is controlled based on the corrected correlation information in the oil cooling device 10. Therefore, the fan system can be controlled taking into consideration a change in the fan characteristics based on at least one of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6. It should be noted that the fan system may be controlled based on the corrected correlation information in the clean room 210 or the refrigeration device, rather than in the oil cooling device 10 .
- the characteristic estimation unit 22 controls the air volume Q of the fan 6 based on the correlation between at least one of the driving power W of the motor 7, the rotational speed N of the motor 7, and the static pressure Ps of the fan 6 and the air volume Q of the fan 6, the fan characteristics represent this correlation.
- the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6, and the air volume Q is controlled based on the corrected correlation information
- the fan characteristic represents the correlation information of the air volume Q.
- the air volume Q of the fan 6 can be controlled taking into account changes in fan characteristics based on at least one of the driving power W of the motor 7, the rotation speed N of the motor 7, and the static pressure Ps of the fan 6.
- the fan characteristic represents this correlation.
- the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6, and the static pressure Ps is monitored based on the corrected correlation information, the fan characteristic represents the correlation information of the static pressure Ps.
- the static pressure Ps of the fan 6 can be controlled taking into account changes in the fan characteristics based on a physical quantity that correlates with the static pressure Ps of the fan 6 .
- the characteristic estimation unit 22 monitors an abnormality in the fan system based on a correlation between a physical quantity correlated with the abnormality in the fan system and the abnormality in the fan system
- the fan characteristic represents this correlation.
- the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6, and when an abnormality in the fan system is monitored based on the corrected correlation information, the fan characteristic represents correlation information of the abnormality in the fan system. In this case, it is possible to monitor an abnormality in the fan system by taking into consideration a change in the fan characteristics based on a physical quantity that correlates with the abnormality in the fan system.
- the abnormality of the fan system is vibration of the fan system or noise of the fan system.
- abnormalities in the vibration or noise of the fan system can be monitored taking into account changes in the fan characteristics.
- the fan characteristic represents this correlation.
- the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6, and the refrigeration efficiency Rc is predicted based on the corrected correlation information
- the fan characteristic represents the correlation information of the refrigeration efficiency Rc.
- the refrigeration efficiency Rc can be monitored taking into consideration a change in the fan characteristics based on a physical quantity correlated with the refrigeration efficiency Rc.
- the characteristic estimation unit 22 predicts the cooling capacity of a refrigeration device equipped with a fan system based on the correlation between a physical quantity that correlates with the cooling capacity of the refrigeration device and the cooling capacity of the refrigeration device, the fan characteristics represent this correlation. Specifically, when the characteristic estimation unit 22 corrects the correlation information based on at least one of the acquired values of the temperature Tm of the fan 6 and the rotation speed N of the fan 6, and the cooling capacity is predicted based on the corrected correlation information, the fan characteristics represent correlation information of the cooling capacity. In this case, the cooling capacity can be monitored taking into account changes in fan characteristics based on physical quantities that correlate with the cooling capacity.
- the characteristic estimating unit 22 of the control device 20 controls the fan system based on the history of the physical quantity correlated with the temperature Tm of the fan 6 .
- correlation information generated by the control device 20 learning the history of the physical quantity correlated with the temperature Tm of the fan 6 is stored in the fan characteristic DB 82. Therefore, it is possible to control the fan system taking into account the change in the fan characteristics based on the history of the physical quantity correlated with the temperature Tm of the fan 6.
- the characteristic estimation unit 22 estimates the temperature Tm of the fan 6 of a refrigeration device that includes a fan system, a flow path through which air flows by the rotation of the fan 6, and a condenser 2 installed in the flow path, based on at least one of the temperature around the fan 6 and the temperature of the condenser 2. In this case, the temperature Tm of the fan 6 can be obtained without actually measuring it.
- the temperature estimation unit 84 may estimate the temperature Tm of the fan 6 based on at least one of the temperature around the fan 6 and the temperature of the condenser 2 , and provide the temperature Tm of the fan 6 to the control device 20 .
- the program of the control device 20 disclosed herein enables the control device 20, which controls the fan system of the oil cooling device 10, to realize the following functions: storing correlation information correlated to the fan characteristics in the fan characteristic DB 24; providing the correlation information to the oil cooling device 10 to control the fan system; and having a characteristic estimation unit 22 that corrects the correlation information to correspond to the fan characteristics that change in accordance with deformation of the fan 6 over time.
- the fan system can be controlled taking into account the fan characteristics that change in accordance with the aging deformation of the fan 6 .
- the fan system may be controlled based on the corrected correlation information.
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Abstract
【課題】変化するファン特性を加味してファンシステムを制御する。 【解決手段】ファンとファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、制御部は、ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納するファン特性格納部を持ち、相関情報に基づいてファンシステムを制御し、相関情報を、ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ制御装置。
Description
本開示は、制御装置およびプログラムに関する。
特許文献1には、ファンの駆動電力に関する電力指標と計測されたファンの回転数との関係における正常境界からの逸脱値を算出し、ファンが筐体外部から外気を取り込んで放熱フィンに送風する送風路上の閉塞を検出する電子機器について記載されている。特許文献1では、ファンの軸受に用いられる潤滑油の劣化やファン回転部付近への塵埃の付着などが原因で、ファンの性能の経年変化に伴い閉塞の検出能が低下するのを補償するために、この経年変化に応じて算出した逸脱値を補正することが開示されている。
モータにより駆動するファンを備えるファンシステムを制御するにあたって、ファンシステムの状況が推定される場合がある。この場合、例えばセンサ等から取得される情報と、予め保持されているファンの特性についての情報とに基づいて、ファンシステムの状況が推定される。しかしながら、ファン自体の経年変形の影響を受けてファンの特性が変化する場合、推定の結果が実際の状況から乖離し、ファンシステムの制御の精度が低下してしまう。
本開示は、変化するファン特性を加味してファンシステムを制御することを目的とする。
本開示は、変化するファン特性を加味してファンシステムを制御することを目的とする。
本開示の制御装置は、ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納するファン特性格納部を持ち、前記相関情報に基づいて前記ファンシステムを制御し、前記相関情報を、前記ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ。この場合、変化するファン特性を加味してファンシステムを制御することができる。
ここで、前記制御部は、前記ファンの雰囲気温度及び当該ファンの回転速度のうち少なくとも一つの値を取得し、取得した前記値に基づいて前記相関情報を補正してもよい。この場合、ファンの雰囲気温度及びファンの回転速度のうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
また、前記制御部が、前記モータの駆動電力、前記ファンの回転速度、及び当該ファンの静圧のうち少なくとも一つと、当該ファンの風量との関係に基づいて当該ファンの当該風量を制御する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、モータの駆動電力、モータの回転速度、及びファンの静圧のうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンの風量を制御することができる。
また、前記制御部が、前記ファンの静圧に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンの当該静圧との関係に基づいて当該ファンの当該静圧を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、ファンの静圧に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンの静圧を監視することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムの異常に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンシステムの当該異常との関係に基づいて当該ファンシステムの当該異常を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、ファンシステムの異常に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムの異常を監視することができる。
また、前記ファンシステムの前記異常は、当該ファンシステムの振動または当該ファンシステムの騒音でもよい。この場合、ファン特性の変化を加味してファンシステムの振動または当該ファンシステムの騒音の異常を監視することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷凍効率との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷凍効率を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、冷凍装置の冷凍効率に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍装置の冷凍効率を予測することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷却能力との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷却能力を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、冷凍装置の冷却能力に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍装置の冷却能力を予測することができる。
他の観点から捉えると、本開示の制御装置は、ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ファンの雰囲気温度に相関する物理量を取得し、取得した前記物理量の履歴に基づき、前記ファンシステムを制御する。この場合、ファンの雰囲気温度に相関する物理量の履歴に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
また、前記制御部は、前記ファンシステムと、前記ファンによって流体を搬送する流路と、当該流路に設置された熱交換器とを備えた冷凍装置の当該ファンの前記雰囲気温度を、当該ファンの周囲の温度および当該熱交換器の温度の少なくとも1つに基づいて推定してもよい。この場合、ファンの雰囲気温度を、実際に測定しなくても、取得することができる。
また、他の観点から捉えると、本開示のプログラムは、ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御するコンピュータに、前記ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納する機能と、前記相関情報に基づいて前記ファンシステムを制御する機能と、前記相関情報を、前記ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ機能と、を実現させる。この場合、変化するファン特性を加味してファンシステムを制御させることができる。
ここで、前記制御部は、前記ファンの雰囲気温度及び当該ファンの回転速度のうち少なくとも一つの値を取得し、取得した前記値に基づいて前記相関情報を補正してもよい。この場合、ファンの雰囲気温度及びファンの回転速度のうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
また、前記制御部が、前記モータの駆動電力、前記ファンの回転速度、及び当該ファンの静圧のうち少なくとも一つと、当該ファンの風量との関係に基づいて当該ファンの当該風量を制御する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、モータの駆動電力、モータの回転速度、及びファンの静圧のうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンの風量を制御することができる。
また、前記制御部が、前記ファンの静圧に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンの当該静圧との関係に基づいて当該ファンの当該静圧を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、ファンの静圧に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンの静圧を監視することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムの異常に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンシステムの当該異常との関係に基づいて当該ファンシステムの当該異常を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、ファンシステムの異常に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムの異常を監視することができる。
また、前記ファンシステムの前記異常は、当該ファンシステムの振動または当該ファンシステムの騒音でもよい。この場合、ファン特性の変化を加味してファンシステムの振動または当該ファンシステムの騒音の異常を監視することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷凍効率との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷凍効率を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、冷凍装置の冷凍効率に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍装置の冷凍効率を予測することができる。
また、前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷却能力との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷却能力を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表してもよい。この場合、冷凍装置の冷却能力に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍装置の冷却能力を予測することができる。
他の観点から捉えると、本開示の制御装置は、ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ファンの雰囲気温度に相関する物理量を取得し、取得した前記物理量の履歴に基づき、前記ファンシステムを制御する。この場合、ファンの雰囲気温度に相関する物理量の履歴に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
また、前記制御部は、前記ファンシステムと、前記ファンによって流体を搬送する流路と、当該流路に設置された熱交換器とを備えた冷凍装置の当該ファンの前記雰囲気温度を、当該ファンの周囲の温度および当該熱交換器の温度の少なくとも1つに基づいて推定してもよい。この場合、ファンの雰囲気温度を、実際に測定しなくても、取得することができる。
また、他の観点から捉えると、本開示のプログラムは、ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御するコンピュータに、前記ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納する機能と、前記相関情報に基づいて前記ファンシステムを制御する機能と、前記相関情報を、前記ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ機能と、を実現させる。この場合、変化するファン特性を加味してファンシステムを制御させることができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。なお、図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の制御システム100の概略構成図である。
制御システム100は、ファン6とファンを駆動するモータ7とを含む装置を制御するシステムである。制御システム100には、油冷却装置10と、油冷却装置10を制御する制御装置20とが設けられている。そして、制御システム100において、油冷却装置10と、制御装置20とは、通信回線を介して相互に情報通信が可能になっている。本実施形態の場合、通信回線は、各装置の間の情報通信を実現するものであれば特に制限されず、例えば、インターネットなどのネットワークを介して接続されている。
図1は、第1実施形態の制御システム100の概略構成図である。
制御システム100は、ファン6とファンを駆動するモータ7とを含む装置を制御するシステムである。制御システム100には、油冷却装置10と、油冷却装置10を制御する制御装置20とが設けられている。そして、制御システム100において、油冷却装置10と、制御装置20とは、通信回線を介して相互に情報通信が可能になっている。本実施形態の場合、通信回線は、各装置の間の情報通信を実現するものであれば特に制限されず、例えば、インターネットなどのネットワークを介して接続されている。
ファンシステムの一例としての油冷却装置10は、ファンとファンを駆動するモータとを含み、油を冷却する。油冷却装置10は、例えば工作機械200の作動油や潤滑油、切削液(以下「油」という。)を、油タンク300を介して循環させて冷却する装置である。工作機械200として、例えば、成形機、プレス機などの産業機械が挙げられる。
油冷却装置10は、圧縮機1と、凝縮器2と、減圧機構3と、蒸発器4と、ファン6と、モータ7と、コンピュータ8とを備える。圧縮機1と、凝縮器2と、減圧機構3と、蒸発器4とは、油を冷却する冷媒の連絡配管にて環状に接続され、バイパス機構5を備えた冷媒回路RCを構成する。
なお、冷媒回路RCと、ファン6と、モータ7と、コンピュータ8とは、筐体11に収容されている。この筐体11には、凝縮器2が配置される側面に吸気口12を設けられ、フィルタ13が取り付けられている。
なお、冷媒回路RCと、ファン6と、モータ7と、コンピュータ8とは、筐体11に収容されている。この筐体11には、凝縮器2が配置される側面に吸気口12を設けられ、フィルタ13が取り付けられている。
冷媒回路RCは、油を冷却する冷媒を循環させて冷却する冷媒回路である。
冷媒回路RCの接続には、連絡配管として、冷媒の状態に合わせて、液連絡配管やガス連絡配管などを用いる。
冷媒回路RCの接続には、連絡配管として、冷媒の状態に合わせて、液連絡配管やガス連絡配管などを用いる。
圧縮機1は、冷媒が蒸発した状態のガス冷媒を圧縮する。具体的には、圧縮機1は、蒸発器4側の連絡配管から流入したガス冷媒を圧縮し、凝縮器2側の連絡配管へ吐出する。
凝縮器2側の連絡配管へ吐出されるガス冷媒は、圧縮によって温度及び圧力が上昇し、蒸発器4側の連絡配管から流入したガス冷媒に比べ、高温及び高圧のガス冷媒となる。
凝縮器2側の連絡配管へ吐出されるガス冷媒は、圧縮によって温度及び圧力が上昇し、蒸発器4側の連絡配管から流入したガス冷媒に比べ、高温及び高圧のガス冷媒となる。
熱交換器の一例としての凝縮器2は、圧縮された状態のガス冷媒を凝縮する。具体的には、凝縮器2は、圧縮機1側の連絡配管から流入した高温及び高圧のガス冷媒を冷却し、減圧機構3側の連絡配管へ吐出する。
減圧機構3側の連絡配管へ吐出される冷媒は、状態が冷却に伴う凝縮によって変化し、高温及び高圧の液体冷媒となる。
減圧機構3側の連絡配管へ吐出される冷媒は、状態が冷却に伴う凝縮によって変化し、高温及び高圧の液体冷媒となる。
減圧機構3は、ガス冷媒が凝縮された状態の液体冷媒を減圧する。具体的には、減圧機構3は、凝縮器2側の連絡配管から流入した高温及び高圧の液体冷媒の流量を調節し、蒸発器4側の連絡配管へ吐出する。
蒸発器4側の連絡配管へ吐出される液体冷媒は、流量の調節に伴う減圧によって温度及び圧力が下がり、凝縮器2側の連絡配管から流入した液体冷媒に比べ、低温及び低圧の液体冷媒となる。
減圧機構3は、例えば、開度が調節することが可能な電動膨張弁である。
蒸発器4側の連絡配管へ吐出される液体冷媒は、流量の調節に伴う減圧によって温度及び圧力が下がり、凝縮器2側の連絡配管から流入した液体冷媒に比べ、低温及び低圧の液体冷媒となる。
減圧機構3は、例えば、開度が調節することが可能な電動膨張弁である。
蒸発器4は、減圧された状態の液体冷媒を蒸発させる。具体的には、蒸発器4は、減圧機構3側の連絡配管から流入した低温及び低圧の液体冷媒を周囲と熱交換させ、圧縮機1側の連絡配管へ吐出する。
圧縮機1側の連絡配管へ吐出される冷媒は、状態が熱交換に伴う蒸発によって変化し、低温及び低圧のガス冷媒となる。
圧縮機1側の連絡配管へ吐出される冷媒は、状態が熱交換に伴う蒸発によって変化し、低温及び低圧のガス冷媒となる。
上記により、蒸発器4において、油タンク300を介して循環する油は、冷媒回路RCを循環する冷媒と熱交換し、吸熱される。換言すると、蒸発器4において、油タンク300を介して循環する油は冷却される。
バイパス機構5は、油タンク300を介して循環する油の冷却する能力を調節する。具体的には、バイパス機構5は、蒸発器4に供給する高温及び高圧のガス冷媒の流量を調節し、蒸発器4側の連絡配管へ吐出する。
バイパス機構5は、例えば、開度を調節することが可能な電動膨張弁である。
バイパス機構5は、例えば、開度を調節することが可能な電動膨張弁である。
ファン6は、油冷却装置10の外部から油冷却装置10内に流入し、凝縮器2を通過する空気の流れを生成する。具体的には、ファン6は、空気が吸気口12からフィルタ13を介して吸い込まれるように回転する。フィルタ13によりろ過された空気は、凝縮器2に供給された後、不図示の排気口から排出される。ファン6の回転によって流れる空気は、流体の一例である。
ファン6の配置は、上記の空気の流れを生成することが可能な場所であればよい。
ファン6の配置は、上記の空気の流れを生成することが可能な場所であればよい。
ファン6は、樹脂材料を用いて形成される。
また、ファン6は、モータ7によって駆動する回転体である。ファン6は、回転体のみを指し、ファンの軸受は含まない。
また、ファン6は、モータ7によって駆動する回転体である。ファン6は、回転体のみを指し、ファンの軸受は含まない。
モータ7は、ファン6を回転させる電動機である。換言すると、モータ7は、ファン6を駆動させる電動機である。具体的には、モータ7は、回転軸がファン6の回転中心部に直接またはギアを介して接続され、駆動電力が供給されるとファン6を駆動させる。
コンピュータ8は、油冷却装置10に関する情報を処理し、油冷却装置10全体を制御する。具体的には、コンピュータ8は、油冷却装置10に関する情報を基に、油冷却装置10の異常を監視したり、冷媒回路RCやモータ7を制御したりする。
コンピュータ8は、例えば1または複数のマイクロコンピュータにより構成される。また、コンピュータ8は、例えば、所謂クラウド環境において、仮想のサーバマシンを用いてコンピュータ8の一部の機能を実現してもよい。
コンピュータ8は、例えば1または複数のマイクロコンピュータにより構成される。また、コンピュータ8は、例えば、所謂クラウド環境において、仮想のサーバマシンを用いてコンピュータ8の一部の機能を実現してもよい。
油冷却装置10に関する情報としては、例えば冷媒回路RC内の冷媒の温度や圧力、冷媒回路RCを構成する部材の温度などが挙げられる。
その他、油冷却装置10に関する情報としては、例えばモータ7の運転時間や駆動電力、ファン6の温度や回転速度などが挙げられる。
また、その他、油冷却装置10に関する情報としては、例えばファン6の駆動力を無くしてからのファン6の回転速度が減速する度合い(以下「減速度合い」という。)などが挙げられる。この減速度合いには、例えばモータ7への電流の供給を停止してからファン6の回転速度が減速して停止するまでの時間(以下「減速時間」という。)が含まれる。
その他、油冷却装置10に関する情報としては、例えばモータ7の運転時間や駆動電力、ファン6の温度や回転速度などが挙げられる。
また、その他、油冷却装置10に関する情報としては、例えばファン6の駆動力を無くしてからのファン6の回転速度が減速する度合い(以下「減速度合い」という。)などが挙げられる。この減速度合いには、例えばモータ7への電流の供給を停止してからファン6の回転速度が減速して停止するまでの時間(以下「減速時間」という。)が含まれる。
筐体11は、この筐体11の内部で、ファン6の回転によって流れる空気が搬送される。具体的には、筐体11は、流路の一例として、吸気口12より流入する空気を搬送する流路を形成する。また、この流路は、筐体11内に配置されたダクト等の構造体により形成されてもよい。
本実施形態の場合、流路には、凝縮器2が設置される。
本実施形態の場合、流路には、凝縮器2が設置される。
フィルタ13は、筐体11に設けられ、空気が通過する経路を有する。例えば、フィルタ13が不織布で形成されている場合、不織布の繊維の隙間は、空気が通過する経路となる。
また、微粒子を含む空気がフィルタ13に供給された場合、フィルタ13の目詰まりが発生する。フィルタ13の目詰まりによって凝縮器2に供給される空気が減少し、油冷却装置10の油を冷却する能力が低下してしまう。
なお、本実施形態において、「微粒子」とは、空気中に浮遊する物体であり、例えば砂、ちり、花粉、オイルミストなどが挙げられる。
また、微粒子を含む空気がフィルタ13に供給された場合、フィルタ13の目詰まりが発生する。フィルタ13の目詰まりによって凝縮器2に供給される空気が減少し、油冷却装置10の油を冷却する能力が低下してしまう。
なお、本実施形態において、「微粒子」とは、空気中に浮遊する物体であり、例えば砂、ちり、花粉、オイルミストなどが挙げられる。
制御装置の一例としての制御装置20は、ファン6の特性であるファン特性に相関する情報(以下「相関情報」という。)を用いて、ファンシステムを含む油冷却装置10を制御する。
具体的には、制御装置20は、油冷却装置10から、油冷却装置10に関する情報を取得する。制御装置20は、油冷却装置10に対して、油冷却装置10に関する情報に応じた相関情報を提供する。
制御装置20としては、例えば、コンピュータ装置、タブレット型情報端末、スマートフォン、その他の情報処理装置が挙げられる。また、制御装置20は、例えば、所謂クラウド環境において、複数の仮想のサーバマシンに分散させて制御装置20の機能を実現してもよい。
具体的には、制御装置20は、油冷却装置10から、油冷却装置10に関する情報を取得する。制御装置20は、油冷却装置10に対して、油冷却装置10に関する情報に応じた相関情報を提供する。
制御装置20としては、例えば、コンピュータ装置、タブレット型情報端末、スマートフォン、その他の情報処理装置が挙げられる。また、制御装置20は、例えば、所謂クラウド環境において、複数の仮想のサーバマシンに分散させて制御装置20の機能を実現してもよい。
図2は、第1実施形態で使用される装置のハードウェア構成の一例を示した図であり、油冷却装置10のコンピュータ8、制御装置20のハードウェア構成の一例を示している。
本実施形態に係る装置は、装置全体の動作を制御する制御部110を有している。また、装置は、油冷却装置10に関する情報が記録される2次記憶部120や、不図示の通信回線を介して情報の送受信を行う通信部130を有してもよい。さらに、装置は、ユーザからの入力操作を受け付けるキー、タッチパネルなどの入力部や、ユーザに対して画像や文字などを表示する液晶ディスプレイパネルや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイパネルなどからなる表示部を有してもよい。
本実施形態に係る装置は、装置全体の動作を制御する制御部110を有している。また、装置は、油冷却装置10に関する情報が記録される2次記憶部120や、不図示の通信回線を介して情報の送受信を行う通信部130を有してもよい。さらに、装置は、ユーザからの入力操作を受け付けるキー、タッチパネルなどの入力部や、ユーザに対して画像や文字などを表示する液晶ディスプレイパネルや有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイパネルなどからなる表示部を有してもよい。
制御部の一例としての制御部110は、プロセッサの一例として装置全体を制御するCPU110a、CPU110aの作業用メモリ等として用いられるRAM110b、CPU110aにより実行されるプログラム等が格納されるROM110cを備えている。また、制御部110は、書き換え可能で電源供給が途絶えた場合にもデータを保持できる不揮発性メモリ110d、制御部110に接続される通信部130等の各部を制御するインターフェース部110eを備えている。
不揮発性メモリ110dは、例えば、電池によりバックアップされたSRAMやフラッシュメモリ等で構成される。また、制御部110が2次記憶部120に記憶されたプログラムを読み込むことによって、本実施形態の端末装置の各処理が実行される。
不揮発性メモリ110dは、例えば、電池によりバックアップされたSRAMやフラッシュメモリ等で構成される。また、制御部110が2次記憶部120に記憶されたプログラムを読み込むことによって、本実施形態の端末装置の各処理が実行される。
2次記憶部120は、例えばハードディスク装置(HDD)や半導体メモリ等によって構成される。2次記憶部120は、油冷却装置10、制御装置20の商品形態によって異なる。
ここで、CPU110aによって実行されるプログラムは、磁気記録媒体(磁気テープ、磁気ディスクなど)、光記録媒体(光ディスクなど)、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータが読取可能な記録媒体に記憶した状態で、制御部110へ提供できる。また、CPU110aによって実行されるプログラムは、インターネットなどの通信手段を用いて、制御部110へ提供してもよい。
次に、油冷却装置10の機能構成について説明する。
図3は、第1の実施形態に係る油冷却装置10の機能構成の一例を示した図である。
図3に示す油冷却装置10の各機能は、主にコンピュータ8によって実現される。
図3に示すように、油冷却装置10は、稼働記録データベース(DB)81と、ファン特性DB82とを有する。また、油冷却装置10は、駆動制御部83と、温度推定部84と、圧損推定部85と、目詰まり判定部86と、通信処理部87を有する。
図3は、第1の実施形態に係る油冷却装置10の機能構成の一例を示した図である。
図3に示す油冷却装置10の各機能は、主にコンピュータ8によって実現される。
図3に示すように、油冷却装置10は、稼働記録データベース(DB)81と、ファン特性DB82とを有する。また、油冷却装置10は、駆動制御部83と、温度推定部84と、圧損推定部85と、目詰まり判定部86と、通信処理部87を有する。
稼働記録DB81は、油冷却装置10が稼働している間に取得される値(以下「取得値」という。)が記録されている。取得値は、ファンシステムを構成する油冷却装置10の状況を示す物理量を示す値である。
換言すると、稼働記録DB81は、油冷却装置10の取得値の履歴を記憶している。
換言すると、稼働記録DB81は、油冷却装置10の取得値の履歴を記憶している。
取得値には、不図示のセンサで測定された測定値だけでなく、駆動制御部83による制御に伴う値が含まれる。駆動制御部83による制御に伴う値は、駆動制御部83に制御されている状態の値に限られず、駆動制御部83に制御されていたときの状態に応じた制御されていない状態の値であってもよい。
センサで測定された測定値としては、例えば凝縮器2の温度などの各種の温度が含まれる。また、駆動制御部83による制御に伴う値としては、例えばファン6の減速時間Ti、ファン6またはモータ7の回転速度N、ファン6またはモータ7の運転時間tiが含まれる。
センサで測定された測定値としては、例えば凝縮器2の温度などの各種の温度が含まれる。また、駆動制御部83による制御に伴う値としては、例えばファン6の減速時間Ti、ファン6またはモータ7の回転速度N、ファン6またはモータ7の運転時間tiが含まれる。
ファン6の減速時間Tiは、油冷却装置10の電源がオフされる前にモータ7の駆動電力の供給を停止して取得されてもよい。ファン6の減速時間Tiは、例えば油冷却装置10の電源がオンになって冷媒回路RCが稼働するまでの間に、ファン6を回転駆動させた後にモータ7の駆動電力の供給を停止して取得されてもよい。
ファン特性格納部の一例としてのファン特性DB82は、ファン6のファン特性に相関する相関情報が格納されている。換言すると、ファン特性DB82は、ファン6について相関情報を記憶している。
相関情報には、例えばファンシステムの状況の推定に使用される情報である内部ファン特性が含まれる。この内部ファン特性は、例えばファン6のファン特性自体を表す関係式や、テーブルなどである。
その他、相関情報には、例えばファンシステムの制御に使用されるパラメータである制御パラメータが含まれる。この制御パラメータは、例えば指令されたファンシステムの状況を実現させるために駆動制御部83が使用する指令値や、目詰まり判定部86が使用する閾値などである。
その他、相関情報には、例えばファンシステムの制御に使用されるパラメータである制御パラメータが含まれる。この制御パラメータは、例えば指令されたファンシステムの状況を実現させるために駆動制御部83が使用する指令値や、目詰まり判定部86が使用する閾値などである。
ここで、ファン6のファン特性について説明する。
図4は、本実施形態が適用されるファン特性を説明するための図であり、(A)は差圧特性、(B)は電力特性を示す図である。
図4(A)にて、差圧特性は、フィルタ13の前後の差圧を示す静圧Psとファン6による風量Qとの関係である。ファン6の回転速度NがN1,N2,N3と異なる場合であっても、回転速度Nに対応する差圧特性どうしには相似性がある。
図4(B)にて、電力特性は、実線にて示す差圧特性だけでなく、破線にて示す所定の回転速度Nにおけるモータ7の駆動電力Wとファン6による風量Qとの関係を考慮したものである。この電力特性は、一の風量Qと一の静圧Psの場合のモータ7の駆動電力Wを示す。
図4は、本実施形態が適用されるファン特性を説明するための図であり、(A)は差圧特性、(B)は電力特性を示す図である。
図4(A)にて、差圧特性は、フィルタ13の前後の差圧を示す静圧Psとファン6による風量Qとの関係である。ファン6の回転速度NがN1,N2,N3と異なる場合であっても、回転速度Nに対応する差圧特性どうしには相似性がある。
図4(B)にて、電力特性は、実線にて示す差圧特性だけでなく、破線にて示す所定の回転速度Nにおけるモータ7の駆動電力Wとファン6による風量Qとの関係を考慮したものである。この電力特性は、一の風量Qと一の静圧Psの場合のモータ7の駆動電力Wを示す。
本実施形態が適用されるファン特性には、上記のファン特性に限られるものではなく、ファン6の回転速度Nと振動との関係、ファン6の回転速度Nと騒音との関係などが含まれる。換言すると、本実施形態が適用されるファン特性は、ファン6が関与する相関関係を示す情報であって、油冷却装置10のファンシステムの状況を示す情報であればよい。
図3の説明に戻る。
駆動制御部83は、ファン6の特性であるファン特性に相関する情報(以下「相関情報」という。)に基づき、モータ7に供給される電流を調整し、ファン6の駆動を制御する。モータ7に供給される電流は、ファン6の駆動力である。例えばモータ7が三相モータである場合、モータ7に供給される電流は、三相の交流駆動電流である。
具体的には、駆動制御部83は、例えば直流源からの直流をモータ7に供給される交流に変化するインバータ回路を有し、このインバータ回路内の複数のスイッチング素子をスイッチングにより、モータ7を駆動させる。モータ7の駆動により、ファン6を回転させる。
また、駆動制御部83は、ファン6について駆動力や回転速度を調整し、例えばファン6の回転による風量、振動、騒音などを制御する。
駆動制御部83は、ファン6の特性であるファン特性に相関する情報(以下「相関情報」という。)に基づき、モータ7に供給される電流を調整し、ファン6の駆動を制御する。モータ7に供給される電流は、ファン6の駆動力である。例えばモータ7が三相モータである場合、モータ7に供給される電流は、三相の交流駆動電流である。
具体的には、駆動制御部83は、例えば直流源からの直流をモータ7に供給される交流に変化するインバータ回路を有し、このインバータ回路内の複数のスイッチング素子をスイッチングにより、モータ7を駆動させる。モータ7の駆動により、ファン6を回転させる。
また、駆動制御部83は、ファン6について駆動力や回転速度を調整し、例えばファン6の回転による風量、振動、騒音などを制御する。
温度推定部84は、ファン6の温度に相関する情報を取得して、ファン6の温度を推定する。換言すると、温度推定部84は、ファン6の温度に相関する情報を取得して、ファン6の雰囲気温度を推定する。
なお、本実施形態では、ファン6の雰囲気温度は、ファン6が置かれる雰囲気の温度に限られるものでなく、ファン6によって吸入した空気の温度を示すファン6の吸気温度でもよいし、ファン6自体の温度でもよい。
なお、本実施形態では、ファン6の雰囲気温度は、ファン6が置かれる雰囲気の温度に限られるものでなく、ファン6によって吸入した空気の温度を示すファン6の吸気温度でもよいし、ファン6自体の温度でもよい。
ファン6の温度に相関する情報として、例えばファンの周囲の空気の温度を測定した測定値、ファン6自体の温度を直接測定した測定値が挙げられる。また、ファン6の温度に相関する情報として、例えば凝縮器2の温度を測定した測定値、ファン6によって吸入した空気の温度を測定した測定値などが挙げられる。
温度推定部84は、不図示のセンサで測定された上記の測定値をファン6の温度として推定してもよいし、測定値に基づいて算出された値をファン6の温度として推定してもよい。
温度推定部84は、不図示のセンサで測定された上記の測定値をファン6の温度として推定してもよいし、測定値に基づいて算出された値をファン6の温度として推定してもよい。
圧損推定部85は、フィルタ13による圧力損失に関する圧力損失指標zを推定する。具体的には、圧損推定部85は、ファン6の減速度合いに基づいて、フィルタ13による圧力損失の度合いを推定する。
ファン6の駆動力を無くしてもファン6は慣性で回転し続けようとするが、ファン6やモータ7に負荷トルクToが発生するため、ファン6やモータ7の回転速度は減速する。負荷トルクToは、下記式(1)で表される。また、フィルタ13の目詰まりが発生した場合の静圧Psは、フィルタ13の目詰まりが発生していない場合の静圧Psよりも大きくなるため、フィルタ13による圧力損失の度合いが大きくなる。
図5は、フィルタ13による圧力損失とファン6の減速度合いとの関係を説明するための図である。
図5では、ファン6が、フィルタ13による圧力損失が増加した場合に負荷トルクToが増加するファン特性を有するファンである場合を例としている。この場合、ファン6は、例えばプロペラファンなどの軸流ファンである。
図5では、ファン6が、フィルタ13による圧力損失が増加した場合に負荷トルクToが増加するファン特性を有するファンである場合を例としている。この場合、ファン6は、例えばプロペラファンなどの軸流ファンである。
図5に示す例では、縦軸にファン6の回転速度N[rpm]を示し、ファン6の駆動力を無くす直前の回転速度Nが所定の回転速度のときの、ファン6の駆動力を無くしてからファン6の回転速度が減速して停止するまでのファン6の減速時間Tiを測定した結果を示している。ファン6の減速時間Ti[sec]は、ファン6の駆動力を無くしてから、ファン6の回転が停止するまでの時間を測定した。
図5に示すように、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、フィルタ13の目詰まりが発生している場合のファン6の減速時間Tiは、フィルタ13の目詰まりが発生していない場合のファン6の減速時間Tiに比べて短い。換言すると、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、フィルタ13による圧力損失の度合いが大きい場合のファン6の減速度合いは、フィルタ13による圧力損失の度合いが小さい場合のファン6の減速度合いに比べて大きい。
図5に示すように、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、フィルタ13の目詰まりが発生している場合のファン6の減速時間Tiは、フィルタ13の目詰まりが発生していない場合のファン6の減速時間Tiに比べて短い。換言すると、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、フィルタ13による圧力損失の度合いが大きい場合のファン6の減速度合いは、フィルタ13による圧力損失の度合いが小さい場合のファン6の減速度合いに比べて大きい。
また、図5に示すように、フィルタ13による圧力損失の度合いと、ファン6の回転速度N[rpm]と、ファン6の減速時間Ti[sec]とは相関関係を示す。この相関関係を用いて、ファン6の回転速度Nとファン6の減速時間Tiとに基づいて、フィルタ13の圧力損失指標zを推定することが可能である。
図3に示す目詰まり判定部86は、フィルタ13が目詰まりしているか否かを判定する。具体的には、目詰まり判定部86は、フィルタ13の圧力損失指標zが、予め設定されている閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定する。
また、目詰まり判定部86は、例えばファン6の減速度合いが、ファン6の回転速度Nごとに設定されている閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定する。
ここで、ファン6の回転速度Nごとに設定されている閾値とは、例えばファン6の減速度合いが、ファン6の減速時間Tiである場合、ファン6の駆動力を無くす直前の回転速度Nごとに設定される閾値である。また、目詰まり判定部86によるフィルタ13の目詰まりの判定のときのファン6の駆動力を無くす直前の回転速度Nが予め1つに設定されている場合には、複数の閾値を設けずに、1つの閾値のみが設定されていてもよい。
また、目詰まり判定部86は、例えばファン6の減速度合いが、ファン6の回転速度Nごとに設定されている閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定する。
ここで、ファン6の回転速度Nごとに設定されている閾値とは、例えばファン6の減速度合いが、ファン6の減速時間Tiである場合、ファン6の駆動力を無くす直前の回転速度Nごとに設定される閾値である。また、目詰まり判定部86によるフィルタ13の目詰まりの判定のときのファン6の駆動力を無くす直前の回転速度Nが予め1つに設定されている場合には、複数の閾値を設けずに、1つの閾値のみが設定されていてもよい。
通信処理部87は、ファン6に関する情報を制御装置20へ送信する。また、通信処理部87は、ファン6に関する情報を制御装置20から受信する。
次に、制御装置20の機能構成について説明する。
図6は、第1の実施形態に係る制御装置20の機能構成の一例を示した図である。
図6に示す制御装置20の各機能は、主に制御部110によって実現される。
図6に示すように、制御装置20は、変形推定部21と、特性推定部22と、通信処理部23とを有する。また、制御装置20は、ファン特性格納部の一例として、ファン6のファン特性に相関する相関情報が格納されているファン特性DB24を有する。
図6は、第1の実施形態に係る制御装置20の機能構成の一例を示した図である。
図6に示す制御装置20の各機能は、主に制御部110によって実現される。
図6に示すように、制御装置20は、変形推定部21と、特性推定部22と、通信処理部23とを有する。また、制御装置20は、ファン特性格納部の一例として、ファン6のファン特性に相関する相関情報が格納されているファン特性DB24を有する。
変形推定部21は、ファン6の経年に応じた変形(以下「経年変形」という。)に相関する指標である変形指標xAを推定する。
具体的には、変形推定部21は、油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じた変形の度合いを推定する。
なお、変形推定部21は、ファン6の変形指標xAとして、ファン6の経年変形に相関する指標だけではなく、ファン6が変形した量(以下「変形量」という。)を推定してもよい。
具体的には、変形推定部21は、油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じた変形の度合いを推定する。
なお、変形推定部21は、ファン6の変形指標xAとして、ファン6の経年変形に相関する指標だけではなく、ファン6が変形した量(以下「変形量」という。)を推定してもよい。
回転しているファン6には応力が作用し、ファン6の樹脂材料の弾性率に応じた歪みが発生する。この応力が持続して作用する場合、時間が経過するほど、ファン6の樹脂材料の弾性率が変化し、歪みが増大することにより、いわゆるクリープ変形が生じる。本実施形態では、ファン6の経時または経年に応じたクリープ変形を、経年変形と称する。
図7は、ファン6の経年変形を示した図である。
図7に示すファン6aは新品である。一方で、図7に示すファン6bは、ファン6aと同一の形状のファンであって、60℃の環境下、回転速度1500[rpm]で170時間回転させたファンである。
図7に示すファン6aは新品である。一方で、図7に示すファン6bは、ファン6aと同一の形状のファンであって、60℃の環境下、回転速度1500[rpm]で170時間回転させたファンである。
図7に示す例では、ファン6の羽根の高さを比較した場合、ファン6aとファン6bとの間で、羽根の高さに差が生じている。具体的には、ファン6bは経年変形し、8mmの変形量が生じている。図7に示すファン6bが回転する際に受ける抵抗力は、経年変形していないファン6aと比較して減少する。
変形推定部21は、例えばファン6の温度Tmの履歴に基づき、変形指標xAを推定する。具体的には、変形推定部21は、例えば下記式(2)に基づき、変形指標xAを算出する。
図8は、ファン6の温度Tmの履歴とファン6の変形指標xAとの関係を説明するための図である。
図8では、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、35℃,40℃,45℃,50℃,55℃,60℃でファン6を回転させた場合のファン6の変形量を示している。
図8では、ファン6の回転速度Nが同一条件下において、35℃,40℃,45℃,50℃,55℃,60℃でファン6を回転させた場合のファン6の変形量を示している。
図8に示す例では、横軸にファン6またはモータ7の運転時間ti[hrs]を示し、ファン6の温度Tm[℃]ごとに、ファン6の変形指標xAとして変形量[mm]を測定した測定値を示している。また、曲線で示す回帰曲線は、点で示した変形量の測定値の傾向を反映している。
ファン6の変形指標xAは、ファン6の回転速度Nに基づく定数A,Bと、ファン6の温度Tmと、ファン6またはモータ7の運転時間tiとを、上記式(2)に代入することにより算出される。
ファン6の変形指標xAは、ファン6の回転速度Nに基づく定数A,Bと、ファン6の温度Tmと、ファン6またはモータ7の運転時間tiとを、上記式(2)に代入することにより算出される。
また、変形推定部21は、例えばファン6またはモータ7の回転速度Nの履歴に基づき、変形指標xAを推定してもよい。具体的には、変形推定部21は、例えば下記式(3)に基づき、変形指標xAを算出してもよい。
図9は、ファン6またはモータ7の回転速度Nの履歴とファン6の変形指標xAとの関係を説明するための図であり、(A)はファン6を45[℃]で回転させた場合、(B)はファン6を60[℃]で回転させた場合を示した図である。
図9では、45[℃]または60[℃]の条件下で、1500[rpm],1060[rpm]でファン6を回転させた場合のファン6の変形量を示している。
図9では、45[℃]または60[℃]の条件下で、1500[rpm],1060[rpm]でファン6を回転させた場合のファン6の変形量を示している。
図9に示す例では、横軸にファン6またはモータ7の運転時間tiを示し、ファン6またはモータ7の回転速度Nごとに、ファン6の変形指標xAとして変形量[mm]を測定した測定値を示している。また、曲線で示す回帰曲線は、点で示した変形量の測定値の傾向を反映している。
ファン6の変形指標xAは、ファン6またはモータ7の回転速度Nとファン6の温度Tmとに基づく定数a,bと、ファン6またはモータ7の運転時間tiとを、上記式(3)に代入することにより算出される。
ファン6の変形指標xAは、ファン6またはモータ7の回転速度Nとファン6の温度Tmとに基づく定数a,bと、ファン6またはモータ7の運転時間tiとを、上記式(3)に代入することにより算出される。
次に、条件を途中で変更してファン6を運転した場合の変形指標xAの推定方法を説明する。
例えば、ファン6を、45[℃],1500[rpm]の条件下で5時間運転した後に、60[℃],1500[rpm]の条件で2時間運転した場合を想定する。
例えば、ファン6を、45[℃],1500[rpm]の条件下で5時間運転した後に、60[℃],1500[rpm]の条件で2時間運転した場合を想定する。
まず、例えば上記式(3)に、ファン6の回転速度1500[rpm]とファン6の温度45[℃]とに基づく定数と、ファン6の運転時間5[hrs]とを代入することにより、ファン6の変形指標xA′が算出される。
次いで、上記式(3)に、ファン6の回転速度1500[rpm]とファン6の温度60[℃]とに基づく定数と、算出された変形指標xA′とを代入することにより、60[℃],1500[rpm]の条件下で、変形指標xA′に到達する運転時間ti′が算出される。
そして、上記式(3)に、ファン6の回転速度1500[rpm]とファン6の温度60[℃]とに基づく定数と、算出された運転時間ti′に2時間加算した時間[hrs]とを代入することにより、ファン6の変形指標xAが算出される。
なお、条件を途中で変更してファン6を運転した場合の変形指標xAの推定方法は上記の方法に限られず、ファン6の運転履歴を加味して推定されればよい。
次いで、上記式(3)に、ファン6の回転速度1500[rpm]とファン6の温度60[℃]とに基づく定数と、算出された変形指標xA′とを代入することにより、60[℃],1500[rpm]の条件下で、変形指標xA′に到達する運転時間ti′が算出される。
そして、上記式(3)に、ファン6の回転速度1500[rpm]とファン6の温度60[℃]とに基づく定数と、算出された運転時間ti′に2時間加算した時間[hrs]とを代入することにより、ファン6の変形指標xAが算出される。
なお、条件を途中で変更してファン6を運転した場合の変形指標xAの推定方法は上記の方法に限られず、ファン6の運転履歴を加味して推定されればよい。
上述の例では、変形推定部21は、変形指標xAを算出して推定しているが、これに限られない。変形推定部21は、例えばファン6の温度Tmと、ファン6またはモータ7の回転速度Nと、ファン6またはモータ7の運転時間tiと、変形指標xAの相関関係を示した相関図やテーブルを用いて、変形指標xAを推定してもよい。
図6の説明に戻る。
特性推定部22は、ファン6のファン特性に関する情報を推定する。
具体的には、特性推定部22は、油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じたファン特性に相関する相関情報を推定する。
特性推定部22は、ファン6のファン特性に関する情報を推定する。
具体的には、特性推定部22は、油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じたファン特性に相関する相関情報を推定する。
ファン特性は、ファン6の経年変形に応じて相関関係が変化する。具体的には、経年変形したファン6のファン特性に相関する相関情報は、経年変形していない初期のファン6のファン特性y(以下「初期特性y」という。)に相関する相関情報とは異なる。
特性推定部22は、ファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を推定する。換言すると、特性推定部22は、ファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正する。
特性推定部22は、補正部の一例である。
特性推定部22は、補正部の一例である。
特性推定部22は、例えば油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じた内部ファン特性として、経年変形したファン6に対応するように補正されたファン特性Y(以下「補正特性Y」という。)を推定する。具体的には、特性推定部22は、例えば下記式(4)に基づき、補正特性Yを算出する。
y:初期特性
xA:変形指標
Tm:ファン6の温度
A,B:回転速度Nに基づく定数
a,b:ファン6またはモータ7の回転速度Nとファン6の温度Tmとに基づく定数
ti:ファン6またはモータ7の運転時間[hrs]
特性推定部22は、ファン6のファン特性を表す関係式自体を補正する構成に限られない。特性推定部22は、初期特性yにより算出された結果に、経年変形したファン6に対応するように補正値を足して相関情報を推定してもよい。
その他、特性推定部22は、例えば油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じた制御パラメータとして、経年変形したファン6に対応するように補正された指令値や、閾値などを推定してもよい。
取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出は、予め定められた条件が成立したときに実施されてもよい。「予め定められた条件が成立したとき」として、例えば目詰まり判定部86によるフィルタ13の目詰まりの判定のとき、油冷却装置10の電源がオンされたとき、または油冷却装置10の電源がオフされたときに、取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出が実施されてもよい。また、「予め定められた条件が成立したとき」として、例えば、予め定められた時間が経過するときや、ファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値が変わるときなどに、取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出が実施されてもよい。
その他、特性推定部22は、例えば油冷却装置10の取得値の履歴に基づいて、ファン6の経年変形に応じた制御パラメータとして、経年変形したファン6に対応するように補正された指令値や、閾値などを推定してもよい。
取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出は、予め定められた条件が成立したときに実施されてもよい。「予め定められた条件が成立したとき」として、例えば目詰まり判定部86によるフィルタ13の目詰まりの判定のとき、油冷却装置10の電源がオンされたとき、または油冷却装置10の電源がオフされたときに、取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出が実施されてもよい。また、「予め定められた条件が成立したとき」として、例えば、予め定められた時間が経過するときや、ファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値が変わるときなどに、取得値の履歴を用いた補正特性Yの算出が実施されてもよい。
また、その他、特性推定部22は、例えば油冷却装置10の取得値の履歴を取得して、経年変形したファン6に対応するファン特性を学習してもよい。
この場合、制御装置20は、少なくともファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴に基づき、油冷却装置10が制御されるようにする。
なお、特性推定部22の機能は、上記の機能に限られず、ファン6の経年変形に応じて変化する相関関係に基づいて油冷却装置10が制御されるように、相関情報が処理されればよい。
この場合、制御装置20は、少なくともファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴に基づき、油冷却装置10が制御されるようにする。
なお、特性推定部22の機能は、上記の機能に限られず、ファン6の経年変形に応じて変化する相関関係に基づいて油冷却装置10が制御されるように、相関情報が処理されればよい。
通信処理部23は、ファン6に関する情報を油冷却装置10から受信する。具体的には、通信処理部23は、ファンシステムを構成する油冷却装置10の状況を示す物理量を示す取得値を、油冷却装置10から受信する。
また、通信処理部23は、ファン6に関する情報を油冷却装置10へ送信する。具体的には、通信処理部23は、ファン6について相関情報を、油冷却装置10へ送信する。
また、通信処理部23は、ファン6に関する情報を油冷却装置10へ送信する。具体的には、通信処理部23は、ファン6について相関情報を、油冷却装置10へ送信する。
(風量制御)
次に、ファン6による風量を制御する処理について説明する。
図10は、ファン6による風量を制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図10では、一の風量Qを実現するファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの相関関係を示す風量特性に基づいて、風量が一定に制御される場合を例としている。
なお、風量特性は、ファン特性の一例であり、モータ7の駆動電力W、ファン6の回転速度N、及びファン6の静圧Psのうち少なくとも一つと、ファン6による風量との関係を表す。
次に、ファン6による風量を制御する処理について説明する。
図10は、ファン6による風量を制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図10では、一の風量Qを実現するファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの相関関係を示す風量特性に基づいて、風量が一定に制御される場合を例としている。
なお、風量特性は、ファン特性の一例であり、モータ7の駆動電力W、ファン6の回転速度N、及びファン6の静圧Psのうち少なくとも一つと、ファン6による風量との関係を表す。
油冷却装置10は、一の風量Qを指令する(S101)。具体的には、油冷却装置10は、ファン6による風量Qが、例えば風量QBとなるように指令する。
次いで、油冷却装置10は、取得値として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する(S102)。具体的には、油冷却装置10は、風量Qに相関する物理量として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する。
油冷却装置10は、取得値とファン6の風量特性とを比較する(S103)。
次いで、油冷却装置10は、取得値として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する(S102)。具体的には、油冷却装置10は、風量Qに相関する物理量として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する。
油冷却装置10は、取得値とファン6の風量特性とを比較する(S103)。
ここで、ファン6の風量特性について説明する。
図11は、ファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの関係を説明するための図である。
図11では、フィルタ13による圧力損失がある場合にも一の風量Qを実現する風量特性について、ファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの相関関係を示している。
図11は、ファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの関係を説明するための図である。
図11では、フィルタ13による圧力損失がある場合にも一の風量Qを実現する風量特性について、ファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの相関関係を示している。
図11に示す例では、風量QAを実現する風量特性A、風量QAよりも大きい風量QBを実現する風量特性B、風量QBよりも大きい風量QCを実現する風量特性Cについて、ファン6の回転速度Nとモータ7の駆動電力Wとの相関関係が実線にて示されている。
図11に示す相関関係は、経年変形していない初期のファン6の風量についての初期特性yを示している。
例えばフィルタ13の目詰まりが発生していない状態にて、回転速度N1,駆動電力W2の条件下でファン6を回転させた場合、風量QBが送風される。
図11に示す相関関係は、経年変形していない初期のファン6の風量についての初期特性yを示している。
例えばフィルタ13の目詰まりが発生していない状態にて、回転速度N1,駆動電力W2の条件下でファン6を回転させた場合、風量QBが送風される。
一方、例えばフィルタ13の目詰まりが発生している状態にて、回転速度N1の条件下でファン6を回転させた場合、フィルタ13を通過する空気が減少しているため、風量Qは風量QBよりも小さくなる。図11に示す例では、回転速度N1,駆動電力W1の条件下でファン6を回転させた場合、風量QBよりも小さい風量QAが送風される。
フィルタ13の目詰まりが発生している状態にて、風量QBを実現するためには、例えばファン6の回転速度Nを回転速度N2に増加させ、モータ7の駆動電力Wを、図11に示す風量特性Bに基づいて駆動電力W3に調整したらよい。
次いで、油冷却装置10は、取得値とファン6の風量特性とに基づいて、風量Qを推定する(S104)。具体的には、油冷却装置10は、回転速度N1,駆動電力W1の交点である風量特性Aに基づいて、ファン6による風量Qが、例えば風量QAであると推定する。
そして、油冷却装置10は、指令した風量Q(以下「指令風量Q」)と推定した風量Q(以下「推定風量Q」)とを比較する(S105)。
油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満であるか否かを判定する(S106)。
油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満であるか否かを判定する(S106)。
油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値以上である場合(S106でNo)、回転速度Nを、指令風量Qと推定風量Qとの差に応じて増加または減少させる(S107)。具体的には、油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値の大きさと、指令風量Qと推定風量Qとの大小関係とに応じて増加または減少させる。
例えば、指令風量Qが推定風量Qよりも大きい状態にて、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が閾値以上である場合には回転速度Nが2[rpm]増加され、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が閾値未満である場合には回転速度Nが1[rpm]増加されるようにする。また、指令風量Qが推定風量Qよりも小さい状態では、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値の大きさに応じて回転速度Nが減少されるようにする。
次いで、油冷却装置10は、S102以降の処理を、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満になるまで繰り返す。
S106にて、油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満である場合(S106でYes)、処理を終了する。
例えば、指令風量Qが推定風量Qよりも大きい状態にて、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が閾値以上である場合には回転速度Nが2[rpm]増加され、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が閾値未満である場合には回転速度Nが1[rpm]増加されるようにする。また、指令風量Qが推定風量Qよりも小さい状態では、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値の大きさに応じて回転速度Nが減少されるようにする。
次いで、油冷却装置10は、S102以降の処理を、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満になるまで繰り返す。
S106にて、油冷却装置10は、指令風量Qと推定風量Qとの差の絶対値が所定値未満である場合(S106でYes)、処理を終了する。
ファン6が経年変形している場合には、初期特性yから風量特性は変化する。そのため、図11に示す風量特性に基づいてモータ7の駆動電力Wを調整しても、風量Qを一定に制御することができない事態が生じ得る。
本実施形態の場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、風量Qと回転速度Nと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式を補正する。また、制御装置20が、風量Qと回転速度Nと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の風量を一定に制御することが図られる。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の風量を一定に制御することが図られる。
その他、経年変形したファン6に対応するように一の風量Qの指令値が補正されるようにしてもよい。この場合、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した一の風量Qの指令値や、一の風量Qの指令値を経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を提供する。
また、その他、油冷却装置10内の流路の風の流れにくさを示す、フィルタの目詰まり等による風路特性の変化の影響が小さい場合は、油冷却装置10は、風量Qと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式に基づいて、指令した一の風量Qを実現させる駆動電力Wを特定してもよい。
この場合、油冷却装置10は、指令した駆動電力Wにて、指令した一の風量Qとなるように、ファン6の回転速度Nを調整する。具体的には、油冷却装置10は、指令した一の風量Qを実現することが可能な駆動電力Wとして指令した駆動電力Wにて、ファン6の回転速度Nの指令値を調整する。
この場合、油冷却装置10は、指令した駆動電力Wにて、指令した一の風量Qとなるように、ファン6の回転速度Nを調整する。具体的には、油冷却装置10は、指令した一の風量Qを実現することが可能な駆動電力Wとして指令した駆動電力Wにて、ファン6の回転速度Nの指令値を調整する。
制御装置20は、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、風量Qと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式を補正する。または、制御装置20は、風量Qと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
その他、一の風量Qの指令値または回転速度Nの指令値が、経年変形したファン6に対応するように補正されるようにしてもよい。この場合、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した一の風量Qの指令値または回転速度Nの指令値や、一の風量Qの指令値または回転速度Nの指令値を経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を提供する。
また、その他、油冷却装置10内の流路の風の流れにくさを示す、フィルタの目詰まり等による風路特性の変化の影響が小さい場合は、油冷却装置10は、風量Qと回転速度Nとの相関関係を示す関係式に基づいて、指令した一の風量Qを実現させる回転速度Nを特定してもよい。この場合、油冷却装置10は、指令した回転速度Nにて、指令した一の風量Qとなるように、ファン6の回転速度Nを調整する。具体的には、油冷却装置10は、指令した一の風量Qを実現することが可能な、ファン6の回転速度Nの指令値に調整する。
また、制御装置20は、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、風量Qと回転速度Nとの相関関係を示す関係式を補正する。または、制御装置20は、風量Qと回転速度Nとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
なお、油冷却装置10にて指令した一の風量Qとセンサなどにより測定される風量Qとが一致するように、ファン6の回転速度Nを調整する際の指令値について、制御装置20は、補正した指令値や補正値を提供しない。
また、制御装置20は、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、風量Qと回転速度Nとの相関関係を示す関係式を補正する。または、制御装置20は、風量Qと回転速度Nとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
なお、油冷却装置10にて指令した一の風量Qとセンサなどにより測定される風量Qとが一致するように、ファン6の回転速度Nを調整する際の指令値について、制御装置20は、補正した指令値や補正値を提供しない。
(第2実施形態)
上述した例では、本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、ファン6による風量Qの制御に利用したが、この限りではない。本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、例えばファン6の静圧Psの監視に利用してもよい。
ファン6の静圧Psの監視に利用される相関情報は、ファン特性の一例であり、ファン6の静圧Psに相関する物理量と、ファン6の静圧Psとの関係を表す。
上述した例では、本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、ファン6による風量Qの制御に利用したが、この限りではない。本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、例えばファン6の静圧Psの監視に利用してもよい。
ファン6の静圧Psの監視に利用される相関情報は、ファン特性の一例であり、ファン6の静圧Psに相関する物理量と、ファン6の静圧Psとの関係を表す。
次に、ファン6の静圧Psの監視によって、フィルタ13の目詰まりを判定する処理について説明する。
図12は、フィルタ13の目詰まりを判定する処理の流れを示したフローチャートである。
図12では、回転速度Nのファン6の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係を示す圧力損失特性に基づいて、フィルタ13の目詰まりが判定される場合を例としている。
図12は、フィルタ13の目詰まりを判定する処理の流れを示したフローチャートである。
図12では、回転速度Nのファン6の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係を示す圧力損失特性に基づいて、フィルタ13の目詰まりが判定される場合を例としている。
油冷却装置10は、取得値として、ファン6の減速時間Tiを取得する(S201)。具体的には、油冷却装置10は、圧力損失指標zに相関する物理量として、ファン6の減速時間Tiを取得する。
油冷却装置10は、取得値とファン6の圧力損失特性とを比較する(S202)。
油冷却装置10は、取得値とファン6の圧力損失特性とを比較する(S202)。
ここで、ファン6の圧力損失特性について説明する。
図13は、ファン6の駆動電力Wを無くす直前の回転速度Nが所定の回転速度のときのファン6の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの関係を説明するための図である。
図13では、フィルタ13による圧力損失値[Pa]ごとに、ファン6a(図7参照)の減速時間Ti[sec]と、ファン6b(図7参照)の減速時間Ti[sec]とを示している。
図13は、ファン6の駆動電力Wを無くす直前の回転速度Nが所定の回転速度のときのファン6の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの関係を説明するための図である。
図13では、フィルタ13による圧力損失値[Pa]ごとに、ファン6a(図7参照)の減速時間Ti[sec]と、ファン6b(図7参照)の減速時間Ti[sec]とを示している。
図13に示す例では、横軸にファン6の減速時間Tiを示し、ファン6に経年変形が生じていない場合とファン6に経年変形が生じている場合とで、フィルタ13の圧力損失指標zとして圧力損失値[Pa]を測定した測定値を示している。
図13に示す例では、フィルタ13による圧力損失値が40[Pa]の条件下で、経年変形が生じていないファン6の減速時間Tiが3.27[sec]であるのに対し、経年変形が生じているファン6の減速時間Tiは3.42[sec]である。
経年変形が生じているファン6は、経年変形が生じていないファン6に比べて、ファン6が受ける抵抗力が小さくなり、ファン6の減速時間Tiが長くなる。
図13に示す例では、フィルタ13による圧力損失値が40[Pa]の条件下で、経年変形が生じていないファン6の減速時間Tiが3.27[sec]であるのに対し、経年変形が生じているファン6の減速時間Tiは3.42[sec]である。
経年変形が生じているファン6は、経年変形が生じていないファン6に比べて、ファン6が受ける抵抗力が小さくなり、ファン6の減速時間Tiが長くなる。
また、曲線で示す回帰曲線は、点で示した圧力損失値の測定値の傾向を反映している。
図13では、ファン6a(図7参照)の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係が実線、ファン6b(図7参照)の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係が破線にて示されている。
換言すると、図13では、経年変形が生じていない初期のファン6の圧力損失についての初期特性yが実線、経年変形が生じているファン6の圧力損失についての特性が破線にて示されている。
図13では、ファン6a(図7参照)の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係が実線、ファン6b(図7参照)の減速時間Tiとフィルタ13による圧力損失指標zとの相関関係が破線にて示されている。
換言すると、図13では、経年変形が生じていない初期のファン6の圧力損失についての初期特性yが実線、経年変形が生じているファン6の圧力損失についての特性が破線にて示されている。
次いで、油冷却装置10は、取得値とファン6の圧力損失特性とに基づいて、圧力損失指標zを推定する(S203)。具体的には、油冷却装置10は、減速時間Tiとファン6の圧力損失特性とに基づいて、圧力損失指標zを推定する。
油冷却装置10は、閾値に基づいてフィルタ13の目詰まりを判定する(S204)。具体的には、油冷却装置10は、圧力損失指標zが閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、圧力損失指標zが閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定する。
油冷却装置10は、閾値に基づいてフィルタ13の目詰まりを判定する(S204)。具体的には、油冷却装置10は、圧力損失指標zが閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、圧力損失指標zが閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定する。
この処理例では、フィルタ13の目詰まりが発生していると判定された場合を想定する。
油冷却装置10は、フィルタ13の目詰まりを通知し(S205)、処理を終了する。具体的には、油冷却装置10は、例えば音、光、画像またはテキストの表示、電子メールなどの通信、またはこれらの何れかの組み合わせによって、フィルタ13の目詰まりを通知し、処理を終了する。
油冷却装置10は、フィルタ13の目詰まりを通知し(S205)、処理を終了する。具体的には、油冷却装置10は、例えば音、光、画像またはテキストの表示、電子メールなどの通信、またはこれらの何れかの組み合わせによって、フィルタ13の目詰まりを通知し、処理を終了する。
ファン6が経年変形している場合には、圧力損失特性は初期特性yから変化する。そのため、図13に示す初期特性yに基づいてフィルタ13の目詰まりを判定しても、フィルタ13の目詰まりの判定の精度が低下してしまう事態が生じ得る。
本実施形態の場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、減速時間Tiと圧力損失指標zとの相関関係を示す関係式を補正する。または、制御装置20が、減速時間Tiと圧力損失指標zとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
油冷却装置10が、例えば油冷却装置10の取得値の履歴と、経年変形したファン6に対応するように補正された関係式とに基づき、圧力損失指標zを推定する。具体的には、油冷却装置10は、例えば下記式(5)に基づき、圧力損失指標zを算出する。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、フィルタ13の目詰まりの判定の精度を維持することが図られる。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、フィルタ13の目詰まりの判定の精度を維持することが図られる。
Ti:減速時間
Y:補正特性
y:初期特性
xA:変形指標
Tm:ファン6の温度
A,B:回転速度Nに基づく定数
a,b:ファン6またはモータ7の回転速度Nとファン6の温度Tmとに基づく定数
ti:ファン6またはモータ7の運転時間[hrs]
その他、油冷却装置10は、減速時間Tiが閾値未満である場合にはフィルタ13の目詰まりが発生していると判定し、減速時間Tiが閾値以上である場合にはフィルタ13の目詰まりは発生していないと判定してもよい。
この場合、制御装置20は、減速時間Tiについて設定された閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した減速時間Tiの閾値を提供する。
この場合、制御装置20は、減速時間Tiについて設定された閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した減速時間Tiの閾値を提供する。
圧力損失指標zに相関する物理量は、ファン6の減速時間Tiだけでなく、例えばモータ7の駆動電力W、ファン6の回転速度N、擾乱の度合いなどが挙げられる。「擾乱」とは、流体の流れる向き、流体の流れる速度、または流体の圧力が、不規則に変動している状態のことである。
ファン6の回転速度Nを一定に制御している場合、ファン6の回転速度Nは僅かに変動するものの、ファン6の平均的な回転速度Nは一定になる。一方、フィルタ13の目詰まりが増大すると、フィルタ13による圧力損失値が大きくなる。フィルタ13による圧力損失値が大きくなると、ファンにより搬送される空気の擾乱の度合いが大きくなる。
(第3実施形態)
図14は、第3実施形態に係る制御システム2100の概略構成図である。
第3実施形態に係る制御システム2100は、第1実施形態に係る制御システム100に対して、油冷却装置10に相当するクリーンルーム210が異なる。以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
図14は、第3実施形態に係る制御システム2100の概略構成図である。
第3実施形態に係る制御システム2100は、第1実施形態に係る制御システム100に対して、油冷却装置10に相当するクリーンルーム210が異なる。以下、第1実施形態と異なる点について説明する。
制御システム2100には、クリーンルーム210と、クリーンルーム210を制御する制御装置220とが設けられている。そして、制御システム2100において、クリーンルーム210と、制御装置220とは、通信回線を介して相互に情報通信が可能になっている。
ファンシステムの一例としてのクリーンルーム210は、ファン206とファン206を駆動するモータ207とを含み、クリーンルーム210の静圧Psを制御する。クリーンルーム210は、例えば筐体211aで囲まれたクリーンルーム210の室内Rの気圧が、大気圧より高くなるように静圧Psを制御する装置である。
クリーンルーム210は、ファン206と、モータ207と、コンピュータ208とを備える。ファン206と、モータ207と、コンピュータ208とは、筐体211bに収容されている。この筐体211bには、室内Rの空気を吸気する吸気口212と、室内Rの空気を排出する排気口214とが設けられている。また、この筐体211bには、室内Rから吸気した空気をろ過するフィルタ213aと、室内Rに排出する空気を浄化するフィルタ213bとが取り付けられている。
また、筐体211bは、筐体211aに収容されている。この筐体211aには、クリーンルーム210の外の空気を吸気するダクト215と、室内Rの空気をクリーンルーム210の外に排出するエアダンパ216とが設けられている。
また、筐体211bは、筐体211aに収容されている。この筐体211aには、クリーンルーム210の外の空気を吸気するダクト215と、室内Rの空気をクリーンルーム210の外に排出するエアダンパ216とが設けられている。
制御装置の一例としての制御装置220は、ファン206のファン特性に相関する相関情報に基づいてクリーンルーム210が制御されるようにする。
具体的には、制御装置220は、クリーンルーム210から、クリーンルーム210に関する情報を取得する。制御装置220は、クリーンルーム210に対して、クリーンルーム210に関する情報に応じた相関情報を提供する。
具体的には、制御装置220は、クリーンルーム210から、クリーンルーム210に関する情報を取得する。制御装置220は、クリーンルーム210に対して、クリーンルーム210に関する情報に応じた相関情報を提供する。
(静圧制御)
次に、クリーンルーム210の室内Rの静圧Psを制御する処理について説明する。
図15は、ファン206の静圧Psを制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図15では、一の静圧Psを実現するファン206の回転速度Nとモータ207の駆動電力Wとの相関関係を示す静圧特性に基づいて、風量が一定に制御される場合を例としている。
次に、クリーンルーム210の室内Rの静圧Psを制御する処理について説明する。
図15は、ファン206の静圧Psを制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図15では、一の静圧Psを実現するファン206の回転速度Nとモータ207の駆動電力Wとの相関関係を示す静圧特性に基づいて、風量が一定に制御される場合を例としている。
クリーンルーム210は、一の静圧Psを指令する(S301)。
次いで、クリーンルーム210は、取得値として、ファン206の回転速度N1とモータ207の駆動電力W1とを取得する(S302)。
なお、静圧Psに相関する物理量は、ファン6の回転速度N1やモータ7の駆動電力W1に限られず、例えばファン6の減速時間Ti、擾乱の度合いなどが挙げられる。
次いで、クリーンルーム210は、取得値として、ファン206の回転速度N1とモータ207の駆動電力W1とを取得する(S302)。
なお、静圧Psに相関する物理量は、ファン6の回転速度N1やモータ7の駆動電力W1に限られず、例えばファン6の減速時間Ti、擾乱の度合いなどが挙げられる。
次いで、クリーンルーム210は、取得値とファン206の静圧特性とを比較する(S303)。
クリーンルーム210は、取得値とファン206の静圧特性とに基づいて、静圧Psを推定する(S304)。具体的には、クリーンルーム210は、回転速度N1,駆動電力W1の交点である静圧特性に基づいて、ファン206による静圧Psを推定する。
クリーンルーム210は、取得値とファン206の静圧特性とに基づいて、静圧Psを推定する(S304)。具体的には、クリーンルーム210は、回転速度N1,駆動電力W1の交点である静圧特性に基づいて、ファン206による静圧Psを推定する。
そして、クリーンルーム210は、指令した静圧Ps(以下「指令静圧Ps」)と推定した静圧Ps(以下「推定静圧Ps」)とを比較する(S305)。
クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満であるか否かを判定する(S306)。
クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満であるか否かを判定する(S306)。
クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値以上である場合(S306でNo)、回転速度Nを、指令静圧Psと推定静圧Psとの差に応じて増加または減少させる(S307)。具体的には、クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値の大きさと、指令静圧Psと推定静圧Psとの大小関係とに応じて増加または減少させる。
例えば、指令静圧Psが推定静圧Psよりも大きい状態にて、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が閾値以上である場合には回転速度Nが2[rpm]増加され、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が閾値未満である場合には回転速度Nが1[rpm]増加されるようにする。また、指令静圧Psが推定静圧Psよりも小さい状態では、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値の大きさに応じて回転速度Nが減少されるようにする。
次いで、クリーンルーム210は、S302以降の処理を、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満になるまで繰り返す。
S306にて、クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満である場合(S306でYes)、処理を終了する。
例えば、指令静圧Psが推定静圧Psよりも大きい状態にて、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が閾値以上である場合には回転速度Nが2[rpm]増加され、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が閾値未満である場合には回転速度Nが1[rpm]増加されるようにする。また、指令静圧Psが推定静圧Psよりも小さい状態では、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値の大きさに応じて回転速度Nが減少されるようにする。
次いで、クリーンルーム210は、S302以降の処理を、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満になるまで繰り返す。
S306にて、クリーンルーム210は、指令静圧Psと推定静圧Psとの差の絶対値が所定値未満である場合(S306でYes)、処理を終了する。
この処理例の場合、制御装置220が、取得値であるファン206の温度Tm及びファン206の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、静圧Psと回転速度Nと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式を補正する。または、制御装置220が、静圧Psと回転速度Nと駆動電力Wとの相関関係を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン206に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置220は、クリーンルーム210に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、ファン206の経年変形の有無にかかわらず、クリーンルーム210の室内Rの静圧Psを監視し、エアダンパ216などから室内Rへの空気の流入を防ぐことを図る。
これにより、ファン206の経年変形の有無にかかわらず、クリーンルーム210の室内Rの静圧Psを監視し、エアダンパ216などから室内Rへの空気の流入を防ぐことを図る。
(第4実施形態)
本開示の制御装置20などにて推定されるファン6の相関情報を、例えばファンシステムの異常の監視に利用してもよい。
ファンシステムの異常の監視に利用される相関情報は、ファン特性の一例であり、ファンシステムの異常の監視に相関する物理量と、ファンシステムの異常の監視との関係を表す。
ファン6の相関情報は、例えばファン6の回転に伴う振動や騒音の監視や、ファンシステムの構成部品の異常の監視に利用される。
本開示の制御装置20などにて推定されるファン6の相関情報を、例えばファンシステムの異常の監視に利用してもよい。
ファンシステムの異常の監視に利用される相関情報は、ファン特性の一例であり、ファンシステムの異常の監視に相関する物理量と、ファンシステムの異常の監視との関係を表す。
ファン6の相関情報は、例えばファン6の回転に伴う振動や騒音の監視や、ファンシステムの構成部品の異常の監視に利用される。
(振動抑制)
次に、ファンシステムの異常の一例であるファン6による振動を抑制する処理について説明する。
図16は、ファン6による振動を抑制する処理の流れを示したフローチャートである。
図16では、フィルタ13の前後の差圧特性と油冷却装置10内の流路の風の流れにくさを示す風路特性との相関関係を示す振動特性に基づいて、ファン6による振動が制御される場合を例としている。
次に、ファンシステムの異常の一例であるファン6による振動を抑制する処理について説明する。
図16は、ファン6による振動を抑制する処理の流れを示したフローチャートである。
図16では、フィルタ13の前後の差圧特性と油冷却装置10内の流路の風の流れにくさを示す風路特性との相関関係を示す振動特性に基づいて、ファン6による振動が制御される場合を例としている。
油冷却装置10は、取得値として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する(S401)。ファン6による振動に相関する物理量は、ファン6の回転速度N1やモータ7の駆動電力W1に限られず、例えばファン6の減速時間Ti、擾乱の度合いなどが挙げられる。
油冷却装置10は、取得値とファン6の振動特性とを比較する(S402)。
油冷却装置10は、取得値とファン6の振動特性とを比較する(S402)。
ここで、ファン6の振動特性について説明する。
図17(A),(B)は、ファン6の振動特性と振動エリアとの関係を示した図であり、(A)は経年変形していない初期のファン6の場合、(B)は経年変形しているファン6の場合を示す図である。
図17(A),(B)にて、ファン6の回転速度N(N1,N2,N3)が異なる差圧特性を実線、風路特性を破線にて示している。また、振動エリアは矩形で示した範囲である。差圧特性と風路特性との交点は、ファン6が回転速度Nで回転した場合の風量Qと静圧Psとを示す。
図17(A),(B)は、ファン6の振動特性と振動エリアとの関係を示した図であり、(A)は経年変形していない初期のファン6の場合、(B)は経年変形しているファン6の場合を示す図である。
図17(A),(B)にて、ファン6の回転速度N(N1,N2,N3)が異なる差圧特性を実線、風路特性を破線にて示している。また、振動エリアは矩形で示した範囲である。差圧特性と風路特性との交点は、ファン6が回転速度Nで回転した場合の風量Qと静圧Psとを示す。
図17(A)にて、ファン6が回転速度N2で回転した場合の風量Qおよび静圧Psの交点は、振動エリア内にある。この場合、ファン6の回転に伴う振動が生じる。
油冷却装置10は、回転速度N2を回避して、ファン6を回転速度N1または回転速度N3で回転させることで、ファン6の回転に伴う振動を抑制する。
油冷却装置10は、回転速度N2を回避して、ファン6を回転速度N1または回転速度N3で回転させることで、ファン6の回転に伴う振動を抑制する。
ファン6が経年変形している場合、差圧特性が変化し、ファン6の振動特性は変化する。
図17(B)に示す例では、ファン6が回転速度N2で回転した場合の風量Qおよび静圧Psの交点だけでなく、ファン6が回転速度N3で回転した場合の風量Qおよび静圧Psの交点が、振動エリア内にある。
この場合、油冷却装置10が、回転速度N2および回転速度N3を回避して、ファン6を回転速度N1で回転させることで、ファン6の回転に伴う振動を抑制する。
図17(B)に示す例では、ファン6が回転速度N2で回転した場合の風量Qおよび静圧Psの交点だけでなく、ファン6が回転速度N3で回転した場合の風量Qおよび静圧Psの交点が、振動エリア内にある。
この場合、油冷却装置10が、回転速度N2および回転速度N3を回避して、ファン6を回転速度N1で回転させることで、ファン6の回転に伴う振動を抑制する。
次いで、油冷却装置10は、取得値とファン6の振動特性とに基づいて、ファン6の回転に伴う振動Sを推定する(S403)。
油冷却装置10は、閾値に基づいてファン6の回転に伴う振動の回避を判定する(S404)。具体的には、油冷却装置10は、推定される振動Sが閾値以上である場合には振動を回避すると判定し、推定される振動Sが閾値未満である場合には振動を回避しないと判定する。
油冷却装置10は、閾値に基づいてファン6の回転に伴う振動の回避を判定する(S404)。具体的には、油冷却装置10は、推定される振動Sが閾値以上である場合には振動を回避すると判定し、推定される振動Sが閾値未満である場合には振動を回避しないと判定する。
この処理例では、振動を回避すると判定された場合を想定する。
油冷却装置10は、振動特性を示す関係式に基づいて、ファン6の回転に伴う振動を回避する回転速度Nを特定する(S405)。
油冷却装置10は、特定した回転速度Nを指令し(S406)、処理を終了する。
油冷却装置10は、振動特性を示す関係式に基づいて、ファン6の回転に伴う振動を回避する回転速度Nを特定する(S405)。
油冷却装置10は、特定した回転速度Nを指令し(S406)、処理を終了する。
ファン6が経年変形している場合には、初期特性yから振動特性は変化する。そのため、回転速度N2を回避しても、ファン6の回転に伴う振動を抑制することができない事態が生じ得る。
本実施形態の場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、振動特性を示す関係式を補正する。また、制御装置20が、振動特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の回転に伴う振動を抑制することが図られる。
また、閾値や振動エリアの範囲を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の回転に伴う振動を抑制することが図られる。
また、閾値や振動エリアの範囲を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
(通知処理)
油冷却装置10は、推定される振動が閾値以上である場合、ファン6の回転に伴う振動に関する情報を通知する通知処理を行う。
通知処理として、例えば振動が閾値以上である場合には不図示のランプが点灯されるようにしてもよい。
また、例えば振動が閾値未満である場合にはランプが点灯され、振動が閾値以上である場合にはランプが点滅されるようにしてもよい。
また、例えばランプの点滅を、振動が閾値未満である場合と振動が閾値以上である場合とで異なるようにしてもよい。具体的には、例えば振動が閾値未満である場合には1秒間の点灯と1秒間の消灯とが繰り返すようにランプが点滅され、振動が閾値以上である場合には1.4秒間の点灯と0.6秒間の消灯とが繰り返すようにランプが点滅されるようにしてもよい。
油冷却装置10は、推定される振動が閾値以上である場合、ファン6の回転に伴う振動に関する情報を通知する通知処理を行う。
通知処理として、例えば振動が閾値以上である場合には不図示のランプが点灯されるようにしてもよい。
また、例えば振動が閾値未満である場合にはランプが点灯され、振動が閾値以上である場合にはランプが点滅されるようにしてもよい。
また、例えばランプの点滅を、振動が閾値未満である場合と振動が閾値以上である場合とで異なるようにしてもよい。具体的には、例えば振動が閾値未満である場合には1秒間の点灯と1秒間の消灯とが繰り返すようにランプが点滅され、振動が閾値以上である場合には1.4秒間の点灯と0.6秒間の消灯とが繰り返すようにランプが点滅されるようにしてもよい。
その他、通知処理として、例えば振動が閾値以上であることを示す情報が表示部に表示されるようにしてもよい。
また、その他、通知処理として、例えば振動が閾値以上であることを示す情報が、ユーザが使用する端末装置に送信されるようにしてもよい。
なお、通知処理は上記の処理に限られず、例えば音、光、画像またはテキストの表示、電子メールなどの通信、またはこれらの何れかの組み合わせによって、ファン6の回転に伴う振動に関する情報を通知する処理が行われればよい。
また、その他、通知処理として、例えば振動が閾値以上であることを示す情報が、ユーザが使用する端末装置に送信されるようにしてもよい。
なお、通知処理は上記の処理に限られず、例えば音、光、画像またはテキストの表示、電子メールなどの通信、またはこれらの何れかの組み合わせによって、ファン6の回転に伴う振動に関する情報を通知する処理が行われればよい。
(騒音抑制)
上記の処理例と同様に、ファンシステムの異常の一例であるファン6による騒音を抑制してもよい。
この処理例の場合、フィルタ13の前後の差圧特性と油冷却装置10内の風路特性との相関関係を示す騒音特性に基づいて、ファン6による騒音が制御される。
また、油冷却装置10は、推定される騒音が閾値以上である場合、ファン6の回転に伴う騒音に関する情報を通知する通知処理を行ってもよい。
上記の処理例と同様に、ファンシステムの異常の一例であるファン6による騒音を抑制してもよい。
この処理例の場合、フィルタ13の前後の差圧特性と油冷却装置10内の風路特性との相関関係を示す騒音特性に基づいて、ファン6による騒音が制御される。
また、油冷却装置10は、推定される騒音が閾値以上である場合、ファン6の回転に伴う騒音に関する情報を通知する通知処理を行ってもよい。
また、この処理例の場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、騒音特性を示す関係式を補正する。また、制御装置20が、騒音特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の回転に伴う騒音を抑制することが図られる。
また、閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6の回転に伴う騒音を抑制することが図られる。
また、閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
(ファンシステムの構成部品の異常の監視)
次に、ファンシステムの異常の一例であるファンシステムの構成部品の異常を検知する処理について説明する。
ファンシステムの構成部品の異常として、例えばモータ7の軸受け異常、ミスアライメント、不図示のロータの破損、ファン6の破損、ファン6への汚れなどの付着、ファン6およびモータ7のアンバランスなどが挙げられる。
次に、ファンシステムの異常の一例であるファンシステムの構成部品の異常を検知する処理について説明する。
ファンシステムの構成部品の異常として、例えばモータ7の軸受け異常、ミスアライメント、不図示のロータの破損、ファン6の破損、ファン6への汚れなどの付着、ファン6およびモータ7のアンバランスなどが挙げられる。
この処理例の場合、油冷却装置10は、ファンシステムの構成部品の異常に相関する物理量に基づいて、ファンシステムの構成部品の異常を検知する。
ファンシステムの構成部品の異常に相関する物理量として、例えばファン6の減速時間Ti、モータ7の駆動電力W、ファン6の回転速度N、擾乱の度合い、電流次数成分などが挙げられる。
「モータ7の駆動電力W」とは、電流と電圧との積の合成量のことである。駆動電力Wは、例えば三相交流回路の場合、相電圧と相電流と力率との積の合成量である。
「電流次数成分」とは、基本波の周波数のn倍であるn次周波数ごとの各次数成分であって、例えばモータ7に供給される相電流に基づく各次数成分である。また、1次周波数は、基本波の周波数のことである。
ファンシステムの構成部品の異常に相関する物理量として、例えばファン6の減速時間Ti、モータ7の駆動電力W、ファン6の回転速度N、擾乱の度合い、電流次数成分などが挙げられる。
「モータ7の駆動電力W」とは、電流と電圧との積の合成量のことである。駆動電力Wは、例えば三相交流回路の場合、相電圧と相電流と力率との積の合成量である。
「電流次数成分」とは、基本波の周波数のn倍であるn次周波数ごとの各次数成分であって、例えばモータ7に供給される相電流に基づく各次数成分である。また、1次周波数は、基本波の周波数のことである。
ここで、ファンシステムの構成部品の異常の一例であるファン6およびモータ7のアンバランスについて説明する。
図18は、モータ7に供給される相電流について周波数解析した結果を示す図であり、(A)はファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合の各次数成分、(B)はファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合の各次数成分を示している。
図18(A),(B)では、モータ7に供給される相電流の各波形を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)で周波数解析した結果を例としている。図18(A),(B)は、横軸に周波数[Hz]を示し、縦軸に周波数ごとのスペクトルの強度を示している。
図18は、モータ7に供給される相電流について周波数解析した結果を示す図であり、(A)はファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合の各次数成分、(B)はファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合の各次数成分を示している。
図18(A),(B)では、モータ7に供給される相電流の各波形を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)で周波数解析した結果を例としている。図18(A),(B)は、横軸に周波数[Hz]を示し、縦軸に周波数ごとのスペクトルの強度を示している。
図18(A)に示す例では、ファン6およびモータ7はつり合いがとれており、1次周波数である25[Hz]のみにスペクトルが存在する。
一方、図18(B)に示す例では、ファン6およびモータ7はつり合いがとれておらず、いわゆるアンバランスが発生しており、1次周波数だけでなく、20[Hz]と30[Hz]とに2つのスペクトルが存在する。この2つのスペクトルは、側帯波の周波数を示している。
一方、図18(B)に示す例では、ファン6およびモータ7はつり合いがとれておらず、いわゆるアンバランスが発生しており、1次周波数だけでなく、20[Hz]と30[Hz]とに2つのスペクトルが存在する。この2つのスペクトルは、側帯波の周波数を示している。
図19は、スペクトルの強度の差分を示す図である。
図19では、モータ7に供給される相電流について周波数解析した結果について、ファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合(図18(A)参照)と、ファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合(図18(B)参照)との間での差分を例としている。
図19では、モータ7に供給される相電流について周波数解析した結果について、ファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合(図18(A)参照)と、ファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合(図18(B)参照)との間での差分を例としている。
1次周波数に係るスペクトルは、ファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合と、ファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合との両方に存在する。また、1次周波数では、スペクトルの強度はほとんど変化していない。
一方、側帯波の周波数に係るスペクトルは、ファン6およびモータ7のつり合いがとれいる場合には存在せず、ファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合に存在する。そのため、側帯波の周波数である20[Hz]と30[Hz]とでは、スペクトルの強度の差分が、25[Hz]に比べて大きい。
一方、側帯波の周波数に係るスペクトルは、ファン6およびモータ7のつり合いがとれいる場合には存在せず、ファン6およびモータ7のつり合いがとれていない場合に存在する。そのため、側帯波の周波数である20[Hz]と30[Hz]とでは、スペクトルの強度の差分が、25[Hz]に比べて大きい。
油冷却装置10は、図19に示すように、ファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合のスペクトルの強度に対して差分が生じる場合、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知する。換言すると、油冷却装置10は、ファン6およびモータ7のつり合いがとれている場合の電流次数成分とは異なる電流次数成分が検出される場合、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知する。
油冷却装置10は、電流次数成分とファン6およびモータ7のアンバランスとの相関関係を示すバランス特性に基づいて、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知する。
また、油冷却装置10は、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知した場合、このアンバランスに関する情報を通知する通知処理を行ってもよい。
油冷却装置10は、電流次数成分とファン6およびモータ7のアンバランスとの相関関係を示すバランス特性に基づいて、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知する。
また、油冷却装置10は、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知した場合、このアンバランスに関する情報を通知する通知処理を行ってもよい。
この場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、バランス特性を示す関係式を補正する。また、制御装置20が、バランス特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、油冷却装置10に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知することが図られる。
これにより、油冷却装置10にて、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、ファン6およびモータ7のアンバランスを検知することが図られる。
(第5実施形態)
上述した例では、本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、油を冷却する油冷却装置10が利用したが、この限りではない。本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、例えば冷却する対象が油とは異なる液体や空気などである冷凍装置(不図示)などに利用してもよい。
上述した例では、本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、油を冷却する油冷却装置10が利用したが、この限りではない。本開示の制御装置20にて推定されるファン6の相関情報を、例えば冷却する対象が油とは異なる液体や空気などである冷凍装置(不図示)などに利用してもよい。
ファンシステムの一例としての冷凍装置は、ファン6とモータ7とを含むファンシステムと、ファン6によって空気を搬送する流路と、流路に設置された凝縮器2とを備えている。この場合、冷凍装置のファン6の温度は、ファン6の周囲の温度および凝縮器2の温度の少なくとも1つに基づいて推定される。
(冷凍効率の推定)
次に、第5実施形態に係る冷凍装置の冷凍効率Rcを推定する処理について説明する。換言すると、第5実施形態に係る冷凍装置の冷凍効率Rcを予測する処理について説明する。
図20は、ファン6による冷凍効率Rcを制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図20では、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷凍効率との相関関係を示す冷凍効率特性に基づいて、ファン6による冷凍効率が推定される場合を例としている。
冷凍効率特性は、ファン特性の一例であり、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率Rcに相関する物理量と、冷凍装置の冷凍効率Rcとの関係を表す。
次に、第5実施形態に係る冷凍装置の冷凍効率Rcを推定する処理について説明する。換言すると、第5実施形態に係る冷凍装置の冷凍効率Rcを予測する処理について説明する。
図20は、ファン6による冷凍効率Rcを制御する処理の流れを示したフローチャートである。
図20では、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷凍効率との相関関係を示す冷凍効率特性に基づいて、ファン6による冷凍効率が推定される場合を例としている。
冷凍効率特性は、ファン特性の一例であり、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率Rcに相関する物理量と、冷凍装置の冷凍効率Rcとの関係を表す。
冷凍装置は、取得値として、ファン6の回転速度N1とモータ7の駆動電力W1とを取得する(S501)。
なお、静圧Psに相関する物理量は、ファン6の回転速度N1やモータ7の駆動電力W1に限られず、例えばファン6の減速時間Ti、擾乱の度合い、電流次数成分などが挙げられる。また、静圧Psに相関する物理量は、冷凍効率Rcにも相関する物理量である。
なお、静圧Psに相関する物理量は、ファン6の回転速度N1やモータ7の駆動電力W1に限られず、例えばファン6の減速時間Ti、擾乱の度合い、電流次数成分などが挙げられる。また、静圧Psに相関する物理量は、冷凍効率Rcにも相関する物理量である。
次いで、冷凍装置は、取得値とファン6の静圧特性とを比較する(S502)。
冷凍装置は、取得値とファン6の静圧特性とに基づいて、静圧Psを推定する(S503)。具体的には、冷凍装置は、回転速度N1,駆動電力W1の交点である静圧特性に基づいて、ファン6による静圧Psを推定する。
冷凍装置は、取得値とファン6の静圧特性とに基づいて、静圧Psを推定する(S503)。具体的には、冷凍装置は、回転速度N1,駆動電力W1の交点である静圧特性に基づいて、ファン6による静圧Psを推定する。
ファン6による静圧Psは、フィルタ13の目詰まりにより上昇する。冷凍装置は、ファン6の減速時間Tiを取得している場合、減速時間Tiと圧力損失特性に基づく圧力損失指標zから、ファン6による静圧Psを推定してもよい。
そして、冷凍装置は、ファン6による静圧Psと冷凍効率特性とを比較する(S504)。
冷凍装置は、推定される静圧Psと冷凍効率特性とに基づいて、冷凍効率Rcを特定し(S505)、処理を終了する。換言すると、冷凍装置は、推定される静圧Psと冷凍効率特性とに基づいて、冷凍効率Rcを推定し、処理を終了する。
また、推定される冷凍効率Rcが閾値未満である場合、冷凍装置の冷凍効率の悪化について通知する通知処理を行ってもよい。
冷凍装置は、推定される静圧Psと冷凍効率特性とに基づいて、冷凍効率Rcを特定し(S505)、処理を終了する。換言すると、冷凍装置は、推定される静圧Psと冷凍効率特性とに基づいて、冷凍効率Rcを推定し、処理を終了する。
また、推定される冷凍効率Rcが閾値未満である場合、冷凍装置の冷凍効率の悪化について通知する通知処理を行ってもよい。
この処理例の場合、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、ファン6の静圧特性を示す関係式を補正する。または、制御装置20が、ファン6の静圧特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、冷凍装置に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、フィルタ13の目詰まりによる冷凍装置の冷凍効率の悪化を監視することを図る。
また、閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
これにより、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、フィルタ13の目詰まりによる冷凍装置の冷凍効率の悪化を監視することを図る。
また、閾値を、経年変形したファン6に対応するように補正してもよい。
(冷却能力の推定)
上記の処理例と同様に、第5実施形態に係る冷凍装置の冷却能力を推定してもよい。
この処理例の場合、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷却能力との相関関係を示す冷却能力特性に基づいて、冷凍装置の最大の冷却能力が推定される。換言すると、この処理例の場合、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷却能力との相関関係を示す冷却能力特性に基づいて、冷凍装置の最大の冷却能力が予測される。
冷却能力特性は、ファン特性の一例であり、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量と、冷凍装置の冷却能力との関係を表す。
上記の処理例と同様に、第5実施形態に係る冷凍装置の冷却能力を推定してもよい。
この処理例の場合、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷却能力との相関関係を示す冷却能力特性に基づいて、冷凍装置の最大の冷却能力が推定される。換言すると、この処理例の場合、ファン6の静圧Psと冷凍装置の冷却能力との相関関係を示す冷却能力特性に基づいて、冷凍装置の最大の冷却能力が予測される。
冷却能力特性は、ファン特性の一例であり、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量と、冷凍装置の冷却能力との関係を表す。
また、冷凍装置は、推定される冷凍装置の最大の冷却能力に関する情報を通知する通知処理を行ってもよい。具体的には、冷凍装置の最大の冷却能力の劣化について通知する通知処理を行ってもよい。
また、この処理例の場合も、制御装置20が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて、ファン6の静圧特性を示す関係式を補正する。静圧Psに相関する物理量は、冷却能力にも相関する物理量である。
または、制御装置20が、ファン6の静圧特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、冷凍装置に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、冷凍装置の冷却能力の劣化を監視することを図る。
または、制御装置20が、ファン6の静圧特性を示す関係式により算出された結果を、経年変形したファン6に対応するように補正する補正値を特定する。そして、制御装置20は、冷凍装置に、補正した関係式や、特定した補正値を提供する。
これにより、ファン6の経年変形の有無にかかわらず、冷凍装置の冷却能力の劣化を監視することを図る。
また、本開示では、制御装置20が、油冷却装置10などの動作の制御に用いる相関情報を生成する構成としたが、これに限定されない。
例えば、油冷却装置10が制御装置20の機能を有してもよい。具体的には、油冷却装置10に、図6に示した変形推定部21や、特性推定部22等の機能を備えてもよい。
例えば、油冷却装置10が制御装置20の機能を有してもよい。具体的には、油冷却装置10に、図6に示した変形推定部21や、特性推定部22等の機能を備えてもよい。
ここで、上記にて説明した実施形態は、以下のように捉えることができる。
本開示の制御装置20にて、特性推定部22が、ファン特性に相関する相関情報をファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する。
この場合、油冷却装置10にて、補正された相関情報がファン特性DB82に格納される。また、補正された相関情報に基づいて、駆動制御部83,圧損推定部85,目詰まり判定部86による処理が実行され、ファンシステムが制御される。そのため、ファン6の経年変形に応じて変化するファン特性を加味して、ファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10でなく、クリーンルーム210,冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
本開示の制御装置20にて、特性推定部22が、ファン特性に相関する相関情報をファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する。
この場合、油冷却装置10にて、補正された相関情報がファン特性DB82に格納される。また、補正された相関情報に基づいて、駆動制御部83,圧損推定部85,目詰まり判定部86による処理が実行され、ファンシステムが制御される。そのため、ファン6の経年変形に応じて変化するファン特性を加味して、ファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10でなく、クリーンルーム210,冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
また、特性推定部22は、ファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正する。
この場合、油冷却装置10にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御される。そのため、ファン6の温度Tm、及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10でなく、クリーンルーム210,冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
この場合、油冷却装置10にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御される。そのため、ファン6の温度Tm、及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10でなく、クリーンルーム210,冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
また、特性推定部22が、モータ7の駆動電力W、モータ7の回転速度N、及びファン6の静圧Psのうち少なくとも一つと、ファン6の風量Qとの相関関係に基づいてファン6の風量Qを制御する場合、ファン特性はこの相関関係を表す。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて風量Qが制御される場合、ファン特性は風量Qの相関情報を表す。
この場合、モータ7の駆動電力W、モータ7の回転速度N、及びファン6の静圧Psのうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファン6の風量Qを制御することができる。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて風量Qが制御される場合、ファン特性は風量Qの相関情報を表す。
この場合、モータ7の駆動電力W、モータ7の回転速度N、及びファン6の静圧Psのうち少なくとも一つに基づくファン特性の変化を加味してファン6の風量Qを制御することができる。
また、特性推定部22が、ファン6の静圧Psに相関する物理量と、ファン6の静圧Psとの相関関係に基づいてファン6の静圧Psを監視する場合、ファン特性はこの相関関係を表す。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて静圧Psが監視される場合、ファン特性は静圧Psの相関情報を表す。
この場合、ファン6の静圧Psに相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファン6の静圧Psを制御することができる。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて静圧Psが監視される場合、ファン特性は静圧Psの相関情報を表す。
この場合、ファン6の静圧Psに相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファン6の静圧Psを制御することができる。
また、特性推定部22が、ファンシステムの異常に相関する物理量と、ファンシステムの異常との相関関係に基づいてファンシステムの異常を監視する場合、ファン特性はこの相関関係を表す。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいてファンシステムの異常が監視される場合、ファン特性はファンシステムの異常の相関情報を表す。
この場合、ファンシステムの異常に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムの異常を監視することができる。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいてファンシステムの異常が監視される場合、ファン特性はファンシステムの異常の相関情報を表す。
この場合、ファンシステムの異常に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムの異常を監視することができる。
また、ファンシステムの異常は、ファンシステムの振動またはファンシステムの騒音である。
この場合、ファン特性の変化を加味してファンシステムの振動またはファンシステムの騒音の異常を監視することができる。
この場合、ファン特性の変化を加味してファンシステムの振動またはファンシステムの騒音の異常を監視することができる。
また、特性推定部22が、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率Rcに相関する物理量と、冷凍装置の冷凍効率Rcとの相関関係に基づいて冷凍装置の冷凍効率Rcを予測する場合、ファン特性はこの相関関係を表す。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて冷凍効率Rcが予測される場合、ファン特性は冷凍効率Rcの相関情報を表す。
この場合、冷凍効率Rcに相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍効率Rcを監視することができる。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて冷凍効率Rcが予測される場合、ファン特性は冷凍効率Rcの相関情報を表す。
この場合、冷凍効率Rcに相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷凍効率Rcを監視することができる。
また、特性推定部22が、ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量と、冷凍装置の冷却能力との相関関係に基づいて冷凍装置の冷却能力を予測する場合、ファン特性はこの相関関係を表す。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて冷却能力が予測される場合、ファン特性は冷却能力の相関情報を表す。
この場合、冷却能力に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷却能力を監視することができる。
具体的には、特性推定部22が、取得値であるファン6の温度Tm及びファン6の回転速度Nのうち少なくとも一つの値に基づいて相関情報を補正し、補正された相関情報に基づいて冷却能力が予測される場合、ファン特性は冷却能力の相関情報を表す。
この場合、冷却能力に相関する物理量に基づくファン特性の変化を加味して冷却能力を監視することができる。
また、他の観点から捉えると、本開示の制御装置20の特性推定部22が、ファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴に基づいてファンシステムを制御する。
この場合、油冷却装置10にて、制御装置20によってファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴を学習して生成した相関情報が、ファン特性DB82に格納される。そのため、ファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
この場合、油冷却装置10にて、制御装置20によってファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴を学習して生成した相関情報が、ファン特性DB82に格納される。そのため、ファン6の温度Tmに相関する物理量の履歴に基づくファン特性の変化を加味してファンシステムを制御することができる。
また、特性推定部22は、ファンシステムと、ファン6の回転によって流れる空気が搬送される流路と、流路に設置された凝縮器2とを備えた冷凍装置のファン6の温度Tmを、ファン6の周囲の温度および凝縮器2の温度の少なくとも1つに基づいて推定する。
この場合、ファン6の温度Tm自体を実際に測定しなくても、取得することができる。
なお、温度推定部84が、ファン6の周囲の温度および凝縮器2の温度の少なくとも1つに基づいてファン6の温度Tmを推定し、ファン6の温度Tmを制御装置20に提供してもよい。
この場合、ファン6の温度Tm自体を実際に測定しなくても、取得することができる。
なお、温度推定部84が、ファン6の周囲の温度および凝縮器2の温度の少なくとも1つに基づいてファン6の温度Tmを推定し、ファン6の温度Tmを制御装置20に提供してもよい。
また、他の観点から捉えると、本開示の制御装置20のプログラムは、油冷却装置10のファンシステムを制御する制御装置20に、ファン特性に相関する相関情報をファン特性DB24に格納する機能と、相関情報を油冷却装置10に提供してファンシステムを制御する機能と、相関情報を、ファン6の経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する特性推定部22を持つ機能と、を実現させる。
この場合、ファン6の経年変形に応じて変化するファン特性を加味して、ファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10だけでなく、クリーンルーム210や冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
この場合、ファン6の経年変形に応じて変化するファン特性を加味して、ファンシステムを制御することができる。
なお、油冷却装置10だけでなく、クリーンルーム210や冷凍装置にて、補正された相関情報に基づいて、ファンシステムが制御されてもよい。
また、上記で説明した各構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で変更できる。言い換えると、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解される。
上記にて説明した構成に限らず、上記にて説明した各構成の一部を省略したり、上記にて説明した各構成に対して他の機能を付加したりしてもよい。
上記にて説明した構成に限らず、上記にて説明した各構成の一部を省略したり、上記にて説明した各構成に対して他の機能を付加したりしてもよい。
2…凝縮器、6…ファン、7…モータ、8…コンピュータ、10…油冷却装置、13…フィルタ、20,220…制御装置、21…変形推定部、22…特性推定部、23,87…通信処理部、24,82…ファン特性DB、81…稼働記録DB、83…駆動制御部、84…温度推定部、85…圧損推定部、86…目詰まり判定部、110…制御部
Claims (11)
- ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納するファン特性格納部を持ち、
前記相関情報に基づいて前記ファンシステムを制御し、
前記相関情報を、前記ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ、
制御装置。 - 前記制御部は、
前記ファンの雰囲気温度及び当該ファンの回転速度のうち少なくとも一つの値を取得し、
取得した前記値に基づいて前記相関情報を補正する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御部が、前記モータの駆動電力、前記ファンの回転速度、及び当該ファンの静圧のうち少なくとも一つと、当該ファンの風量との関係に基づいて当該ファンの当該風量を制御する場合、前記ファン特性は当該関係を表す、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御部が、前記ファンの静圧に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンの当該静圧との関係に基づいて当該ファンの当該静圧を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表す、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御部が、前記ファンシステムの異常に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該ファンシステムの当該異常との関係に基づいて当該ファンシステムの当該異常を監視する場合、前記ファン特性は当該関係を表す、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記ファンシステムの前記異常は、当該ファンシステムの振動または当該ファンシステムの騒音である、
請求項5に記載の制御装置。 - 前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷凍効率に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷凍効率との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷凍効率を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表す、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御部が、前記ファンシステムを備えた冷凍装置の冷却能力に相関する物理量を取得し、当該物理量と、当該冷凍装置の当該冷却能力との関係に基づいて当該冷凍装置の当該冷却能力を予測する場合、前記ファン特性は当該関係を表す、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記ファンの雰囲気温度に相関する物理量を取得し、
取得した前記物理量の履歴に基づき、前記ファンシステムを制御する、
制御装置。 - 前記制御部は、
前記ファンシステムと、前記ファンによって流体を搬送する流路と、当該流路に設置された熱交換器とを備えた冷凍装置の当該ファンの前記雰囲気温度を、当該ファンの周囲の温度および当該熱交換器の温度の少なくとも1つに基づいて推定する、
請求項9に記載の制御装置。 - ファンと当該ファンを駆動するモータとを含むファンシステムを制御するコンピュータに、
前記ファンの特性であるファン特性に相関する相関情報を格納する機能と、
前記相関情報に基づいて前記ファンシステムを制御する機能と、
前記相関情報を、前記ファンの経年変形に応じて変化するファン特性に対応するように補正する補正部を持つ機能と、
を実現させるためのプログラム。
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