JPH0115413B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、車両推進用内燃機関をその機械的駆
動源として流用するエア・コンデイシヨナ乃至カ
ー・クーラのコンプレツサクラツチを、特定の設
定回転数を越えての内燃機関回転数増加過程時に
切離す機能を有する車両搭載用コンプレツサクラ
ツチの自動断続装置に関する。 エア・コンデイシヨナ乃至はカー・クーラのコ
ンプレツサは、一般に車両走行用の内燃機関をそ
の機械的駆動源として流用しているため、内燃機
関にしてみれば、その動力エネルギを一部コンプ
レツサに食われていることになり、特に内燃機関
に高効率を要する車両加速時に、その動力損によ
り加速性能が鈍るという不満が生じている。 そこで、従来からも、この不満を解決せんとし
て、内燃機関のインテーク・マニフオルド内に発
生する加速時の負圧を感知して、内燃機関とコン
プレツサ間に配した電磁クラツチを機械的に内燃
機関から切離さんとする装置が一応、実用化され
ていた。 しかし、この方法のように、感圧素子乃至バキ
ユームスイツチを利用するものでは、取付けに特
別の構成と手間とを要し、また、既存のマニフオ
ルド構造に手を加えないでそのまま搭載すること
はできないから、専用の設計を要して汎用性に乏
しい欠点があつた。 また、感圧素子は、高熱、腐食環境化に置かれ
るため、そのための対策を必要とし、結局、専用
の素子から作り始めねばならない不利もあつた。 更に、従来のこうした装置では、機関回転数が
増加すると、直ちにコンプレツサクラツチを切離
すようにしていた。そのため、市外地走行時、特
に低速渋滞中等、停止（アイドリング）から発進
や加速をして直ぐにまた減速し、再び加速する、
といつたようなことを頻繁に繰返す場合には、そ
の度毎にコンプレツサのクラツチはこまめに断続
を繰返し、従つて著しく摩耗するという欠点があ
つた。この欠点はまた、機械的ストレスという観
点からも望ましくない。 本発明は以上に鑑みて成されたもので、車両の
加速走行モード乃至は内燃機関の回転数増加モー
ドを電子的に検出して、このモードの時にはコン
プレツサの機能を停止させる、即ち、クラツチ切
断によりコンプレツサを機械的に内燃機関から切
離すことを原則としながらも、機関回転数が予め
定めた設定回転数に至らない時には、この機能を
生じさせないようにし、低速渋滞中等、特殊な走
行モード下におけるコンプレツサ用クラツチの断
続回数を減らし、該クラツチや機械系の寿命を伸
ばし得る簡単な装置を提供せんとするものであ
る。 以下、添付の図面に即し、本発明の一実施例に
就き説明する。 第１図には本発明の基本的な実施例の主要構
成、第２図にはやや具体的、実施例的な回路構成
が示してあるが、先ず、内燃機関点火時期信号検
出回路１により、点火時期検出信号Siを採り出
す。第２図示実施例では、公知の点火装置の一部
を成す点火コイルの一次側負端子Ti^-からこの信
号Siを採り出している。点火コイルの一次側電流
路が周知のように点火時期に合わせて断続される
度に、この一次側コイルの負端子Ti^-には、一般
にアナログレベルで数百ボルトに及ぶインパルス
が発生し、そのパルス繰返し周期乃至信号周波数
は機関回転数に比例するものとなる。従つて、こ
のインパルスを信号Siには機関回転数情報が周波
数情報に化体して載つていることになる。 第３図には、このインパルス信号Siが示してあ
り、機関が定速回転している時には、基準電位
（一般に接地電位）から負方向に立ち上がる各イ
ンパルスも、そのパルス間隔、即ち周波数は一定
であるが、機関が回転数増加過程にある時には、
周波数も上昇過程となる。また、第３図におい
て、折返し状に左手に向かつて時間軸を見るもの
とすれば、機関が回転数低下過程になると、パル
ス間隔もだんだん広がつて行く（即ち周波数も低
下する）。 このように、機関回転数に対応して周波数の変
化するインパルス信号Siは、直接にこれを取扱う
にはアナログレベル的にレベルが高過ぎること、
また、ノイズ成分が多過ぎること、等から望まし
くはないので、先ず、波形整形回路２で波形整形
するとよい。 第２図示の場合は、入力Ti^-に印加された該信
号Siをツエナーダイオード２１でクリツプして過
大入力を防いだ後、npnトランジスタ２２のベー
スに入力し、このコレクタを波形整形出力とし
て、ここからきれいな波形の機関点火時期信号
Si′を採り出している。 この信号Si′を、更に取扱い易いパルス列信号
とするため、パルス幅を一定幅Pwとする単安定
マルチバイブレータ３１を用い、周波数が機関回
転数に比例したパルス列Sbを得ている（第３
図）。 このパルス列信号Sbは、次いで、その周波数
変化に応じて出力電圧が変化するように処理され
る。第２図示の実施例では、この変換回路を最も
簡単な構成例として、コンデンサ３２，３３と抵
抗３４によるリツプルフイルタ乃至積分回路とし
てある。 上記のように、単安定マルチバイブレータ３１
とリツプルフイルタ３２，３３，３４を含んで成
る周波数対電圧変換（Ｆ−Ｖ変換）回路３の出力
に表れる変換電圧信号Sv₀の平均電圧値は、第４
図に模式的に、かつ簡単に線形に二点鎖線で示す
ように、一定の機関回転数Viから当該回転数が
上昇すると、そのレベルが上昇し、下降すればこ
れに連れてレベル低下するものとなる。 この変換電圧出力Sv₀は、比較器６の正入力
（非反転入力）、負入力（反転入力）の両入力に共
に与えられるが、各入力には互いに異なる時定数
τ₁、τ₂が持たされる。 第２図示の実施例では、比較器６に出力がオー
プンコレクタ型のものを用いており、後述のよう
に、正入力が負入力をアナログレベルで上回つて
いる時に出力信号Scがデジタルレベル的に高レ
ベル「Ｈ」（これを論理“１”とする）となるよ
うにしているため、正入力側に与えられる時定数
τ₁の方が負入力側の時定数τ₂よりも小さく選ばれ
ている（τ₁＜τ₂）。具体的にこの場合は、各時定
数は、夫々の入力の積分回路４，５により形成さ
れ、夫々、簡単なCR回路から成つているが、比
較器正入力への線路中には、後述する理由から、
レベルシフトダイオード４１が挿入されている。 以下、第４図示の機関回転数変化の模式図に即
して動作を追うと、機関が或る一定回転数で回転
している時には、既述した所から、周波数対電圧
変換回路３の出力端子には、その時の回転数に応
じたアナログレベルの信号Sv₀が現れる。この状
態が比較的長く続いていれば、比較器両入力のコ
ンデンサ４２，５２は夫々満充電となつて電位が
決定するが、この状態において、負入力側のコン
デンサ５２は略ゞ、上記信号Sv₀のこの時の電圧
値にまで充電されているのに対し、正入力側のコ
ンデンサ４２は挿入されたレベルシフトダイオー
ド４１の順方向電圧降下分Vtだけ低レベルとな
る。以後、このコンデンサの両端電位の平均電圧
を経時的に信号として把えて、比較器正入力側の
入力電圧をSv₁、負入力側の入力電圧をSv₂とし
て表すと、先ず、この定速回転時には、比較器負
入力側電位が正入力側よりも高いために比較器６
の出力端子における信号Scは低レベルとなる
（オープンコレクタトランジスタがオンとなつて
出力端子乃至コレクタを接地に対して導通させ
る）。 次に、第３図において、機関回転数が上昇乃至
増加する過程中では、点火時期信号Si乃至は
Si′の周波数、ひいてはバイブレータ出力信号Sb
の周波数が増加するため、周波数対電圧変換回路
３の出力Sv₀は第４図に示すように既述した所か
ら、その電位が上昇過程となる。従つて、比較器
両入力のコンデンサ４２，５２共に、更に高い電
圧値に向かつて充電されていくが、既述のよう
に、コンデンサ４２を含む正入力時定数τ₁の方が
他方τ₂より短いため、こうした過渡的状態では、
例えダイオード４１の介在による電圧降下があつ
たとしても、第４図中の時刻Ta以降に示すよう
に正入力側信号Sv₁の方が負入力側信号Sv₂の電
位を上回り、従つて比較出力信号Scは反転して
「Ｈ」レベルとなる。 加速乃至回転数上昇の過渡的状態が終わつて機
関回転数が以前より高いレベルで一定となると、
これに応じて両コンデンサ４２，５２は再び満充
電となり、正入力側の信号電位はレベルシフトダ
イオード４１の順方向電圧Vtだけ負入力側より
再び低くなり、比較器出力は再反転して「Ｌ」レ
ベルとなる。 機関回転数が減少する過渡状態に入ると、比較
器両入力のコンデンサは放電過程に入るが、先の
時定数関係から、常に正入力側の放電の方が速い
ために、その過渡状態においては定速回転時と両
入力関係に変わりはなく、比較器出力は「Ｌ」レ
ベルを保つことになる。 上記比較器出力Scと内燃機関の各状態モード
との相関を採ると、下記第１表の通りとなる。

【表】 結局、本装置の比較器６の出力Scは、機関回
転数増加モードと、そうでないモード（定速、低
下；即ち、非増加モード）との弁別能力を持つて
いることが分かる。 そこで、この比較器出力Scをクラツチ切断指
令信号Scとして用いて、コンプレツサクラツチ
断続回路８を動作させ、該信号Scがこの場合
「Ｈ」である時にコンプレツサを非作動とすれば、
加速時の動力損は小さく抑えることができる。 然して、本発明の目的の一つには、冒頭に述べ
たように、機関が回転数増加モードになつたらい
かなる時でも直ちにコンプレツサクラツチを切断
するのではなく、予め定めた設定回転数に至らな
い内は接続させたままにして置くことが有る。 そこで、本発明においては、比較器出力Scに
対してのゲート回路７が設けてあり、このゲート
７の一入力に設定回転数を越えている旨の情報が
与えられなければ比較器出力Scはクラツチ切断
指令信号として機能させないようにしてある。言
い換えると、このゲート７の出力信号S₀が有効化
されたクラツチ切断指令信号となる。 このゲート７を上記のように機能させるため
に、この実施例ではこのゲート７を二入力アンド
ゲートで構成してあり、この一入力には既述の比
較器出力信号Scを与える一方で、他入力には機
関回転数が設定回転数を超過したことを知らせる
第二比較器乃至設定回転数到達検出回路１０の出
力Ssが与えられている。 この点に就き詳しく言うと、正入力、負入力の
二入力を持つ比較器１０を用意し、その一入力、
この場合、負入力にはコンプレツサクラツチを切
断した方が良いと考える最低回転数の時の周波数
対電圧変換回路３の出力Sv₀に相当する電位Esを
最低回転数設定回路９から与え、他入力、即ちこ
の場合、正入力には周波数対電圧変換回路３の出
力Sv₀を与えるようにする。結局、設定回転数に
対して現在の機関回転数がこれを超過しているか
否かを電圧に変換して監視していることになる。
但し、電流乃至抵抗の次元での監視も可能であ
る。 第２図中に示すように、電圧にての監視を行な
う際には、実際上、設定回転数に対応する基準電
位Esは、電源電位を分圧するポテンシヨメータ
９１から得ることができる。 このような回路構成においては、第４図中に示
すように、速度Viから速度Vsを越えて機関回転
数が上昇していく過程においても、予め定めてあ
る速度Vsに至る以前においては、周波数対電圧
変換回路３の出力Sv₀の電位の方が基準電圧Esよ
りも低いため、第二比較器乃至設定回転数到達検
出回路１０の出力は「Ｌ」であり、従つて、ゲー
ト７は閉じており、上昇モードの検出機能を持つ
比較器６からの出力が当該上昇モードであること
を示す「Ｈ」レベルの信号であつても、このゲー
ト７は通過することはできない。即ち、ゲート７
の出力S₀は「Ｌ」である。機関回転数上昇モード
にあつて機関回転数が設定回転数Vsを越えて始
めて第二比較器乃至設定回転数到達検出回路出力
Ssは「Ｈ」となり、ゲート７が開かれ、クラツ
チ切断指令信号として「Ｈ」で有意の出力信号S₀
が有効化される。 このようにして、本発明の目的は達成すること
ができた。市外地走行等、特殊な条件下におい
て、頻繁なるクラツチの断続を防ぎ、連続して加
速できるような、機関のエネルギをその時こそ少
しでも有効に使いたいような条件下においては確
実にクラツチを切断できるからである。 ゲート７の出力乃至クラツチ切断指令信号S₀に
てクラツチ断続回路８を動作させるための回路構
成自体は当業者であればこの種の論理回路技術及
び論理レベルと電力レベルの変換技術を用いて任
意のものを組むことができる。本発明において
は、従つて、この点に就き直接の限定を設けるも
のでは無いが、第２図示の実施例に即し、一例を
示す。但し、第１図中には仮想線で示してある
が、第２図示の具体的実施例では、より実際的、
実用的な装置として本発明を有効に使えるように
とのことから、必須ではないが、クラツチを再接
続させるに就いても時間遅れを設けるためのクラ
ツチ再接続遅延回路１１も設けている。そのた
め、クラツチ切断指令信号S₀にて直接にコンプレ
ツサクラツチ断続回路８が稼動されるようにはな
つていないが、クラツチ再接続遅延回路１１の出
力S₀′は、クラツチの切断に関してはゲート７出
力S₀と同一の論理情報を持つている。従つて、こ
こでは先ず、クラツチ再接続遅延回路１１の詳細
を省略し、コンプレツサクラツチ断続回路８の動
作を説明する。 出力S₀乃至S₀′が、オープンコレクタ型の出力
部から得られるように構成することは容易であ
り、そのようにした場合は、ドライブリレー８１
の稼動巻線を電源と上記オープンコレクタ型出力
部との間に直列に挿入し、そのブレーク接点８３
を介して電磁クラツチ８２の稼動巻線８４に電力
が供給されるようにすれば良い。これに依り、設
定回転数を越えての機関回転数上昇時のクラツチ
切断指令信号S₀，S₀′の発生に伴ない、リレー８
１を解磁することができ、クラツチを切断するこ
とができる。電磁クラツチ巻線と並列にモニタ灯
８５を設けておけば本回路の動作を運転者に知ら
せることもできる。クラツチが切れている時に可
視表示したければ、ドライブリレー８１のメイク
接点を利用すれば良い。 次に、必須ではないが有れば望ましいクラツチ
再度接続遅延回路１１に就き簡単に説明する。 この回路１１中にも、第三の比較器１１２があ
つて、その正相入力には電源電位より低い適当な
電位Erが分圧抵抗網を介して与えられている。
負入力にはトランジスタ１１１によるスイツチン
グインバータを介してゲート７の出力の反転信号
が与えられていると共に、抵抗１１３、コンデン
サ１１４から成る時定数回路の定める時定数が与
えられている。 初期状態においては、コンデンサ１１４が満充
電と考えて、負入力側の方が高電位にあるので、
比較器１１２の出力は「Ｌ」であるが、クラツチ
切断指令信号S₀がこの回路１１の入力に与えられ
ると、トランジスタ１１１がターンオンし、コン
デンサ１１４の電荷を急速に放電するため、正相
入力の方の電位が高くなり、従つて、ゲート７の
出力S₀と同様に、この回路１１の出力S₀′も急速
に立ち上がり、もつて、既述したメカニズムによ
り、クラツチ断続回路８が稼動して、クラツチが
速やかに切断される。 然し、機関の回転数上昇モードが終つて、ゲー
ト７の出力が「Ｌ」になつても、この回路１１の
出力S₀′は急激には立ち下がらない。トランジス
タ１１１のターンオフからコンデンサ１１４の充
電が始まり、基準電位Erを越える迄には上記し
た時定数に伴なう一定の時間が必要であるからで
ある。この一定の時間は、既に顕かであろうが、
抵抗１１３とコンデンサ１１４との時定数の設定
及び或いは基準電位Erの設定の如何により適当
な値に選定できる。 このようになつていると、減速した後、時間を
置かずに再び加速するというようなことを頻繁に
行なう場合にもクラツチ断続回数をやたらと多く
しないで済む効果がある。従つて、加速に伴なう
クラツチの切断を設定回転数との兼ね合いで許す
ようにしたという本発明の構成に加えて、この回
路１１を採用すれば、より実際的なコンプレツサ
制御装置が構成できる。 尚、遅延時間を作るにしても、その作り方自体
は当業者には様々、考えられ、例えば、上記実施
例では、回路１１をデイスクリートに構成した
が、市販のICによる単安定マルチバイブレータ
を用いて、ゲート７の出力S₀の立ち下がりでトリ
ガされる構成とすることもできる。 また、コンプレツサクラツチ断続回路８は、半
導体素子により、電子化してもよく、その他、回
路技術上、論理レベル処理上の常套手段はこれを
任意に援用してよい。更に、比較器１０の正相入
力側へは信号Sv₀に代えて、第一、第二積分回路
４，５の出力信号Sv₁又はSv₂のいづれかの信号
を与えるようにしても、基準電位Esの調整で先
と同様の機能を営ませることは可能である。 以上詳記のように、本発明に依れば、機関効率
を最大限に発揮できることが望ましい加速時にお
いて、機械的動力損となり得るコンプレツサを自
動的に機関から切離す装置として電子的で信頼性
が高く、特には専用のセンサも要さず、既存の電
装系への組込も容易な装置が提供できる外、頻繁
な加減速を伴なう走行条件においてコンプレツサ
クラツチの断続繰返し回数を減らせることができ
るため、コンプレツサ用クラツチの摩耗や機械系
のストレスを低減でき、商品価値の高い、実用的
な装置が提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の基本的実施例の主要回
路による概略構成図、第２図は、第１図示装置の
やや具体的な回路構成例の回路図、第３図は機関
回転数対周波数変換の説明図、第４図は機関回転
数変化と要部電圧波形の説明図、である。 図中、１は機関点火時期信号検出部、２は波形
整形回路、３は周波数対電圧変換回路、４，５は
第一、第二積分回路、６は比較器、７はゲート回
路、８はコンプレツサクラツチ断続回路、９はク
ラツチ切断最低回転数設定回路、１０は設定回転
数到達検出回路、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車両搭載の内燃機関の点火時期信号を検出
   し、定速回転状態からの回転数増加過程に応じて
   電圧の変化する出力を発する変換電圧出力発生回
   路と、 上記変換電圧出力を二入力に受けて該二入力の
   大小に応じて出力を反転させる比較器と、 該比較器の二入力に異なる積分時定数を与え、
   上記回転数増加過程時の変換電圧出力変化に応
   じ、該積分時定数の差を利用して、該回転数増加
   過程時にあつては上記二入力の大小関係が逆にな
   ることから上記比較器出力を反転させる積分時定
   数設定回路と、 該比較器の上記反転出力をクラツチ切断指令信
   号として受け、上記内燃機関とコンプレツサとの
   間のクラツチを遮断するコンプレツサクラツチ断
   続装置と、 実際の機関回転数が予め定めた設定回転数に到
   達した時に到達検出信号を発する設定回転数到達
   検出回路と、 上記設定回転数到達検出信号を受けていない時
   には上記クラツチ切断指令信号を無効化し、上記
   コンプレツサクラツチ断続装置をしてのクラツチ
   切断動作を阻止するゲート回路と、 から成ることを特徴とする車両搭載用コンプレツ
   サクラツチの自動断続装置。