JPH02221684A - 車両のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｆ産業上の利用分野］ 本発明は、斜板の傾角制御により両頭ピストンのストロ
ークを変化させる連続可変容量を斜板式圧縮機（以下、
斜板式圧縮機という〉を空調用として装備した車両のア
イドル回転数制御装置に関し、詳しくは、圧縮機の容量
変動に伴うアイドル回転数の乱れを防止する装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来のアイドル回転数制御装置は、吸気通路のバイパス
路に設けられたアイドル制御弁の開度を調節して、アイ
ドル回転数を常に最適状態に制御するものであり、アイ
ドル制御弁を作動させるエンジン制御部には、アイドル
制御情報として、エンジン回転数、冷却水温、車速など
のほか、空調用圧縮機の稼働情報（オンオフ情報〉も入
力されている。

一方、上記斜板式圧縮機は、各両頭ピストンを係招する
斜板の傾角を制御して吐出容量（以下、容量という）を
連続的に制御する圧縮機である。

この圧縮機では斜板傾角制御用のガス差圧駆動部材（以
下、摺動制御体という）の移動量を差動トランスやポテ
ンショメータで検出して容量情報を求め、求めた容量情
報を圧縮機の運転管理に提供している。

また、空調用に供される連続可変客間型の他の形態とし
て、例えば特開昭６２−２１８６７０号公報に開示され
るような揺動板式圧縮機もある。

この揺動板式圧縮機は、変角可能な回動板に揺動板を保
持させ、揺動板の軸方向への揺動によりピストンを往復
動させるものである。この圧縮機では、揺動板周縁に被
検出体を設け、被検出体に近接可能にハウジング周壁に
検出器を設け、揺動板の１ザイクルの揺動期間中におい
て、被検出体が検出器よりシリンダ側に位置している期
間ｔ１と、被検出体が検出器よりシリンダ側と反対側に
位置している期間ｔ２との比ｔ１／１２から圧縮機の容
量情報を求めて圧縮機の運転状態の管理に利用している
。

［発明が解決しようとする課題］ ところがこのような空調用圧縮機を装備した車両のアイ
ドル制御において、エンジン制御部に入力される圧縮機
の上記稼働情報は、従来からオン・オフ信号のみに限ら
れて圧縮機の負荷（容量）変動情報は全く用いられてお
らず、圧縮機の容量変動をアイドル回転数の即時的な補
償制御に反映させることは不可能であった。従来のアイ
ドル制御方式の一般例で説明すれば、当初のアイドリン
ク時に上記圧縮機の稼動情報を含む各入力パラメータを
基に学習されたアイドル条件は、走行中の状況変化つま
り容量変動に対応しえないまま、次期アイドリンク時の
スター１へ条件の支配することになる。

その結果、走行中に回転数の上昇に伴う過剰な冷房能力
により圧縮機の容量が減少した場合は、次期のアイドル
回転数が目標値よりも遥かに高くなって不快感を覚えた
り、逆に、環境変化や渋滞に起因した緩速走行などによ
り逆に圧縮機の容量が増大した場合は、次期のアイドル
回転数が目標値に達せず、ときにはエンジン停止といっ
た不測の事態を招く虞れもある。

なお、上記した差動トランスやポテンショメータの出力
信号を用いたり、上記した特開昭６２−２１８６７０号
公報の容量検出装置を用いて求めた容量情報を、走行中
、常にエンジン制御部に入力すれば、−不所望のアイド
ル回転数に調整できる可能性はある。しかしながら、差
動トランスやポテンショメータの出力信号は非直線的な
アナログ信号であり感度のばらつきが大きいのでその補
償調整が面倒であるという問題があった。更に、差動ト
ランスやポテンショメータが検出する上記摺動制御体の
変位量は一連の伝動系を介してビストンストロークを間
接的、かつ、縮小比例的に把握するものだ【プに、誤差
の累積、増幅を伴って検出、精度の低下を免れない。特
に、斜板式圧縮機は第３図に示すように高容量域におい
ては僅かのビストンストロークの変化により容量が大き
く変動する特性をもつので、上記アイドル制御に用いる
には容量の高精度検出が不可欠である。例えば、ビスト
ンストロークが最大値から２ｍｍ低下するだけで容量が
最大容量の半分程度にも減少する。

また、特開昭６２−２’１８６７０号公報の容量検出装
置も、検出器及び被検出器の径方向の配設誤差等により
比ｔ１／１２と容量との関係に誤差が生じる。そしてｔ
ｌが誤差△ｔににすｔ１＋Δｔとなると、ｔ２はｔ２−
△ｔ２となるので、結果的に比ｔ１／１２として（ｔ１
＋△１）／（１２−△ｔ）を求めることとなり、誤差が
分母及び分子の両方に含まれるために求める容量の誤差
が一層大となってしまう。

本発明は、これら問題に鑑みなされたものであり、斜板
式圧縮機の正確な容量情報をエンジン制御部へ入力して
アイドル回転数を適確に制御することを解決すべき技術
課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、駆動軸の回転に従動する斜板の傾角制御によ
り両頭ピストンのストロークを変化させる連続可変容量
型斜板式圧縮機を装備した車両のアイドル回転数制御装
置において、前記両頭ピストンの外周部に設けられ前記
駆動軸方向へ配列された磁気的二値パタンをもつ被検出
体と、前記両頭ピストンを囲繞する前記圧縮機の機体周
壁部に設けられ前記磁気的二値パタンを読取る検出器と
、前記検出器から出力される二値信号に基づいてアイド
ル回転数を制御するアイドル回転数制御手段とを具備し
たことを特徴としている。

磁気的二値パタンは一例において、長手方向（軸方向）
に交互配列されたＮ極及びＳ極からなる磁極配列で構成
でき、この場合には被検出体は、強磁性体製の薄板や、
強磁性体粉末が被覆された耐熱性樹脂テープや、両頭ピ
ストン外周面に塗付接着された帯状の強磁性体粉末層で
構成することができる。Ｎ極及びＳ極からなる上記磁極
配列は被検出体を両頭ピストンに固着する前に書込んで
もよく、固着した後で円込んでもよい。

磁気的二値パタンをＮ極及びＳ極からなる磁極配列で構
成する場合、検出器は例えばコイル（ピックアップコイ
ル）が巻回されたリングコア型又は棒状コア型の磁気ヘ
ッドや、固体磁気センサで構成することができ、その他
、空芯コイルでも構成できる。

磁気的二値パタンは伯の一例において、長手方向（ＩＮ
！方向）に複数の磁性体を所定間隔毎に配列して構成で
きる。この磁性体配列は、表面に所定間隔の凹凸をもつ
磁性体薄板、磁性体粉末が所定間隔でコートされた耐熱
性樹脂テープ、両頭ピストン外周面に所定間隔で塗付接
着された磁性体粉末層で構成することができる。この磁
性体配列による磁気的二値パタンを用いる場合、検出器
は交流電流が通電されるコイルで構成され、磁性配列の
移動によるコイルのりアクタンス変化を電圧変化や発振
周波数変化などにより検出することができる。

［作用］ エンジンの回転軸に掛かる斜板式圧縮機の負荷はその容
量により、容量は第３図に示すようにビストンストロー
クにより、規定される。両頭ピストンとともに圧縮機の
駆動軸方向に被検出体が直線的に往復動すると、検出器
は磁気的二値パタンの近接部分を電磁相互作用により順
次に読取り、二値信号としてエンジン制御部に送る。エ
ンジン制御部はこの二値信号から正確かつ高精度な容量
情報を求め、求めた容量情報を加えた各種の車両状態情
報をもとにアイドル制御弁を介して制御空気量及び燃料
噴ｔＡ坦を制御し、アイドル回転数を最適値に調節する
。

［実施例］ （実施例１） 以下、図に基づいて本発明の一実施例を具体的に説明す
る。

第１図は本発明に用いられる斜板式圧縮機を示すもので
、シリンダブロック１の前後両端面にはフロントハウジ
ング２及びリヤハウジング３が接合固定されてあり、フ
ロントハウジング２及びシリンダブロック１には回転軸
４がフロント軸部４ａを介して回転可能に支持されてい
る。フロント軸部４ａの内端側にはリヤ軸部４ｂが連結
体５を介して連結固定されている。連結体５にはガイド
孔５ａが形成されており、リヤ軸部４ｂにはガイドブツ
シュ７がスライド可能に嵌合されているとともに、リヤ
軸部４ｂ先端とガイドブツシュ７内端との間には押圧ば
ね８が介在されている。

ガイドブツシュアの基端部の左右には軸ピン７ａ（一方
のみ図示）が突設されており、軸ピン７ａには斜板９が
回動可能に支持されている。斜板９の前面にはブリッジ
９ａが形成されているとともに、その中間部にはガイド
ピン９ｂが両側方へ突出するように嵌着されており、ガ
イドピン９ｂの両端部には回転子９Ｃが取付けられてい
る。ブリッジ９ａは連結体５の中央間隙部に挟入されて
いると共に、回転子９Ｃは連結体５のガイド孔５ａに嵌
入されており、これにより斜板９が斜板宇１ａ内で回転
軸４と共に回転する。回転軸４、斜板９及びガイドブツ
シュ７は、ガイドピン９ｂと一対のガイド孔５ａとのガ
イド関係及び前後にスライド可能なガイドブツシュ７に
対する斜板９の回動可能関係をもって互いに連結してお
り、これにより斜板９がガイドブツシュ７のスライドに
伴って揺動可能となる。

シリンダブロック１のフロント側及びリヤ側には複数の
シリンダボア１ｂ、１Ｃが形成されており、シリンダボ
ア１ｂ、１Ｃには両頭ピストン１Ｏが収容されている。

各両頭ピストン１０と斜板９とはシュー１１．１２を介
して係合しており、両頭ピストン１０が斜板９の回転に
伴って前後に往復動すると、吸入室１７．１８から圧縮
至Ｐｆ。

Ｐｒに吸入されたガスが圧縮されて吐出室１９．２０に
吐出される。

斜板９の揺動中心Ｃは斜板９の周縁側に設定されている
とともに、リヤ側シリンダボア１Ｃ寄りに設定されてお
り、これによりフロント側圧縮室Ｐｆにおける両頭ピス
トン１０の圧縮行程上死点は斜板９の傾角に応じて変動
するが、リヤ側圧縮室ｐｒにおける両頭ピストン１０の
圧縮行程上死点が第１図に示す定位置に規定される。

リヤ側吸入室１８内にはスプール形状の摺動制御体２４
が前後方向へスライド可能に嵌入されており、そのフラ
ンジ部２４ａによりリヤ側吸入室１８の一部が制御圧Ｗ
１８ａに区画形成されている。斜板室１ａとリヤ側吸入
室１８とを接続する貫通孔１ｇ内には１習動制御体２４
の筒部２４ｂがスラストベアリング２５及びラジアルベ
アリング２６を介してガイドブツシュ７に相対回転可能
に支持されており、ガイドブツシュ７と筒部２４ｂとの
間には若干の間隙Ｓが設けられている。これにより制御
圧室１８ａ内の圧力が摺動制御体２４、ガイドブツシュ
７及び斜板９を介してフロント側圧縮室Ｐｆ内の圧力及
びリヤ側圧縮室ｐｒ内の圧力により生じる斜板揺動力と
対抗し、ラジアルベアリング２６は摺動制御体２４を介
して制御圧室１８ａ内の制御圧を受は止める。

制御圧室１８ａ１吐出圧領域のリヤ側吐出窄２０、吸入
圧領域の斜板室１ａは図示しない容量制御機構に接続さ
れており、１習動制御休２４の前後の変位が斜板室１ａ
への吸入圧の変動により制御されるようになっている。

そして、圧縮行程上死点が一定とはならないフ［１ント
側圧縮室Ｐｆでは、斜板傾角が小さい場合には実質的に
は１止出を伴わない圧縮及び膨張が行われるだけである
が、圧縮行程上死点一定のリヤ側圧縮室ｐｒでは斜板９
の傾角に関わりなく吐出を伴う実質的な圧縮が行われる
。

以下、本発明の特徴部分について説明する。

両頭ピストン１０の外周部には第１図に示すように、幅
が約５ｍｍ、長さが約３Ｑｍｍ、厚さが約３ｍｍのフェ
ライト薄板からなる被検出体３０が軸方向を長手方向と
して固着されており、被検出体３０には第４図に示すよ
うに長手方向に約５０μｍの間隔で交互配列されたＮ極
、Ｓ極からなる磁気的二値パタン３１が書込まれており
、磁気的二値パタン３１の始端に位置する最初のＮ極３
１ａだＣプは他のＮ極の２倍の幅を有している。

シリンダブロック１の内周面中央部には被検出体３０と
対向して凹部１Ｚが凹設され、凹部１Ｚには軸方向に所
定のギャップ間隔をもつリングコア型磁気ヘッドからな
る検出器３２が固着されている。磁気的二値パタン３１
の最初のＮ極３１ａはシリンダ１ｂ側の一端に位置して
おり、両頭ピストン１０がシリンダ１Ｃ側に最も変位し
た場合に、検出器３２の上記エアギャップの直下に位置
するように配設されている。

したがって、両頭ピストン１０の往復動により、検出器
３２に第５図に示す疑似パルス電圧が誘導され、この疑
似パルス電圧のパルス間隔は上記したように両頭ピスト
ン１０がシリンダ１Ｃ側に最も変位した場合に最長のＰ
ｄｍａＸとなる。

なお、斜板式圧縮機では、ビストンストロークの変化に
かかわらずシリンダ１Ｃ側に最も変位した場合の両頭ピ
ストン］Ｏの軸方向座標位置は常に同じであり、したが
って、検出器３２からパルス間隔Ｐｄｍａｘが入力され
ると、シリンダ１Ｃの上死点かつシリンダ１ｂの下死点
に達したことを判別することができ、隣接する二つのパ
ルス間隔ｐｄｍａＸ間の疑似パルス電圧をカウントすれ
ばビストンストロークを決定できる。

第２図は検出器３２から得た容指信号を含む各種信号を
処理してアイドル制御を行うアイドル回転数制御機構を
示すもので、エンジン本体６１に形成されたシリンダボ
ア６２内には、ピストン６３が１習動自在に収容されて
燃焼室６４が形成される。吸気ポート６５は吸気弁６６
により、また、排気ポート６７は排気弁６８によりそれ
ぞれ開閉される。吸気ポート６５の近傍には燃料噴射弁
６９が配設される。吸気ポート６５に連通ずる吸気通路
７１の最も上流側には、エアフィルタ７２とエアフロメ
ータ７３が設けられ、その下流側にはスロットル弁７４
が設けられる。スロットル弁７４の上流側と下流側とは
バイパス通路７５により接続され、バイパス通路７５は
アイドル制御弁７６によりその流路面積が調節される。

アイドル制御弁７６は例えばりニアソレノイドバルブで
あり、エンジン制御部４１によりその開度が調節され、
これによりアイドル回転数が制御される。アイドル制御
弁７６は、ソレノイド７７の通電時間のデユーティ比に
よってその開度が調節され、デユーティ比Ｏ％の時全開
であり、デユーティ比１００％の時全開である。

エンジン制御部４１はアイドル制御弁７６のソレノイド
７７の通電時間のデユーティ比を決めるものであり、中
央演算ユニット（ＣＰＵ）４２と、メモリ４３と、入力
ポート４４と、出力ポート４５と、これらを接続するバ
ス４６とからなる。入力ポート４４には後述する種々の
車両状態情報が入力され、出力ポート４５はアイドル制
御弁７６のソレノイド７７に接続される。ＣＰＵ４２は
メモリ４３に格納されたプログラムに従って、ソレノイ
ド７７への通電時間のデユーティ比を求める。

５１〜５８は車両状態情報として入力ポート４４に入力
されるパラメータで、５１はエンジン回転数に応じた信
号、５２はスロットル弁３４の開度が所定値以下のとき
のアイドルスイッチのオン信号、５３は車速に応じた信
号、５４はオートマチック車の自動変速機に取付けられ
、シフトレバ−がニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又は
パーキングレンジ（Ｐレンジ）に入っているときのニュ
ートラル信号、５５は空調用圧縮機のオン信号、５６は
パワーステアリング装置のポンプの吐出圧が所定値以上
のとぎのオイルプレッシャオン信号、５７は冷却水温に
応じた信号である。そして５８は本発明によって特徴づ
けられる容量信号である。

この容量信号は検出器３２から出力される疑似パルス信
号をセンスアンプ３３で電圧増幅し、仝波整流回路３４
で整流し、波形整形回路３５でパルス信号に整形して形
成される。

上記したように、パルス間隔ＰｄｍａＸを検出した後、
次期のパルス間隔ｐｄｍａＸが入来するまでのパルス数
をカウントすることにより正確なビストンストロークを
検出することができ、しかも、パルス間隔ＰｄｍａＸを
検出した後、次期のパルス間隔Ｐｄｍａｘが入来するま
での時間を計測することにより圧縮機の実回転数も検出
可能である。

エンジン制御部４１は計数したビストンストロークと予
めメモリ４３に格納した第３図のマツプとから容量を求
め、求めた容量に応じてアイドル制御弁３６を作動させ
てアイドリンク時の制御空気量及び燃料噴射量を一整す
る。したがって、本実施例によれば、アイドルが開始さ
れると、直ちにアイドル制御弁３６を最適開度に設定し
、エンジン回転数を直ちに最適な目標アイドル回転数に
近付けることができる。

らなみに圧縮機の容量を１０〜１００％の範囲で可変と
なした場合、従来のオン・オフ信号のみの制御では、ア
イドル回転数に３０Ｏｒ、Ｉ）、ｍ。

程度の影響が生じるものといわれ、エンジン停止事故や
当然に運転者が知覚しつる不快状態の発生が懸念される
ものであるが、上述した実施例によれば、アイドル回転
数の変動は２Ｏｒ、Ｄ、ｍ。

というような問題とならないレベルに抑制することがで
きる。なお、既述の説明におけるアイドル制御、すなわ
ちアイドル制御弁を介した制御空気量及び燃料噴射量の
制御は、これを点火時期の制御に置換えて実施すること
もできる。

上記説明では最長のパルス間隔ＰｄｍａＸにより磁気的
二値バタン上の特定位置（パルスカウント開始位置）を
指定しているが、他の方法により行ってもよい。また、
最長のパルス間隔ｐｄｍａ×を生じる広幅のＮ極３１ａ
は磁気的二値バタン３１の一端に配置しなくても、磁気
的二値バタン３１中の任意の位置に配置することができ
る。

（実施例２） この実施例では被検出体として第６図に示すように、表
面に凹凸をもつ磁性体薄板３６を用いる。

磁性体薄板３６の凸部３７及び凹部３８は長手方向（軸
方向）に等間隔で配列されており、磁性体薄板３６の中
央部には他の凹部３８の３倍幅の四部３８ａが凹段され
ている。

検出器として＠７図に示すように、約２５０ｋＨ７の交
流電源８０から定抵抗８１を介して一定電流を供給され
るアモルファス磁芯型の磁気ヘッド８２が用いられる。

この磁気ヘッド８２のインダクタンスは磁性体薄板３６
の凸部３７が磁気ヘッド８２の直下に位置する場合に最
大となり、磁気ヘッド８２の出力電圧Ｖｓは最大となる
。また、磁性体薄板３０ａの凹部３８．３８ａが磁気ヘ
ッド８２のエアギャップの直下に位置する場合に上記イ
ンダクタンスは最小となり、磁気ヘッド８２の出力電圧
Ｖｓは最小となる。磁気ヘッド８２から出力される出力
電圧Ｖｓはセンスアンプ８３で電圧増幅された後、仝波
整流回路８４で整流され、次いでＬＰＦ８５で高域遮断
され、パルス整形回路８６でパルス波形に整形された後
、容量信号として入力ボート４４に入力され、その後は
実施例１と同じ手順でアイドル制御が行われる。

以下、被検出体３０の他の構成例を示す。

第８図に示す被検出体９０はアルミ製の両頭ピストン１
０の外周表面に規則的に設けられた凹部９１に磁性粉末
９２を耐熱性バインダで固着さＶたものである。凹部９
１は両頭ピストン１０の仕上げ加工時に同時に凹設でき
るので、磁性粉末９２製の被検出体９０の配設位置を正
確に決定することができる。

なお、被検出体３０の磁気的二値パタンは長手方向（軸
方向）に一定幅で配列しなくてもよく、例えば、第９図
に示すように、ビス１〜ンストロークがシリンダ１Ｃ側
で大ピツチとし、シリンダ１ｂ側で小ピツチとしてもよ
い。このようにすれば、パルス信号累積値と容量との関
係がより直線的になる。

「発明の効果］ 以上詳）ホしたように本発明は、両頭ビス１〜ンの外周
部に取付けられ磁気的二値パタンか軸方向に配列された
被検出体と、被検出体と近接可能なように機体に配設さ
れた検出器と、検出器の出力信号から求めた容量信号を
用いてアイドル制御するアイドル制御手段とを具備して
いるので、アイドル制御を正確精密に実施することが可
能となり、その結果として斜板式圧縮機を装備した車両
のアイドリンク時に懸念されるエンストや不快感を完全
に一掃させることができる。

更に言えば、両頭ピストンは機体内周面に近接してそれ
に平行に直線運動するので、検出器から被検出体までの
検出距離は両頭ピストンの移動によって変化せず、安定
した二値信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる斜板式圧縮機の一実施例を示す断
面図、第２図はアイドル制御機構を表す説明図、第３図
は斜板式圧縮機のビストンストロークと容量との関係を
示す特性図、第４図は被検出体３０の一部平面図、第５
図は検出器３２から得られる疑似パルス信号波形図、第
６図は他の被検出体例を示す一部正面図、第７図は実施
例２．に適用する疑似パルス信号の処理回路を表すブロ
ック図、第８図は他の被検出体例を示す一部正面図、第
９図は他の被検出体例を示す一部平面図でおる。 １・・・シリンダブロック（機体） １０・・・両頭ピストン ３０・・・被検出体　　　　　３２・・・検出器４１・
・・エンジン制御部 ３１・・・磁気的二値パタン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　駆動軸の回転に従動する斜板の傾角制御により
   両頭ピストンのストロークを変化させる連続可変容量型
   斜板式圧縮機を装備した車両のアイドル回転数制御装置
   において、 前記両頭ピストンの外周部に設けられ前記駆動軸方向へ
   配列された磁気的二値パタンをもつ被検出体と、 前記両頭ピストンを囲繞する前記圧縮機の機体周壁部に
   設けられ前記磁気的二値パタンを読取る検出器と、 前記検出器からの二値信号を入力してアイドル回転数を
   制御するエンジン制御部と、 を具備したことを特徴とする車両のアイドル回転数制御
   装置。