JPH03186426A - エンジン駆動式コンプレッサの容量制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明（戴　ニシジン（二より駆動される可変容量型コ
ンプレッサの容量を制御するエンジン駆動式コンプレッ
サの容量制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両用空調装置には、冷媒色圧縮するコンプ
レッサに可変容量型のものを使用し、室温により変化す
る冷房負荷また（よ蒸発器直後の空気温度により示され
る蒸発器のフロスト状態に応じてコンプレッサの容量を
制御するようにしたものがある。

この種の装置では、コンプレッサを常時継続して駆動し
ているため、コンプレッサを一旦停止して再度駆動させ
るといったオン・オフ制御を行なう装置に比べ、コンプ
レッサの駆動力を低減することができ、冷媒を効率よく
圧縮することが可能となるのであるが、コンブ１７ツサ
の容量を冷房負荷のみによって制御していると、］ンプ
レッサを駆動するエンジンの負荷が大きくなり過ぎ、エ
ンジンを安定して運転できなくなることがある。

そこで従来より、例えば特開昭６３−２３５１２１号公
報に記載の如く、ノッキングセンサによりエンジンのノ
ッキングを検出し、ノッキング検出時にはコンプレッサ
の容量を最小容量にすることが考えられている。

［発明が解決しようとする課匙］ このようにノッキングを検出してコンプレッサの容量を
最小容量にするようにすれ（ヱ　ノッキング発生時のエ
ンジン負荷を小さくして、ノッキングを抑制することが
できるようになるのであるが、こうした対策ではエンジ
ンのノッキングを抑制することはできるものの、エンジ
ンの低回転時、特にアイドル運転時に生ずる車両振動を
抑制することはできなかった。

つまり、エンジンのアイドル運転時等、エンジンが低回
転で運転されているときに、コンプレッサの容量が大き
くなると、エンジン負荷が過大となってエンジンが振動
し、その振動がエンジンのマウント系を介して車体に伝
わり、乗員に不快感を与えるのであるが、ノッキングセ
ンサはエンジンの異常燃焼を検出するものであるため、
エンジン振動は検出できず、従って従来゛で１よ　エン
ジン低回転時に生ずる車両振動を抑制することはできな
いのである。

そこで本発明１よ　エンジン低回転時に生ずる車両振動
を良好に抑制することのできるエンジン駆動型コンプレ
ッサの容量制御装置を提供することを目的としてなされ
た。

［課題を解決するための手段］ 即ち、上記目的を達成するためになされた本発明（よ第
１図に例示する如く、 車両のエンジンＥ／Ｇにより駆動され冷媒を圧縮して吐
出する可変容量型コンプレッサＣＯＭの容量を、冷房負
荷または蒸発器のフロスト状態に応じて制御する容量制
御手段Ｍｌ、　　を備えたエンジン駆動式コンプレッサ
の容量制御装置において、エンジン振動を直接又はエン
ジンＥ／Ｇの運転状態に基づき間接的に検出する振動検
出手段Ｍ２と、エンジンＥ／Ｇの所定の低回転域におい
て、上記容量制御手段Ｍ１が制御する上記コンプレッサ
ＣＯＭの容量を、上記車両振動検出手段Ｍ２にて検出さ
れたエンジン振動に応じて、エンジン振動が大きい程小
さくなるように制限する容量制限手段Ｍ３と、 を設けたことを特徴とするエンジン駆動式コンプレッサ
の容量制御装置を要旨としている。

［作用］ 上記のように構成された本発明のエンジン駆動式コンプ
レッサの容量制御装置において（、ｔ、容量制御手段Ｍ
１が冷房負荷または蒸発器のフロスト状態に応じて可変
容量型コンプレッサＣＯＭの容量を制御すると共に、エ
ンジンＥ／Ｇが所定の低回転域にある場合に（よ　容量
制限手段Ｍ３が、車両振動検出手段Ｍ２にて検出された
エンジン振動に応じて、エンジン振動が大きい程小さく
なるように容量制御手段Ｍ１が制御するコンプレッサＣ
ＯＭの容量を制限する。

このためエンジンＥ／Ｇの低回転時にエンジン振動が大
きくなるような場合には可変容量型コンプレッサＥ／Ｇ
によるエンジン負荷が小さくなって、エンジン振動が抑
制されることとなる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

まず第２図は車両に搭載されたエンジン］Ｏ及び空調装
置３０の構成を表す概略構成図である。

図に示す如くエンジン１０１−＆　機関本体１１と、機
関本体１１に接続される吸気管１２及び排気管１３と、
から構成されている。

吸気管１２に１よ運転者によって操作さｔＬｉ　機関本
体１１への吸気量を調整するスロットル弁１４が設けら
札　スロットル弁１４にはスロットル弁１４の全開状態
を検出してオンするアイドルスイッチ１５が設けられて
いる。

また吸気管１２に（志　スロットル弁１４を迂回するバ
イパス通路１６が設けられており、このバイパス通路１
６に（よ　バイパス通路１６の通路面積を調整すること
により、スロットル弁１４の全問時にバイパス通路１６
を通過する空気量を調節する周知のアイドルスピードコ
ントロールパルプ（ＩｓｃＶ）１７が設けられている。

尚このＩＳＣ］７により、スロットル弁１４が全閉状態
となるアイドル運転時のエンジン回転数ＮＥが調節され
る。

また次に吸気管１２には、スロットル弁１４より下流の
内部圧力（吸気管圧力）ＰＭを検出する圧力センサ１８
が設けられ、更に吸気管１２の各気筒に対応して分岐し
た部分には、燃料噴射弁１９が設けられている。

一方機関本体１１には、吸気管１２を介して燃焼室に吸
入された混合気を着火するための点火プラグ２０及び機
関本体１１を冷却するための冷却水の温度を検出する水
温センサ２１が設けら札また機関本体１１のクランク軸
２２には、クランク軸２２の回転角を検出する回転角セ
ンサ２３が設けられている。

次に空調装置３０は、その行程容積を連続的に変化させ
ることができる可変容量型コンプレッサ（Ａ／Ｃコンブ
）３１を備えている。Ａ／Ｃコンブ３１は、電磁クラッ
チ３２を介してエンジン１０のクランク軸２２と接続さ
れており、エンジン］Ｏの駆動力によって駆動される。

尚Ａ／Ｃコンブ３］の駆動により気体状態の冷媒が圧縮
される。

Ａ／Ｃコンブ３１は高圧側冷媒配管３３を介してコンデ
ンサ３４と接続されており、コンデンサ３４において、
Ａ／Ｃコンブ３１から吐出された冷媒が放熱され、液化
する。またコンデンサ３４はレシーバ３５と接続されて
おり、レシーバ３５で（衣液化された冷媒が一時的に蓄
えられる。

また更にこのレシーバ３５に１社　後述するエバポレー
タ３６の下流側の低圧側冷媒配管３７に設けられた感温
筒３８に応じて開度が変わる膨張弁３９が接続されてお
り、レシーバ３５に蓄えられた冷媒が膨張弁３９の開度
に応じた量だけ膨張される。

次に膨張弁３つと接続されたエバポレータ３６で（上膨
張した冷媒が気化する。この気化の際には冷媒が周囲の
熱を奪うので、エバポレータ３６の周囲の空気が冷却さ
れる。またエバポレータ３６で冷却された空気が車室内
へと吹き出される吹出口には、吹出温センサ４０が設け
られている。

そしてエバポレータ３６で気化した冷媒は低圧側冷媒配
管３７を介してＡ／Ｃコンブ３１へ導かれる。尚Ａ／Ｃ
コンブ３１には、冷媒の吐出見　即ちＡ　／　Ｃ］ンプ
３１の可変容量を検出する容量センサ４］が設けら札　
また高圧側及び低圧側の各冷媒配管３３及び３７には冷
媒の圧力を検出する高圧圧力センサ４２及び低圧圧力セ
ンサ４３が夫々備えられている。

エンジン１０及び空調装置３０にＬ　電子制御ユニット
（ＥＣＵ）５０により駆動制御される。ＥＣＵ３Ｏは、
上述のアイドルスイッチ１５．圧力センサ１８．水温セ
ンサ２１９回転角センサ２３゜吹出温センサ４０．容量
センサ４１．高圧圧力センサ４２．低圧圧カセンサ４３
．運転者が空調装置３０を作動させるときに閉路される
エアコンスイッチ４５．及び車速ＳＰＥを検出する車速
センサ４６等からの信号に応じて、エンジン１０及び空
調装置３０を制御するためのもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、
Ｒ−ＡＭ等からなる周知のデジタルコンピュータを中心
に構成されている。

ＥＣＵ３Ｏによる空調装置３０の制御限周知の通り、高
圧圧力センサ４２．低圧圧力センサ４３等からの各種セ
ンサ信号に基づいて行われるが、以下にこの制御の内、
本発明（二かかわる主要な制御である、Ａ／Ｃコンブ３
１の容量制御について、第３図に示すフローチャートに
沿って説明する。

容量制御（上　ＥＣＵ３Ｏにおいて、エアコンスイッチ
４５がオン状態であるときエンジン制御等の他の制御処
理と共に繰り返し実行される処理で、処理が開始される
とまずステップ１００にて、圧力センサ１８２回転角セ
ンサ２３．容量センサ４１、低圧圧力センサ４３．及び
車速センサ４６からの検出信号に基づき、吸気管圧力Ｐ
Ｍ、　　エンジン回転数ＮＥ、Ａ／Ｃコンブ３１の容量
Ｖｃ、低圧側冷媒配管３７内の冷媒圧力（低圧冷媒圧力
）Ｐｓ、及び車速ＳＰＥ　ｅ各々検出し、ステップ１１
０に移行する。

ステップ１１０で（戴　ステップ１００で検出した低圧
冷媒圧力Ｐｓと車室温度を目標温度に制御するための冷
房能力を得るために図示しない他の制御処理にて予め設
定された目標圧力Ｐｓｏとを大小比較する。そして低圧
冷媒圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｓｏより大きけれにｆ、ステ
ップ１２０に移行して、ステップ１００で検出した容ｉ
Ｖｃに所定値αを加えた値をＡ／Ｃコンブ３１の目標容
量ＶＣＯとして算出し、そうでなければステップ１３０
に移行して、ステップ１００で検出した容量ＶＣから所
定値αを減じた値をＡ／Ｃコンブ３１の目標容量Ｖｃｏ
として算出する。

このようにＡ／Ｃコンブ３１の目標容量Ｖｃ。

が算出されると、今度はステップ１４０に移行して、ア
イドルスイッチ１５がオン状態で、しかも車速ＳＰＥが
所定値（例えば、　　５に＋ｎ／ｈ）以下であるといっ
たエンジン１０のアイドル条件が成立しているか否かを
判断する。そしてこのステップ１４０にてアイドル条件
が成立していないと判断されると、後述のステップ２４
０に移行し、アイドル条件が成立していると判断される
と、続くステップ１５０に移行して、ステップ１００で
検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管圧力ＰＭとに基づ
き、第４図に示す如きマツプＡを用いて、エンジン１Ｏ
の振動レベルＬＶを予測する。

ここで振動レベルＬＶをエンジン回転数ＮＥと吸気管圧
力ＰＭとから算出するの（よ第５図に示す如く、エンジ
ン１０の振動が、エンジン回転数ＮＥが小さく、エンジ
ン１０の負荷トルクが大きい程、大きくなるためである
。つまり本実施例で法　エンジン負荷を吸気管圧力ＰＭ
により検出し、この吸気管圧力ＰＭとエンジン回転速度
ＮＥとに基づき、予め実験等によって設定された第４図
のマツプＡを用いてエンジン振動ＬＶを推定するように
しているのである。

次にステップ１５０にて振動レベルＬＶが算出されると
、ステップ１６０に移行し、この振動レベルＬＶが予め
設定された上限値ＬＶｍａｘ以上であるか否かを判断す
る。そして振動レベルＬＶが上限値ＬＶｍａｘ以上であ
れば、ステップ１７０にて、振動レベルＬｖと定数にと
を乗じて目標容量Ｖｃｏの減量補正値ｄＶｃを算出し、
そうでなければ、ステップ１８０にて、その補正値ｄＶ
ｃに０を設定する。尚振動レベルＬＶの上限値ＬＶｍａ
Ｘには、車両乗員に不快感を与えることのない許容値の
上限値が設定されている。

次にステップ１９０では、減量補正値ｄＶｃが予め設定
された上限値ｄＶｍａｘ以上か否かを判断する。そして
減量補正値ｄＶｃが上限値ｄＶｍａｘ以上であれ（ヱ　
ステップ２００にて、エンジン１０の目標アイドル回転
数ＮＴを減量補正値ｄＶｃに定数βを乗じた値で増加さ
せ、更にステップ２１０にて、減量補正値ｄＶｃを上限
値ｄ　Ｖｍａｘに設定する。

このステップ２００及びステップ２１０の処理（友　目
標容量Ｖｃｏを減量補正値ｄＶｃにて減量し過ぎ、空調
装置３０の冷房能力が低下するのを防止するための処理
で、ステップ２００にてエンジン１０の目標アイドル回
転数ＮＴを増加させることによりエンジン１０の振動レ
ベルＬＶが低下するようにし、ステップ２１０にて減量
補正値ｄＶｃを上限値ｄＶｍａｘに設定している。尚ス
テップ２００にて増加される目標アイドル回転数ＮＴの
基の値１よ　図示しない他の制御ルーチンで冷却水温等
に応じて予め設定される周知のものである。

次にステップ２１０にて減量補正値ｄＶｃｌゴ上限値ｄ
　Ｖｍａｘが設定されるか、ステップ１９０にて減量補
正値ｄＶｃが上限値ｄ　Ｖｍａｘより小さいと判断され
ると、ステップ２２０に移行して、現在の目標アイドル
回転数ＮＴとステップ１００で検出したエンジン回転数
ＮＥとの偏差に応じてｌ５ＣＶ１７を駆動し、エンジン
回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＴに制御するｌ５Ｃ
Ｖ制御処理を実行する。そして続くステップ２３０で（
友　ステップ１２０又はステップ１３０で求めた目標容
量Ｖｃｏを減量補正値ｄＶｃにて減量補正する。

このようにステップ２３０にて目標容量Ｖｃ。

が減量補正されるか、ステップ１４０にてアイドル条件
が成立していないと判断されると、今度はステップ２４
０に移行し、Ａ／Ｃコンブ３１の容量Ｖｃを目標容量Ｖ
ｃｏに制御する周知の容量制御を実行し、本ルーチンの
処理を一旦終了する。

以上説明したように、本実施例で１上　アイドル条件成
立時に、エンジン回転数ＮＥと吸気管圧力ＰＭとからエ
ンジン］０の振動レベルＬＶを予測し、振動レベルＬＶ
が予め設定された上限値ＬＶｍａｘ以上である場合に（
友　振動レベルＬＶに応じて算出した減量補正値ｄＶｃ
を用いてＡ／Ｃコンブ３］の目標容量Ｖｃｏを減量補正
するようにされている。このため車両乗員に不快感を与
える大きなエンジン振動が発生する場合にｌｉ　　Ａ／
Ｃコンブ３１によるエンジン１０の負荷トルクを減少し
て、エンジン振動を抑制することができる。

また本実施例では、目標容量Ｖｃの減量補正値ｄＶｃが
上限値ｄ　Ｖｍａｘ以上となって空調装置３０の冷房能
力が低下し過ぎるような場合には、減量補正値ｄＶｃを
上限値ｄ　Ｖｍａｘ　に設定し、エンジン回転数ＮＥを
増加させることによりエンジン振動を抑制するようにし
ているため、所定の冷房能力を確保しつつ、エンジン振
動を抑制することができる。

ここで上記実施例では、エンジン１０の振動しベルＬＶ
を、エンジン回転数ＮＥと吸気管圧力ＰＭどに基づき予
測するようにしたが、エンジン１０の負荷トルクは、Ａ
／Ｃコンブ３］の容ｉＶＣ。

或は高圧圧力センサ４２により検出される高圧側冷媒配
管３３内の冷媒圧力（高圧冷媒圧力）Ｐｄが大きい程大
きくなり、第６図（ａ）或は（ｂ）に示す如く、エンジ
ン振動（よ　容量Ｖｃが大きくエンジン回転数ＮＥが小
さい’ｆＬ　　或は高圧冷媒圧力Ｐｄが大きくエンジン
回転数ＮＦが小さい程、大きくなるため、容量Ｖｃとエ
ンジン回転数ＮＥ、　或は高圧冷媒圧力Ｐｄとエンジン
回転数ＮＥ、　　に基づき振動レベルしＶを予測するよ
うにしてもよい。

またこの場合、Ａ／Ｃコンブ３１以外のエンジン負荷、
即ちオルタネータやパワーステアリング等によるエンジ
ン負荷をその運転状態から検出し、Ａ／Ｃコンブ３１（
二よるエンジン負荷と併せて、振動レベルＬＶを予測す
るようにしてもよい。また更にセンサを用いてエンジン
振動を直接検出するようにしてもよい。

また上記実施例では、アイドルスイッチ１５がオン状態
で、車速ＳＰＥが所定値以下であるといったエンジン１
０のアイドル条件が成立しているときに、エンジン１０
の振動レベルしＶｔ予測して、Ａ／Ｃコンブ３１の目標
容量Ｖｅｏを減量補正するようにしたが、エンジン振動
はエンジン１０の低回転域において問題となるものであ
るため、例えば第７図に示す如く、エンジン回転数ＮＥ
が所定回転ＮＥＯ以下であるときにエンジン回転数Ｎ巳
と吸気管圧力ＰＭとからＡ／Ｃコンブ３１の容量Ｖｃの
許容最大値を設定し、Ａ／Ｃコンブ３１の目標容量Ｖｅ
ｏがこの許容最大値以下になるように制御するようにし
てもよい。

また次に上記実施例で（よ　エンジン１０の振動レベル
しＶを、エンジン回転数ＮＥと吸気管圧力ＰＭとからマ
ツプ八を用いて算出するようにしたが、自動変速機搭載
車両にあって（よ　第８図に示−４如く、たとえアイド
ル条件成立１ノＣいたとしても、変速機のシフｌ−位置
がニュートラル位置（Ｎレンジ）にあるかドライブ位置
（Ｄレンジ）にあるかによって、振動１ノベルしＶが異
なるため、例えば第９図（ａ）に示す如く、振動レベル
ＬＶを予測する前述のステップ１５０において、シフト
位置がＮレンジかＤＬ、ンジかを判断しくステップ］５
２）、Ｎレンジであれ（Ｌ　前述のマツプＡｆｆｌ用い
て振動レベルＬＶｔ予測（〜（ステップ１５４）、Ｄレ
ンジであれば第９図（ｂ）に示すＤレンジ用に予め設定
されたマツプＢを用いて振動しベルＬＶを推定する（ス
テップ１５６）ようにすることが望ましい。尚Ｎレンジ
とＤレンジとで振動レベルＬＶが異なるの１友　各レン
ジで振動の伝達系が異なるためである。

またエンジン１０の振動レベル［Ｖは、エンジン回転数
ＮＥを増加させることによっても抑制できるため、例え
ば第１０図に示す如く、前述のステップ１６０にて振動
レベルＬＶが上限値ＬＶｍａＸ以上と判断された場合に
は、ステップ３１０にてシフト位置がＮレンジかＤレン
ジかを判断し、シフト位置がエンジン回転数ＮＥを上昇
１．でも危険のないＮレンジである場合に（Ｊ”、ステ
ップ３２０にて目標容量Ｖｅの減量補正値ｄＶｅ３０ど
し、ステップ３３０にて８標アイドル四転数ＮＴを上昇
させることにより、エンジン回転数ＮＥを上昇させてエ
ンジン振動を抑制するようにし、シフト位置がエンジン
回転数ＮＥを上昇させると危険なりレンジである場合に
法上記実施例と同様に、Ａ／Ｃコンブ３１の目標容量Ｖ
ｃｏを減量補正してエンジン振動を抑制するよう１こし
てもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のエンジン駆動式コンプレ
ッサの容量制御装置によれ（ヱ　エンジンＥ／Ｇの低回
転時に、エンジン振動が大きくなる場合にはコンプレッ
サＣＯＭの容量を制限して、エンジン負荷を小さくする
ことができ、エンジン振軌延いては車両振動仁良好に抑
制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を例示するブロック図、第２図は
実施例の車両に搭載されたエンジン及び空調装置の構成
を表す概略構成図、第３図はＥＣＵで実行される容量制
御を表すフローチャート、第４図は吸気管圧力ＰＭとエ
ンジン回転数ＮＥとから振動レベルＬＶを求めるための
マツプＡを説明する説明図、第５図はエンジン回転数と
負荷トルクとエンジン振動との関係を表す線図、第６図
（ａ）はエンジン回転数ＮＥと容量Ｖｃとエンジン振動
との関係を表す線図、第６図（ｂ）はエンジン回転数Ｎ
Ｅと高圧冷媒圧力Ｐｂとエンジン振動との関係を表す線
図、第７図は容量制御の他の例を説明する線図、第８図
は振動レベルがＤレンジとＮレンジとで異なる状態を説
明する線図、第９図は振動レベルＬＶの算出方法の他の
例を説明する説明図、第１０図はエンジン振動の抑制方
法の他の例を説明する説明図、である。 Ｅ／Ｇ、１０・・・エンジン ＣＯＭ、３１・・・可変容量型コンプレッサＭ１・・・
容量制御手段　　Ｍ２−・・振動検出手段Ｍ３・・・容
量制限手段　　１５・・・アイドルスイッチ１８・・・
圧力センサ　　　２３・・・回転角センサ３０・・・空
調装置　　　　４１・・・容量センサ４２・・・高圧圧
力センサ　　４３・・・低圧圧力センサ４５・・・エア
コンスイッチ　４６・・・車速センサ５０・・・電子制
御ユニット （ＥＣＵ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両のエンジンにより駆動され、冷媒を圧縮して吐出す
   る可変容量型コンプレッサの容量を、冷房負荷または蒸
   発器のフロスト状態に応じて制御する容量制御手段、を
   備えたエンジン駆動式コンプレッサの容量制御装置にお
   いて、エンジン振動を直接又はエンジンの運転状態に基
   づき間接的に検出する振動検出手段と、エンジンの所定
   の低回転域において、上記容量制御手段が制御する上記
   コンプレッサの容量を、上記車両振動検出手段にて検出
   されたエンジン振動に応じて、エンジン振動が大きい程
   小さくなるように制限する容量制限手段と、を設けたこ
   とを特徴とするエンジン駆動式コンプレッサの容量制御
   装置