JPH03186427A - 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（社　エンジンに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、冷媒を圧縮するコンプ
レッサに可変容量型のものを使用し、室温等により変化
する冷房負荷または蒸発器直後の空気温度等により示さ
れる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。

またこの種の装置では、車両の加速時や登板走行特等、
エンジン負荷が急増するような場合に（よコンプレッサ
の容量を速やかに減少して、コンプレッサによるエンジ
ン負荷を速やかに低減させ、逆（二減速時には、コンプ
レッサの容量を速やかに増加させて、エンジンの減速エ
ネルギによりコンプレッサを効率よく駆動できるように
するために、車両の加速運転時や減速運転時にはコンプ
レッサの容量の制御速度を通常時より早くすることが考
えられている（例えば特公昭６２−９７５号）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが従来では、上記のように、加速時や減速時等の
エンジンの過渡運転時にコンプレッサの容量制御速度を
制御することにより、エンジンを円滑に運転できるよう
にすることは考えられているものの、エンジンの定常運
転時に冷房負荷が変化してコンプレッサの容量を変更す
る場合に（友予め設定された所定の制御速度で行なうよ
うにしていたため、エンジンの定常運転時、特にエンジ
ンの発生トルクが小さいアイドル運転時に（上　コンプ
レッサの容量変化によって、エンジン回転数が急激に変
動するといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、アイド
ル運転時にコンプレッサの容量変化によって生ずるエン
ジンの回転変動を抑制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Ｅ／Ｇのアイドル
運転を検出するアイドル運転検出手段Ｍ２と、 該アイドル運転検出手段Ｍ２にてエンジンＥ／Ｇのアイ
ドル運転が検出されると、上記容量制御手段Ｍ］による
上記コンプレッサＣＯＭの容量制御速度を遅くする制御
速度変更手段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は、容量制御手段Ｍ１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、アイド
ル運転検出手段Ｍ２にてエンジンＥ／Ｇのアイドル運転
が検出されると、制御速度変更手段Ｍ３が容量制御手段
Ｍ１によるコンプレッサＣＯＭの容量制御速度を遅くす
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１０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１０１ｉ　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友運転者によって操作され、機関本体１
１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の全閉状態を検
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（上　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（表　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の全閉時にバイパス通路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ｌ５ＣＶ１７により、スロットル弁１４が全開状
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
が設けら札　更に吸気管１２の各気筒に対応して分岐し
た部分に（飄燃料噴射弁１９が設けられている。

一方機関本体１１に（上吸気管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（よ　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（よ　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（上電磁クラ
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１０の駆動力によって駆動される
。尚Ａ／Ｃコンブ３１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１７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札液化
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では、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３５１こは、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３９と接続されたエバポレータ３６では、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
へど吹き出される吹出口に１よ吹出温センサ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（よ冷媒の吐出量、即ちＡ／Ｃコンブ３１
の可変容量を検出する容量センサ４１が設けられ、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は、電子制御ユニット（
ＥＣＵ）５０により駆動制御される。ＥＣｔＪ５０１Ｊ
、、上述のアイドルスイッチ１５．圧力センサ１８．水
温センサ２１１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．及び運転者による空調装置３０の作動指令によっ
て閉路されるエアコンスイッチ４５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、ＲＡＭ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の制御は、周知の通り、
高圧圧力センサ４２．低圧圧カセンサ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
、本発明に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図に示すノロ−チャートに
沿って説明する。

容量制御ＬＬＥＣす５０において、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、エアコンスイッチ
７１５がオン状態であるか否かを判断する。そしてエア
コンスイッチ４５がオフ状態であればステップ１１０に
移行して、電磁クラッチ３２によるＡ／Ｃコンブ３１と
エンジン１０のクランク軸２２との接続を遮断すること
によりＡ／（、］ンプ３１をオフし、処理を一旦終了す
る。

一方ステップ１００にでエアコンスイッチ７１５がオン
状態であると判断されると、ステップ１２０（こ移行し
て、アイドルスイッチ］５がオン状態であるか否かを判
断する。そ１−でアイドルスイッチ１５がオフ状態で、
エンジン１０がアイドル運転されていない場合に（洪　
ステップ１３０に移行して、吹出温センサで検出された
吹出温や、その他のセンサで求められた車室温　日射量
、外気温。

或は運転者により設定された目標室温等に基づき、車室
温を目標室温に制御するために冷房能力色アップするか
否かを判断ケる。

ステップ１３０にて冷房能力をアップすると判断される
と、ステップ１４０［、Ｔ移行し、Ａ／Ｃコンブ３１の
容量を増加させるべく、Ａ／Ｃコンブ３１に出力する容
量制御信号のデユーデイ比を２％増加させることにより
容量制御を実行１−１処理を一旦終了する。また逆にス
テップ１３０にて冷房能力をアップさせないど判断され
ると、ステップ１５０に移行し、Ａ／Ｃコンブ３１の容
量を減少させるべく、Ａ／Ｃコンブ３１に出力する容量
制御信号のデユーティ比を２％減少させることにより容
量制御を実行し２、処理を一旦終了する。

一方ステップ１２０にて、アイドルスイッチ１５がオン
状態で、エンジン１０がアイドル運転されていると判断
された場合に（上　ステップ１６０に移行して、上記ス
テップ１３０と同様に、冷房能力をアップするか否かを
判断する。そしてステップ１６０にて冷房能力をアップ
すると判断されると、ステップ１７０に移行し、Ａ／Ｃ
コンブ３１の容量を増加させるべく、Ａ／Ｃコンブ３１
に出力する容量制御信号のデユーティ比を１％増加させ
ることにより容量制御を実行し、処理を一旦終了する。

また逆にステップ１６０にて冷房能力をアップさせない
と判断されると、ステップ１８０に移行し、Ａ／Ｃコン
ブ３１の容量を減少させるべく、Ａ／Ｃコンブ３１に出
力する容量制御信号のデユーティ比を１％減少させるこ
とにより容量制御を実行し、処理を一旦終了する。

以上説明したように、本実施例では、エンジン１０の非
アイドル運転時には、容量制御信号のデユーティ比を２
％ずつ変更することによりＡ／Ｃコンブ３］の容量を増
減し、エンジン１０のアイドル運転時には、容量制御信
号のデユーティ比を１％ずつ変更することによりＡ／Ｃ
コンブ３１の容量を増減するようにしている。このため
本実施例の空調装置１０によれ１′！、アイドル運転時
には、非アイドル運転時に比べて、Ａ／Ｃコンブ３１の
容量の増減速度を遅くして、エンジン１０に大きな回転
変動が発生するのを防止できる。

つまり第４図に示す如く、アイドルスイッチ１５がオフ
状態となるエンジン１０の非アイドル運転時には、車両
駆動系でのエンジン負荷が大きいため、Ａ／Ｃコンブ３
１からの冷媒の吐出量を外部の冷房負荷の変動に対して
速やかに追従させることができるようにＡ／Ｃコンブ３
１の容量の制御速度を高くしても、Ａ／Ｃコンブ３１の
容量変化によりエンジン１０に大きな回転変動が生ずる
ことはないが、アイドルスイッチ１５がオン状態となる
エンジン１０のアイドル運転時には、車両駆動系でのエ
ンジン負荷が小さいため、図に点線で示す如く、Ａ／Ｃ
コンブ３１の容量の制御速度をそのままにしていると、
エンジン１０に大きな回転変動が生じ、場合によっては
エンジンストールが発生してしまう。そこで本実施例で
は、図に実線で示す如く、アイドル運転時における容量
制御信号のデユーティ比の増減割合を、非アイドル運転
時より小さくして、’Ａ／Ｃコンブ３１の容量の制御速
度を遅くする（図に示す容量変化の傾きを小さくする）
ことにより、アイドル運転時に外部の冷房負荷が変化し
た場合に生ずるエンジン１０の回転変動を防止している
のである。

ここで上記実施例では、アイドルスイッチ１５によりエ
ンジン１０のアイドル運転を検出し、アイドル運転時に
（よ　単にＡ／Ｃコンブ３１の制御信号のデユーティ比
の変化割合を非アイドル運転時より小さくすることによ
り、Ａ／Ｃコンブ３１の容量の制御速度を遅くするよう
に構成したが、たとえアイドルスイッチ１５がオン状態
であっても、エンジン負荷の違いによってＡ／Ｃコンブ
３１の容量変化により生ずるエンジン１０の回転変動は
異なるため、エンジン１０の回転変動を抑制しつつＡ／
Ｃコンブ３１の容量をより速やかに変更できるようにす
るに１上　アイドル運転時のエンジン１０の負荷状態に
応じて、容量の制御速度を変更することが望ましい。

つまり例えば自動変速機搭載車両にあって（上たとえア
イドルスイッチ１５がオン状態であっても、その変速レ
ンジがニュートラルレンジ（Ｎレンジ）にあるかドライ
ブレンジ（Ｄレンジ）にあるかによってエンジン負荷は
異なり、変速レンジがＮレンジにある方がエンジン負荷
が小さく、Ａ／Ｃコンブ３１の容量変化に対するエンジ
ン１０の回転変動が大きくなるため、自動変速機搭載車
両にあって［ｉ　　Ａ／Ｃコンブ３１の容量制御を、例
えば第５図に示す如き手順で実行することが望ましい。

以下この第５図に示す容量制御について説明する。

図に示す如く、この容量制御でＥ　　まずステップ２０
０にてエアコンスイッチ４５がオン状態であるか否かを
判断し、エアコンスイッチ４５がオフ状態であればステ
ップ２１０に移行してＡ／Ｃコンブ３１をオフし、そう
でなければステップ２２０にてアイドルスイッチ１５が
オン状態であるか否かを判断する。そしてアイドルスイ
ッチ１５がオフ状態で、エンジン１０がアイドル運転さ
れていなければ、ステップ２３０にて容量制御信号のデ
ユ−デイ比の変更値△Ｄ（二値３を設定する。

一方アイドルスイッチ］５がオン状態で、エンジン１０
がアイドル運転されている場合１こは、ステップ２４０
に移行して、自動変速機（ＡＴ）の変速レンジがＮレン
ジであるか否かを判断する。

そして変速レンジがＮレンジであれば、ステップ２５０
にて容量制御信号のデユーデイ比の変更値△Ｄに値１を
設定し、逆に変速レンジがＮ＋、ンジでなければ、ステ
ップ２６０にて容量制御信号のデユーティ比の変更値Δ
Ｄに値２を設定“する。

このように容量制御信号のデユーデイ比の変更値△Ｄが
設定されるど、今度はステップ２７０　＋、：ｍ移行し
て、当該空調装置からの吹出温が目標値より低いか否か
を判断１〜、吹出温が目標値より低ければ、ステップ２
８０に移行【−２で、容量制御のデユーデイ比を上記設
定された変更値△［）にて減少させることにより、容量
制御を行ない、吹出個が目標値１メ圭であれば、ステッ
プ２９０に移行して、吹出温が目標値を越えているか否
かを判断する。モして吹出温が目標値を越えている場合
に（上　ステップ３００に移行して、容量制御信号のデ
ユーティ比を上記設定された変更値ΔＤにて増加させる
ことにより、容量制御を行ない、そうでなければ（即ち
、吹出温が目標値になっている場合には）、ステップ３
１０に移行して容量制御信号のデユーティ比の変更は行
わず、容量制御を実行する。

以上のように第５図に示す容量制御では、アイドルスイ
ッチ１５がオン状態である場合に、自動変速機の変速レ
ンジがＮ　ｌ，ンジであるか否かを判断（２、変速レン
ジがＮレンジであればデユーティ比の変更値ΔＤ（７最
小値１を設定し、変速レンジがＤレンジであればデユー
ティ比の変更値ΔＤにアイドルスイッチ１５のオフ時（
即ち非アイドル運転時）よりは小さい中間値２を設定す
るようにしている。このだめエンジン１０のアイドル運
転時には、エンジン負荷に応じて、エンジン負荷が小ざ
い程、Ａ／Ｃコンプ３１の容量制御速度を小さくするこ
とができ、エンジン１０の回転変動を抑制（一′つつ、
容量の制御を良好に実行することが可能となる。

次に上記実施例では、ボーンジン１０のアイドル運転を
ス１］ットルバルブの全開時にオン状態となるアイドル
スイッチ１５を用いて検出するように構成したが、アイ
ドル運転は、エンジン回転数吸気管圧力，吸入空気量，
ス１］ットル開度等から検出するよ竿）にしてもよい。

またこの場名、これら各値からユーンジン負荷を求める
よう（：：シ、そのエンジン負荷に応じて容量制御速Ｊ
寥色変更するようにしてもよい。

また上記実施例で（４ミ容量制御信月のデユーティ比を
制御することによりＡ／Ｃコンプ３１の容量制御を行な
う装置を例にとり説明（−、たが、周知のよ）に例λば
吹出温と目標値どの偏差に基づきＡ／Ｃコンプ３１の目
標容量を設定し，、Ａ／Ｃ］ンブ３１の容量がこの目標
容量どなるようにＡ／Ｃ］ンブ３１を制御する、所謂Ｐ
ＩＤ（比例・積分・微分）制御によって容量制御６“７
行なう装置では、Ａ　／　Ｃ　二］ンブ３１の目標容量
を算出する制御ゲイ〕ノを変更することにより、制御速
度色変更するようにすればよい。

また更に上記実施例では、エンジン１０のアイドル運転
時；二は、Ａ／Ｃコンブ３１の容量の増加速度及び減少
速度を共ｌ：Ｘ遅くするように構成１，たが、Ａ　／　
Ｃ　Ｊンプ３］の容量を増加させる場合の制御速度のみ
に遅くするようにしても、エンジン１０の回転変動を抑
制することができ、特１．”−１ンジンスｌ−−−ルは
確実に防止することができる。

また上記実施例では、エンジン１０のアイドル運転時に
（よ容量制御速度を非アイドル運転時より常に遅くする
よう「、構成１，たが、例えばアイドル運転時にＡ　／
　Ｃコンブ３１の容量ｈ＜急変′づ−る運転条件を監視
し、、二の条件の検出時に一荀ヲ゛時間だけ容量の制御
速度を遅くするよう１７：　ｔｙてもよい。

つまり例えば設定温度の変更、車室温度の急変、エンジ
ン回転数の急変等を監視Ｅ７、こ二の条件検出時に一定
時間だけ容量の制御速度を遅くするよ、うＩｌｌ　Ｌ．
でも、エンジン回転数の急変を抑制することができる。

［発明の効果１ 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ば、エンジンのアイドル運転
時に（戴　コンプレッサの容量制御速度を遅くするよう
にしているため、コンプレッサの容量変化によってエン
ジンが大きく回転変動するのを防止でき、エンジンを安
定して運転できるようになる。

【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図はその容量制御の動作
を説明するタイムチャート、第５図は自動変速機搭載車
両における容量制御を表すフローチャート、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 ３０・・・空調装置 ５０・・・電子制御ユニツ １５・・・アイドルスイッチ ４５・・・エアコンスイッチ ）−（ＥＣＵ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 エンジンのアイドル運転を検出するアイドル運転検出手
   段と、 該アイドル運転検出手段にてエンジンのアイドル運転が
   検出されると、上記容量制御手段による上記コンプレッ
   サの容量制御速度を遅くする制御速度変更手段と、 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。