JPH03217320A - 車載可変容量圧縮機制御装置 - 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］ 本発明は、車両用エンジンにより駆動される空調装置に
用いられる可変容量圧縮機（以下単に圧縮機という）の
制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来の車両用エンジン駆動の空調装置において、車載可
変容量圧縮機制御装置は、冷房負荷の変化に応じて適切
な冷房能力を得るために、冷房負荷変化に相応じて圧縮
機の容量を変えてその吐出量を冷房負荷に対応させてい
る。

そして、例えば実公昭６２−９７５号公報に開示される
ように、従来の車載可変容量圧縮機制御装置では、圧縮
機を駆動する車両用エンジンの広般な回転数変動に鑑み
、エンジン回転数変化に逆応して容量を調整し、エンジ
ン回転数変化による吐出量を補償し、エンジン回転数変
化にかかわらず吐出量が変動しないようにしている。

したがって、エンジン回転数が減少する場合には容量は
増加される。

更に、上記公報は、車両加速時に小容量化してエンジン
負担を軽減し、車両減速時に大容量化して減速エネルギ
ーを回収することも開示している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、例えばレーシング（すなわち、エンジンの空吹
かし》直後のように、エンジン回転が急激に低下する場
合、可変容量圧縮機の制御装置は上述の如く吐出量を一
定にするべく容量を急激に増大させる。その結果、圧縮
機の負荷トルクが急激に増大してエンジン回転が急落し
、最悪の場合にはエンストしてしまうという問題があっ
た。

このような問題はレーシング時だけでなく、例えば、急
制動時や加速を急激に停止する時などでも生じた。

本発明は上記した問題点に鑑みなされたものであり、エ
ンジン回転が急落する運転領域における圧縮機容量の急
増によりエンジン回転数が過度に低下することを防止す
る車載可変容量圧縮機制御装置を提供することをその解
決すべき課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の車載可変容量圧縮機制Ｉ！Ｉ装置は、車両用エ
ンジンの回転数を検出してエンジン回転数信号を出力す
る回転数検出手段と、前記エンジン回転数信号に基づい
てエンジン回転数変化による前記可変容量圧縮機の吐出
量変動を補償するように前記可変容量圧縮機の容量を制
御する容量制御手段とを具備する車載可変容量圧縮機制
御装置において、前記容量制御手段は、エンジン回転数
の減少速度が基準レベルを超えることを検出する回転数
急減検出手段と、エンジン回転数急減期間に前記容量の
増加速度を減少させる容量増加率減少手段とを備えるこ
とを特徴としている。

［作用］ 回転数急減検出手段がエンジン回転数の減少速度が基準
レベルを超えることを検出すると、容量増加率減少手段
は可変容量圧縮機の容量増加の速度を減少させる。

この結果、エンジン回転数急減期間（及びそれに連続す
る直後期間）において、吐出容置を一定化するための圧
縮機の容量増加率が過渡的に抑制され、その結果として
、このエンジン回転数急減期間におけるエンジン負荷の
急増及びそれによるエンジン回転数の急落が解消される
。

［実施例コ 本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図に、この実施例の車載可変容量圧縮機制御装置を
装備する車両のエンジン及び空調装置等をも含む全体シ
ステムを示す。

まず、エンジン及び空調装置系について説明する。

車両走行動力を発生する火花点火式水冷多気筒エンジン
１００は、吸気管１０２及び排気管１０３をもつ機関本
体１０１を包含している。

吸気管１０２には吸気量を調節するスロットル弁１０４
が設けられており、スロットル弁１０４にはスロットル
弁１０４の全開状態を検出するアイドルスイッチ１０５
が設けられている。また、吸気管１０２にはスロットル
弁１０４を迂回してバイパス通路１０６が設けられてお
り、バイパス通路１０６にはバイパス通路１０６の通路
面積の調節（バイパス通路を通過する空気流量の調節）
のためのりニアソレノイド型のバイパス弁１０７が設け
られている。このバイパス弁１０７はスロットル弁１０
４の全開時（アイドル状態）におけるエンジン回転数Ｎ
Ｅを所定値に調節している。

また、スロットル弁１０４の下流側における吸気管圧力
を検出する圧カセンサ１０８が吸気管１０２に設けられ
ており、吸気管１０２の下流部に位置する吸気管１０２
の分岐部分に燃料噴射弁１０９がそれぞれ設けられてい
る。

一方、機関本体１０１には点火プラグ１１１、冷却水温
を検出する水温センサ１１２、が装着されており、機関
本体１０１のクランク軸１１３にはクランク軸１１３の
回転角を検出する回転角センサ（本発明でいう回転数検
出手段）１１４が設けられている。

車室内の空気を冷却、除湿する空調装置２００は、行程
容積（ピストンストローク）の連続変化が可能な圧縮機
（例えば、揺動斜板式可変容量圧縮機）２０１を備えて
おり、圧縮機２０１は電磁クラッチ２０２を介してエン
ジン１００のクランク軸１１３に連結されている。圧縮
機２０１は容量可変用の制御弁（図示せず）を装備して
おり、この制御弁は後述するＥＣＵ３００から入力され
るパルス信号の平均値に応じて開閉することにより圧縮
機の容量可変機構に作用させる制御圧力を調節し、圧縮
機の容量を連続変化させる。圧縮機２０１の吐出口は高
圧側の冷媒配管２０３ａを介してコンデンサ２０４に接
続ざれており、コンデンサ２０４は冷媒液貯溜用のレシ
ーバ２０５、膨張弁２０６、エバポレータ２０８、低圧
側の冷媒配管２０３ｂを順次に介して圧縮機２０１の吸
入口に連結されている。膨張弁２０６の開度は低圧側冷
媒配管２０３ｂに設けられた感温筒２０７に応じて調節
される。このような空調装置２００、圧縮機２０１及び
上記制御弁については、最早充分知られているので詳細
な説明は省略する。　また、空調装置２００には以下に
のべる各種センサが付設されている。まず、圧縮機２０
１には圧縮機の容量（すなわち、１行程当たりの吐出量
）を検出する容量センサ（本発明でいう容量検出手段）
２１２が設けられている。例えば、この容量センサ２１
２としては、揺動斜板式可変容量圧縮機の揺動斜板の変
位量やピストンの変位量を検出する各種変位センサを用
いることができる。高圧側、低圧側の各冷媒配管２０３
ａ、２０３ｂには冷媒ガス圧を検出する圧カセンサ２１
０，２１１が個別に設けられている。更に、エバポレー
タ２０８で冷却ざれた空気が車至内へと吹き出される空
調装置２００の吹出口には吹出温センサ２０９が設けら
れている。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）３００は、本発明でいう目
標容量値算出手段（回転数急減検出手段及び容量増加率
減少手段を包含する）と容量制御手段とを構成するマイ
コン装置（内部構成の詳述は略する》からなる。ＥＣＵ
３００は、アイドルスイッチ１０５、圧カセンサ１０８
、水温センサ１１２、回転角センサ１１４、高圧圧カセ
ンサ２１０、低圧圧カセンサ２１１、容量センサ２１２
、吹出温センサ２０９、及びエアコン起動停止用のエア
コンスイッチ２１３等から信号が入力ざれ、入力した各
信号に応じてエンジン１００及びエアコン２００を制御
する。

この車戟可変容量圧縮機制御装置の容量制御サブルーチ
ンを第２図のフローチャート及び第３図の信号波形図に
より説明する。

５１０００においてエアコンスイッチ２１３の投入を調
べて、投入ざれていなければ電磁（Ｍｑ）クラッチ２０
２をオフして（Ｓ１０２２＞メインルーチンにリターン
し、投入されていれば電磁クラッチ２０２をオンして（
Ｓ１００１）圧縮機２０１を起動し、圧カセンサ２１０
、２１１及び容量センサ２１２の出力信号により圧縮機
の高圧圧力（吐出側）Ｐｄ、低圧圧力（吸入側）Ｐｓ、
容量ＶＣを検出する（Ｓ１００２＞。

次に、低圧圧力Ｐｓとその目標値ＰＳ○とを比較し（３
１００３）、Ｐｓ＞Ｐｓｏなら今回の容量変化量△ＶＣ
を所定量αとし（Ｓ１００５）、ＰＳ＜ＰＳ○なら今回
の容量変化量ΔＶＣを所定量−αとし（５１００６）、
Ｐｓ＝Ｐｓｏなら今回の容量変化量△ＶｃをＯとする（
Ｓ１００４）。

すなわち、Ｓ１００３で低圧圧力ｐｓにより基礎的な冷
房負荷を検出し、３１００４〜Ｓ１００６でこの冷房負
荷に容量Ｖｃを追従させるべくフィートバック制御して
いる。この制御により低圧圧力ＰＳは目標値ＰＳＯのレ
ベルに保たれる（すなわち、蒸発Ｈ２０８の温度を一定
化している）。

次に、回転角センサ１１４からエンジン回転数ＮＥを読
取って（Ｓ１１００），単位期間当たりのエンジン回転
数ＮＥの減少量ΔＮＥを算出する（Ｓ１’ｌ０１）。次
に、減少量八ＮＥを基準の減少量八ＮＥＯと比べ（３１
００７）、ΔＮＥ＞ΔＮＥＯ　（すなわち、エンジン回
転数ＮＥの急減状態）であればフラグＦＳＬＯＷがＯか
どうかを調べる（５１００８）。このフラグＦＳＬＯＷ
は容量制御スローモードフラグと呼ばれるものであり、
単位時間当たりの容量変化量（この場合は容量増加量）
ΔｖＣを低減して容量増加速度を低下させる制′ｎ（以
下、容量増加速度低下制御という）の実行を指令するフ
ラグである。

３１００８ではフラグＦＳＬＯＷがＯであるかどうかを
調へ、Ｏであれば（容量増加速度低下制御が指令されて
いなければ）フラグＦＳＬＯＷを１と置き（容量増加速
度低下制御を指令し）、カウント値ＣＳＬＯＷをＯにリ
セットして（Ｓ１００９）、Ｓ１０１２に進む。このカ
ウント値ＣＳＬＯＷは容量増加速度低下制御が実行され
た時間をカウントするスローモート実行カウンタの累計
値であり、カウント値ＣＳＬＯＷがβに達するまでの時
間がスローモード制御実行期間である。

すなわち、この実施例では、フラグＦＳＬＯＷが１であ
る場合に容量制御における容量増加速度を低下させる動
作を実行し、この容量増加速度低下制御はカウント値Ｃ
ＳＬＯＷがβに達するまでの時間（スローモード制御実
行期間）において実行される。

一方、Ｓ１００８でＦＳＬＯＷが１であれば（容量増加
速度低下制御の実行中であれば）、Ｓ１０１１でカウン
ト値ＣＳＬＯＷに１を加える（時間を進める）。

また、Ｓ１００７においてΔＮＥ＞ΔＮＥｏでないなら
（すなわち、エンジン回転数急減時でなければ）、フラ
グＦＳＬＯＷか１かどうかを調べる（Ｓ１０１０）。Ｓ
１０１０にてフラグＦＳＬＯＷが１でおる場合（エンジ
ン回転数急減時は過ぎたもののまだスローモード制御実
行期間が終了していない期間）には、３１０１１に進み
、カウント値ＣＳＬＯＷに１を加えて（時間を進めて）
Ｓ１０１２に進む。また、Ｓ１０１０において、フラグ
ＦＳＬＯＷがＯである場合（エンジン回転数急減時でも
なくかつスローモード制御実行期間でもない期間》には
、３１０１９に進んで、容量増加速度低下制御ステップ
（８１００８〜３１０１７）を迂回する。

Ｓ１０１２ではカウント｛直ＣＳＬＯＷがβより小さい
かどうか（すなわち、スローモート制御実行期間が満了
していないかどうかを調べる）。そして、カウント値Ｃ
ＳＬＯＷがβより小さければ（満了していなければ）Ｓ
１００４〜Ｓ１００６で設定した単位時間当たりの容量
変化量（この場合は容量増加量）Δ■Ｃを半減して（Ｓ
１０１３）、容量増加速度を低下させ、Ｓ１０１４に進
む。

一方、カウント値ＣＳＬＯＷかβ以上であれば（満了し
てれば）フラグＦＳＬＯＷをＯにリセットして（容量減
少速度低下制御の実行を終了して、Ｓ１０１９に進む。

Ｓ１０１４では、エンジン回転数ＮＥを、予め設定され
ている基準のエンジン回転数ＮＥＯと比較し、ＮＥ＜Ｎ
Ｅ○であれば（すなわち、エンジン回転数ＮＥが低速で
あれば）Ｓｌ０１３で半減した容量変化量（この場合は
容量増加醋〉ΔｖＣを更に半減する（Ｓ１０１５）。す
なわち、エンジン回転数ＮＥの急減時における圧縮機容
量の急増によるエンジン回転数の過度の急減は、特に、
エンストの危険が生じる低回転数運転域で問題となる。

したがって、この３１０１４、８１０１５では、エンジ
ンの低回転数運転域にあいて一層の容量増加速度の減少
を行って、エンジンの回転数が低くエンジンの発生トル
クが小さいときの過負荷を防止している。

次に、Ｓ１０１６でエアコンの負荷状態に相関のある高
圧圧力カＰｄと予め設定ざれている基準圧力ｐｄｏとを
比較し、Ｐｄ＞Ｐｄｏであれば（すなわち、圧縮機の負
荷が基準レベルより高ければ）、容量変化量（この場合
は容量増加量）ΔＶｃを更に半減する（Ｓ１０１７）。

このようにすれば、高負荷運転している圧縮機の容量を
増加して更に圧縮機駆動動力を増大させる不具合を解消
することができる。

次に、Ｓ１０１９で現在の容量値Ｖｃに上記のステップ
で算出した容量変化量△Ｖｃを加算し、加算後の新しい
容量値Ｖｃに基づく容量制御信号を圧縮機に送って（Ｓ
１　０２０）　、圧縮機の容量を可変制郊し、メインル
ーチンにリターンする。

上記フローチャートにおいて、３１１０１は本発明でい
う回転数急減検出手段を構成し、Ｓ１０１３は本発明で
いう容量増加率減少手段を構成し、Ｓ１　１　０１、３
１０１　３、Ｓ１０１９は本発明でいう目標容量値算出
手段を構成し、Ｓｌ０２０は本発明でいう容量制御手段
を構成している。また、Ｓ１０１９におけるＶＣ＝（Ｖ
Ｃ＋八■Ｃ〉は、本発明でいう目標容量値を意味する。

第３図のタイムチャートにおいて実際の挙動を説明する
。

従来の圧縮機容量制御の挙動を点線で、本実施例の圧縮
機容量制御の挙動を実線で表わす。従来の制御ではエン
ジン回転数低下時に容憬の変化速度８１〜ａ４は全て同
一である。本実施例制御の変化速度Ｋ１〜Ｋ４は、 ａ１〉Ｋ１、ａ２〉Ｋ２、ａ３〉Ｋ３、ａ４〉Ｋ４、そ
して、Ｋｔ　＞Ｋ２　、Ｋ３　＞Ｋ４となる。

すなわち、圧縮機の負荷に差がある場合、負荷が大きい
程、容量変化速度（容量増加速度）が遅くなっている（
Ｋｌ　＞Ｋ２　＞。

また、エンジン回転数に差がある場合、回転が低い程、
容量変化速度（容量増加速度）が遅くなっている（Ｋ３
　＞Ｋ４　＞。

説明したように、この実施例の車載可変容量圧縮機制御
装置では、エンジン回転数の急減速時において圧縮機容
量増加によるエンジン負荷トルクの急増か防止ざれ、エ
ンジン回転の急落やエンストといった不具合を防止する
できることがわかる。

なお、圧縮機負荷検出手段として高圧圧力Ｐｄを用いた
が、容量Ｖｃ、低圧圧力ｌ．ｓ、外気温、室温、ブロア
風量やこれらの組み合せで検出してもよい。

なお、第１図における各容量増加率減少期間１１〜ｔ４
は第２図に示す最大期間β以下となっている。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の車載可変容量圧縮機制御
装置では、エンジン回転数急減期間に可変容量圧縮機の
容量増加速度を減少させる容量増加率減少手段を備えて
いるので、エンジン回転が急激に下がる運転領域におけ
る圧縮機容量の急増によりエンジン回転数が過度に低下
することを防止して、運転感覚の向上を図り、エンスト
の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車載可変容量圧縮機制御装置の一実施
例を示す構成図、第２図はその動作を示すフローチャー
ト、第３図はそのエンジン回転数ＮＥと、圧縮機負荷と
、容量との関係を示す状態図である。 １１４・・・回転数検出手段 ２１２・・・容量検出手段 ３００・・・ＥＣＵ （目標容量値算出手段） （容量制御手段） （回転数急減検出手段） （容量増加率減少手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両用エンジンの回転数を検出してエンジン回転数信号
   を出力する回転数検出手段と、前記エンジン回転数信号
   に基づいてエンジン回転数変化による前記可変容量圧縮
   機の吐出量変動を補償するように前記可変容量圧縮機の
   容量を制御する容量制御手段とを具備する車載可変容量
   圧縮機制御装置において、 前記容量制御手段は、 エンジン回転数の減少速度が基準レベルを超えることを
   検出する回転数急減検出手段と、エンジン回転数急減期
   間に前記容量の増加速度を減少させる容量増加率減少手
   段と、 を備えることを特徴とする車載可変容量圧縮機制御装置
   。