CN1106502C - 带有空调器的车用发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车用发动机的控制装置，该车带有一变容量空调器压缩机。监测制冷回路中的两点间的压力。压差代表压缩机工作容量。压缩机由一控制阀控制。控制阀根据压差工作。一控制器比较旅行车厢的温度和设定的温度。如果有区别，控制器确定一控制阀的目标压差。控制器根据这个目标压差信号计算压缩机扭矩。控制器根据压缩机扭矩确定一目标发动机扭矩，并根据这个目标发动机扭矩控制这个发动机。

Description

带有空调器的车用发动机的控制装置
本发明涉及一种带有空调器的车用发动机的控制装置，尤其涉及一种由一车用发动机驱动且带有变容量的空调器压缩机的发动机控制装置。
已经有这样一种车用空调器，它能根据其预定扭矩推算出压缩机起动时的实际扭矩。在车辆空调器使用中，能控制发动机产生额外的扭矩来驱动压缩机。
如果采用变容量压缩机的话，很难控制发动机产生额外的扭矩，与驱动压缩机所需的扭矩准确地匹配。
变容量压缩机工作容量与压缩机扭矩相对应。驱动压缩机所需的扭矩在容量最小时和容量最大时，两者之间会发生很大的变化。因此，如果压缩机的驱动扭矩根据一预定的固定值来预测的话，那么预测的扭矩可能与实际的扭矩存在着相当大差别。结果，起动空调器将使行驶中的车速改变。同样，当车辆加速时，起动空调器会有碍于车辆的响应性。
因此，本发明的一目的是，在由一发动机驱动且带有变容量压缩机空调器的车辆中，提供一发动机控制装置，它能精确推算出变容量压缩机的所需的驱动扭矩。
为了实现上述和其它目的，并根据本发明的意图，提供了一种带有空调器的车用发动机的控制装置。该空调器包括一变容量压缩机，一压差检测装置，一控制阀，一传感器和一温度调节器。压缩机由发动机驱动，包括一曲柄腔和一放置在曲柄腔内的凸轮盘。通过改应曲柄腔内的压力改变压缩机工作容量。压缩机和外部冷却回路一起构成了一制冷回路。压差检测装置检测制冷回路中的两个压力监测点间的压力差。压差代表压缩机的容积量。控制阀有一阀部和一电磁线圈。阀部根据压差检测装置检测的压差自动调节其开口大小。电磁线圈改变目标压差值，该目标压差值用作调节阀部的开口大小的基准值。传感器输出一表示旅行车厢的温度。发动机控制装置包括一控制器。控制器将传感器的信号和温度调节器的信号进行比较。当信号出现差异时，控制器设定一目标压差，并将限据目标压差的目标压差信号发送到电磁线圈上，这样控制阀朝着目标压差方向动作。根据目标压差信号，控制器计算驱动压缩机的扭矩，并根据压缩机驱动扭矩，确定一目标发动机扭矩。根据这个目标发动机扭矩，控制器控制发动机。
本发明的其它方面和优点将从结合附图的下面的说明，及例举本发明原理的描述中变得更加清楚。
从下面结合附图的该最佳实施例的描述中，可以更好地理解本发明及其目的和优点。
图1表示在具有根据本发明发动机控制装置的车辆中，所使用的空调器变容量压缩机的横截面图；
图2是描述带有图1所示的变容量压缩机的车辆空调器的示意图，该空调器用在装有本发明的发动机控制装置的车辆上；
图3是描述用在图1所示的变容量压缩机中的控制阀的横截面图；
图4是图3所示的控制阀所指部分的示意横截面图；
图5是控制图2所示的空调器主程序流程图；
图6是计算发动机的目标扭矩程序的流程图；
图7是表示发动机转速和扭矩间关系的曲线图。
附图描述了用在车辆中的空调器，该车辆装有根据本发明一实施例的发动机控制装置。
为了使乘员室凉爽，在旅行车中使用空调器。
如图2所示，该空调器包括一变容量压缩机104，其由一内燃发动机101发动。例如，该发动机101是一含有燃油喷射装置108的汽油发动机。燃油喷射装置108将燃油喷射到发动机101的燃烧室中，节气门机构107包括一执行机构和一固定在发动机101的进气管内的节气门。该执行机构根据远程控制装置的控制使节气门转动，该远程控制装置包括一踏板和一踏板臂。通过改变节气门的角度，控制进入发动机101的空气流速。一变速器103，例如是一自动连续变速的变速器，包括一金属传动带和变直径的主动轮和从动轮。变速器103还包括一驱动电路和一致动器。驱动电路向致动器发出一信号，用以改变主动轮和从动轮的使用中的直径，它们用来改变传动比。变速器103和一传动轴、一差速器一起，构成了一驱动机构。变速器103的输入轴和发动机101相连。变速器103的输出轴通过传动轴与差速器和后轮102相连。
车辆除压缩机104外，还包括辅助装置，它们由发动机101带动。例如，其包括助力转向装置的一液压泵(无图示)。
如图1所示，压缩机104包括一缸体11，一前外壳件12和一后外壳件14，其中前外壳件12固定在缸体11的前端面上，后外壳件14固定在缸体11的后端面上。阀板总成13位于缸体11和后外壳件14间。在图1中，将压缩机104的左端定义为前端，将压缩机104的右端定义为后端。
在缸体11和前外壳件12间限定了一曲柄腔15。一驱动轴16贯穿曲柄腔15，并且由缸体11和前外壳件12支承着。
驱动轴16的前端通过一动力变速机构105与发动机101相连。动力变速机构105包括一传送带和一皮带轮。变速机构105可以是离合式机构，如一电磁离合器，其从外部进行电动控制。在此实施例中，该变速机构105没有此离合机构。因此，当发动机101运转时，压缩机104连续被驱动。
在曲柄腔15内，一突缘板17被固定在驱动轴16上。一驱动盘，在此实施例中为一旋转斜盘18，其置于此曲柄腔15内。旋转斜盘18有一中心孔。驱动轴16穿过旋转斜盘18中心孔。该旋转斜盘18通过一铰接机构19与突缘板17相连。铰接机构19允许旋转斜盘18与突缘板17、驱动轴16一起旋转。其还允许旋转斜盘18沿驱动轴16滑动，并且允许其相对垂直于驱动轴16轴线的平面内倾斜。
在缸体11内，围绕驱动轴16的轴线形成有个缸膛孔20(仅示出一个)。每个缸膛孔20容纳有一单头活塞21。每一活塞21和相对应的缸膛孔20限定了一压缩室。每个活塞21通过一副轴滑蹄块28与旋转斜盘18相连。旋转斜盘18将驱动轴16的旋转运动转换成每个活塞21的往复运动。
吸气室22和排气室23限定在阀板总成13和后外壳件14间。吸气室22形成一吸力区，该吸力区压力为吸气压力Ps。排气室23形成一排压区，其排压区压力为一排气压力Pd。阀板总成13有吸气口24，吸气阀瓣25，排气口26和排气阀瓣27。每组的吸气口24，吸气阀瓣25，排气口26和排气阀瓣27对应于一缸膛孔20。当每个活塞21从上止点向下止点运动时，吸气室22中的冷却气体经相应的吸气口24和吸气阀25进入相应的缸膛孔20。当每个活塞21从下止点运动到上止点时，相应缸径内的冷却气体被压缩成预定的压力，并经相应的排气口26和排气阀27进入排气室23。
旋转斜盘18的倾斜角是根据曲柄腔15内的压力(曲柄腔压力Pc)而定。旋转斜盘18的倾斜角限定了每个活塞21的冲程及压缩机104的容量。
如图1和2所示，车辆空调器的制冷回路包括压缩机104和与此压缩机外部相连的一制冷回路35。外部制冷回路35包括一冷凝器36，一温控型膨胀阀37和一蒸发器38。根据热敏管37a检测的压力或温度，膨胀阀37调节供给蒸发器38的冷却剂的流速，该热敏管37a位于蒸发器38下端。蒸发器38下端的压力或温度表示蒸发器38内承受的热量。外部制冷回路35包括一低压管39和一高压管40，低压管39从蒸发器38延伸到压缩机104的吸气室22中，高压管40从压缩机104的排气室23延伸到冷凝器36中。
制冷回路内的冷却剂流速等于：驱动轴16旋转一周，从压缩机104排出的冷却气体量与驱动轴16的转速的乘积。驱动轴16的转速可根据发动机101的转速、驱动轴16和发动机101转速之比来计算。转速之比由动力变速机构105来确定。在发动机101以恒定转速条件下，当旋转斜盘18的倾斜角增大时，制冷回路内的冷却剂流速随压缩机工作容量增大而增大。换言之，当旋转斜盘18的倾斜角或工作容量不变时，制冷回路内的冷却剂流速随发动机101的转速Ne增大而增大。通过检测制冷回路中的冷却剂的流速和发动机101的速度Ne，能更容易更精确地推算出压缩机104的工作容量或压缩机的驱动扭矩Trcp。
制冷回路内的压力损失随制冷回路内的冷却剂的流速增加而增大。如果在制冷回路中设置上端第一压力监测点和下端第二压力监测点，由压力损失而造成的这两点之间的压差与制冷回路中的冷却剂流速成正比。因此，通过检测在第一压力监测点和在第二压力监测点之间的冷却气体的压差，能间接地检测出制冷回路中的冷却剂流速。在此实施例中，排气室23内设置的第一压力监测点P1相当于高压管40的最上端区域，高压油管40内设置的第二压力监测点P2与第一压力监测点P1下端保持一预定的距离，如图2所示。第一压力监测点P1的冷却气体压力，和第二压力监测点P2的冷却气体压力，下文中分别设定为PdH和PdL。
压缩机104包括一控制曲柄腔压力Pc的曲柄腔压力控制机构。如图1和2所示，曲柄腔压力控制机构包括一放气通道31，一第一压力进入通道41，一第二压力进入通道42，一曲柄通道33和一控制阀109。放气通道31连接曲柄腔15和吸气室22，而将冷却气体从曲柄腔15引导到吸气室22。第一压力进入通道41将排气室23，也就是将第一压力监测点P1连接到控制阀109上。曲柄通道33将控制阀109连接到曲柄腔15上。
第二压力进入通道42和曲柄通道33形成了一供给通道32，用于将第二压力监测点P2连接到曲柄腔15上。第二压力进入通道42形成在供给通道32的上游部分，曲柄通道33构成在供给通道32的下端部分。控制阀109调节高压冷却气体的流速，高压冷却气体是从第二压力监测点P2，经过供给通道32，进入曲柄腔15，用以控制曲柄腔压力Pc。
如图2所示，在高压管40的第一压力监测点P1和第二压力监测点P2之间设置了一固定节流阀43。该固定节流阀43增加了此两压力监测点P1和P2之间的压差(PdH-PdL)。这样使两压力监测点P1和P2之间的距离减少了，并且允许第二压力监测点P2相对靠近压缩机104。因此，从第二压力监测点P2到压缩机104中控制阀109的第二压力进入通道缩短了。
如图1所示，控制阀109安装在后外壳件14的接收孔内。如图3和4所示，控制阀109配备有一进气阀机构51和一电磁线圈52，其电磁线圈52作为电磁致动器。进气阀机构51调节供给通道32的孔径。电磁线圈52根据电流的级别产生作用力，该电流通过操纵杆53，从外部输送到进气阀机构51。操纵杆53是圆柱形的，其包括一分隔块54，一连接杆55和一导向杆57。邻近连接杆55的导向杆57部分作为阀体56。连接杆55的横截面的面积S3比导向杆57和阀体56的横截面的面积S4小。
控制阀109有一阀壳58，其包含一上壳件58b和一下壳件58c。上壳件58b构成了进气阀机构51的壳体，而下壳件58c构成了电磁线圈52的壳体。一柱塞58a螺接于上壳件58b内，来堵住其上端开口。阀室59和与此相连的通孔60限定在上壳件58b内。通孔60轴向横截面面积不变。上壳室58b和柱塞58a限定了一高压腔65。高压腔65和阀室59通过通孔60彼此相通。操纵杆53穿过阀室59、通孔60和高压腔65。操纵杆53轴向移动，这样阀体56能可选择地与阀室59相对通孔60连接上和断开。
在上外壳件58b上形成有与阀室59相连通的第一径向口62。阀室59通过第一径向口62和第二压力进入通道42与第二压力监测点P2相连。因此，第二监测点P2的压力PdL通过第二压力进入通道42和第一径向口62作用到阀室59内。在上外壳件58b上形成有与通孔60连通的径向延伸第二径向口63。通孔60通过第二径向口63和曲柄通道33连接到曲柄腔15。当阀体56闭合，阀室59连接到通孔60上时，冷却气体从第二压力监测点P2，经供给通道32进入曲柄腔15，其中供给通道32包括第二压力进入通道42和曲柄通道33。径向口62、径向口63、阀室59和通孔60构成控制阀109内供给通道32的一部分。
阀体56位于阀室59内。连接杆55的横截面积S3小于通孔60的横截面积S1。通孔60的横截面积S1小于阀体56的横截面积S4。阀室59的内壁，即与通孔60相通的阀室59的内壁，其作为容纳阀体56的阀座64。通孔60作为阀门开口，通过阀体56可选择地开启和关闭。当阀体56抵靠在阀座64上时，通孔60关闭，与阀室断开。如图3所示，当阀体56与阀座64隔开时，通孔60与阀室59连通。
操纵杆53的分隔块54的一部分位于通孔60内，一部分位于高压腔65内。分隔块54的横截面积S2与通孔60的横截面积S1相等。因此分隔块54切断高压腔65和阀室59的连接。
在图3和4中，与通孔相配的分隔块54的下部限定了一压力腔66。该压力腔66通过第二径向口63连接到曲柄腔Pc。由分隔块器断开的高压腔65和压力腔66构成了一压力感应室61。
在上外壳件58b内有与高压腔65相连通的第三径向口67。高压腔65通过第三径向口67和第一压力进入通道41连接到第一压力监测点P1或排气室23。从而，第一压力监测点P1的压力PdH通过第一压力进入通道41和第三径向口67作用到高压腔65中。
在高压腔65内有一回位弹簧68。回位弹簧68推压操纵杆53，使阀体56远离阀座64。
电磁线圈52设置有一杯形承受缸69，其固定在下外壳件58c内。一固定的铁芯70安装在承受缸69的上端开口内。固定铁芯70构成阀室59的部分内壁，同时限定了一柱塞室71。一柱塞72位于柱塞室71内。固定铁芯70包括一导向孔73，其用来容纳操纵杆53的导向杆57。在导向孔73的内壁和导向杆57间仅有微小的间隙(无图示)。阀室59和柱塞室71一般通过此间隙彼此相连通。从而，阀室59内的压力，或第二压力监测点P2处的压力PdL作用到柱塞室71的内部。
导向杆57的下端延伸至柱塞室71内。柱塞72固定到导向杆57的下端。柱塞72与操纵杆53一起沿轴向整体移动。在柱塞室71内有一减震弹簧74，向固定铁芯70方向推压柱塞72。
线圈75环绕着固定铁芯70和柱塞72。一控制器106通过一驱动电路82向线圈75提供电力。然后线圈在固定铁芯70和柱塞72间产生电磁力F，该电磁力与供给线圈75的电力级别相当。电磁力F将吸引柱塞72，使之朝向固定铁芯70，并推动操纵杆53，使阀体56向阀座64移动。
减震弹簧74的弹力小于回位弹簧68的弹力。因此，当没有电能供应给线圈75时，回位弹簧68移动柱塞72和操作杆53回到如图3所示的初始位置，并且阀体56移动到最下的位置，而使通孔60的开口尺寸最大。
有一些改变施加到线圈75上的电压的方法，一是改变电压值，另一称之为PWM控制或负载控制。本实施例采用负载控制。负载控制是调节每个脉冲的电压循环的持续接通时间，进而改变施加电压的平均值的一种方法，其中，电压被周期地接通和断开。通过用脉冲电压值乘以由脉冲电压的持续接通时间除以循环时间而获得的值，即负载比Dt，获得一电压施加平均值。在负载控制中，电流变化是间歇性的。这减少了电磁线圈52的滞后现象。负载比Dt越小，固定铁芯70和柱塞72间产生的电磁力F就越小，阀体56旁边的通孔60的开口的开口尺寸就越大。也可以测量流过线圈75的电流值，并进行施加到线圈75的电压值的反馈控制。
阀体56旁边的通孔60的开口的尺寸取决于操纵杆53的轴向位置。操纵杆53的轴向位置根据轴向作用在操纵杆53上的各种力来确定。这些力将参照图3和4进行说明。在图3和4中向下的力趋向于使阀体56和阀座64间隔开(阀开启方向)。图3和4中的向上的力趋向于使阀体56移向阀座64(阀关闭方向)。
首先，说明作用在连接杆55上部的操作杆53的部分，即分隔块54上的各种力。如图3和4所示，分隔块54从回位弹簧68接受一向下的力f1。分隔块54也接受一基于高压腔65内的压力PdH的向下的力。相对高压腔65内的压力PdH，分隔块54的有效压力接收面积与分隔块54的横截面积相等。分隔块54还受到由通孔60内的压力(曲柄腔压力Pc)作用的向上力。相对通孔60内的压力，分隔块54的有效压力接收面积等于分隔块54的横截面积S2减去连接杆55的横截面积S3。假设向下力是正值，作用在分隔块54上的净力∑F1可由下述等式I表达。
∑F1＝PdH·S2-Pc(S2-S3)+f1       等式I
接着，说明作用在连接杆55下部的操纵杆53的部分，即在导向杆57上的各种力。导向力57从减震弹簧74接受一向上的力f2，从柱塞72接受一向上的电磁力F。另外，如图4所示，阀体56的端面56a被一假想的圆柱体分成一径向内部区域和一径向外部区域，由图4中虚线示出。假想的圆柱体与限定通孔60的壁一致。径向内部区域的压力接受面积由S1-S3表示，而径向外部区域的由S4-S1表示。径向内部区域由通孔60内的压力(曲柄腔压力Pc)作用一向下的力。由阀室59内的压力PdL使径向外部区域受到一向下的力。
如上所述，阀室59内的压力PdL被施加到柱塞室71。柱塞72的上表面是一与下表面的面积相等的压力接受面积，作用在柱塞72上的压力PDL彼此抵销。但是，导向杆57的下端面57a受到基于柱塞71内的压力PdL的向上的力。下端面57a的有效的压力接受面积S4等于导向杆57的横截面面积S4。假设向上力是正值，作用在导向杆57上的净力∑F2可由下面的等式II表示。
∑F2＝F+f2-Pc(S1-S3)-PdL(S4-S1)+PdL·S4
-F+f2+PdL·S1-Pc(S1-S3)           等式II
在简化等式II的过程中，-PdL·S4和+PdL·S4相抵消，只剩下+PdL·S1。因此，基于作用在导向杆57上的压力PdL的向下力和基于作用于导向杆57上的压力PdL的向上力的合力是一净向上的力，合力的大小只取决于通孔60的横截面面积S1。有效接受压力PdL的导向杆57部分表面面积，即导向杆57相对于压力PdL的有效压力接受面积，总是与通孔60的横截面面积S1相等，而不论导向杆57的横截面面积S4是多少。
确定操纵杆53的轴向位置，使等式I中的力∑F1与等II中的力∑F2相等。当力∑F1等于力∑F2(∑FI＝∑F2)时，满足下面的等式III。
PdL·S2-PdL·S1-Pc(S2-S1)＝F-f1+f2    等式III
通孔60的横截面积S1等于分隔块54的横截面积S2。因此，如果在等式III中用S1替换S2，可以获得下面的等式IV。
PdH-PdL＝(F-f1+f2)/S1      等式IV
等式IV中，f1，f2和S1通过控制阀109设计来确定。电磁力F是一可变的参数，变化取决于供给线圈75的电力。等式IV表明操纵杆53根据电磁力F的变化来控制改变压差(PdH-PdL)。换言之，操纵杆53根据作用在操纵杆53上的压力PdH和压力PdL进行控制，这样压差(PdH-PdL)寻求一由电磁力F决定的目标值。操纵杆53作为压力检测体或压力承受体。
如上所述，回位弹簧68的向下力f1大于减震弹簧74的向上力f2。因此，当没有电压供应给线圈75时，或当电磁力F为0时，操纵杆53移到图3所示的初始位置，使阀体56旁边的通孔60的开口尺寸最大。
当施加到线圈75的电压的负载比Dt是预定范围内的最小值Dt(min)时，向上电磁力超出回位弹簧68的向下力f1。向上的推力F和减震弹簧74的向上力f2，与回位弹簧68的向下力f1及基于压差(PdH-PdL)的向下力相互对抗。操纵杆53工作，满足上述等式IV，确定阀体56相对阀座64的位置。然后冷却气体以一定的流速从第二压力监测点P2，经供给通道32向曲柄腔15输送，调节曲柄腔压力Pc，流速取决于阀体56所处的阀位置。
控制器106构成发动机控制的一部分，其包括一微处理器，一只读存储器，一随机存储器，一输入输出接口。输入输出接口与闭合和断开空调器的开关91、在旅行车厢内设定一目标车厢温度Te(set)的车厢温度调节器93和其它传感器相连。传感器包括一用于检测旅行车厢内温度的车厢温度传感器92，一放置在一车轴上用于检测车速的传感器94，一用于检测发动机101的曲轴速度Ne的转速传感器95，一用于检测加速踏板的降低程度Acc的加速踏板传感器96，和一用于检测吸入发动机101内的空气压力R的进气压力传感器97。
控制器106的输入输出接口与用于使控制阀109的线圈75励磁的驱动电路82、用于改变自动变速器103传动比的驱动电路、用于起动节气门机构107的阀的电路、和用于起动燃油喷射装置108的电路相连。
根据开关91的开/关状态、车厢温度传感器92检测的温度Te(t)和车厢调节器93设定的目标温度Te(set)，控制器106确定一负载比Dt的信号，并将该信号发送到控制阀109的驱动电路82上。
根据踏板传感器96检测的踏板下降程度Acc、速度传感器96检测的曲轴速度Ne、和从驱动电路82发送到控制阀109的负载比Dt，控制器106计算发动机101的目标扭矩Trk。
根据计算的目标发动机扭矩Trk，控制器106确定一目标节流阀开口尺寸，并将此目标节流阀开口尺寸发送到节气门机构107的驱动电路上。节气门机构107的驱动电路起动节气门阀，达到目标开口尺寸。因此，改变了吸入发动机101的气流速度。
根据进气压力传感器97检测的进气压力和理想空燃比，控制器106计算目标燃油喷射量。进气压力与进气流速相适应。控制器106将此目标燃油喷射量发送到燃油喷射装置108的驱动电路上。燃油喷射装置108喷射燃油量与每个发动机活塞的吸气冲程中，进入发动机燃烧室的理想空燃比相一致。
参照图7中最佳燃油经济曲线，根据目标发动机扭矩Trk，控制器106确定发动机速度Ne的一目标值。然后，根据发动机速度Ne的目标值和车速传感器94检测的车速，控制器106计算自动变速器103的目标传动比，并将此目标传动比发送到变速器103的驱动电路。变速器103的驱动电路调节在主动轮和从动轮间的速比，以便发动机曲轴速度Ne与目标值相重合。发动机101在发动机速度Ne下运行且扭矩与最佳燃油经济性相一致。即，发动机101在图7中的最佳燃油经济性曲线上运转。下面将说明控制器106的操作。
当车辆的点火开关或起动开关闭合时，空调器起动。当点火开关或起动开关闭合时，控制器106从车辆蓄电池接收电力，并开始操作。
流程图5是控制压缩机工作容量的主程序。当车辆点火开关或起动开关闭合时，控制器106启动程序。控制器106在步骤S41进行各种初始化。例如，控制器106将预定的初始值(0％)赋予施加的线圈75的电压的负载比Dt。
在步骤S42，控制器106等待空调器91的开关被闭合的信号。当空调器的开关91闭合时，控制器106进入步骤S43。在步骤S43，控制器106判断温度传感器92检测的温度Te(t)是否高于温度调节器93设定的想要的温度Te(set)。如果步骤S43的结果是负的，控制106进入步骤S44。在步骤S44，控制器106判断温度Te(t)是否低于想要的Te(set)。如果步骤S44的结果还是负的，控制器106判断所检测的温度Te(t)是否等于所想要的温度Te(set)，并且无需改变现有的负载比Dt返回到步骤S42。
如果步骤S43的结果是正的，控制器106进入步骤S45，以提高冷却回路的制冷性能。在步骤S45，控制器106将一设定值ΔD增加到当前的负载比Dt上，并将此结果设定为新的负载比Dt。控制器106发送这个新的负载比Dt到驱动电路82。
因此，电磁线圈52响应ΔD而增加了电磁力F数量，而此数量使杆53向阀关闭的方向移动。当杆53移动时，回位弹簧68的力f1增大。当等式IV成立时，确定了杆53的轴向位置。
结果，控制阀109的开口尺寸减小，并且曲柄腔压力Pc降低。因此，旋转斜盘18的倾斜角、压缩机的工作容量增大。压缩机工作容量的增加提高了制冷回路中的冷却剂的流速，并且提高了蒸发器38的制冷性能。因此，温度Te(t)下降到想要的温度Te(set)，且增加了压差(PdH-PdL)。
如果S44的结果是正的，控制器106进入步骤S46，降低制冷回路的制冷性能。在步骤S46，控制器106从当前负载比Dt减去设定值ΔD，并设定此结果为新的负载比Dt。控制器106将此新的负载比Dt发送到驱动电路82。因此，电磁线圈52响应ΔD减少了电磁力F一数量，其数量使移动杆53沿阀开启的方向移动。当杆53移动时，回位弹簧68的力f1变小。当等式IV成立时，确定了杆53的轴向位置。
结果，控制阀109的开口尺寸增大，并且曲柄腔压力提高。因此，旋转斜盘18的倾斜角和压缩机工作容量被减少。压缩机工作容量的减少使制冷回路中的冷却剂的流速放慢，并且降低了蒸发器38的制冷性能。因此，温度Te(t)提高到想要的温度Te(set)，并且压差(PdH-PdL)减小。
如上所述，在步骤S45和S46负载比Dt被优化，这样检测到的温度Te(t)寻求想要的温度Te(set)。
在步骤S45将值ΔD加到负载比Dt上后，控制器106开始在图6的主程序中的步骤S51中计算发动机101的目标扭矩。在步骤S46，控制器106从负载比Dt减去值ΔD。同时，控制器106还开始在步骤S51计算发动机101的目标扭矩。
在步骤S51，控制器106通过参照换算表将踏板传感器96检测的踏板降低程度Acc转换为发动机101的要求马力Hp，并进入步骤S52。在步骤S52，根据要求马力Hp和速度传感器95检测的速度Ne，控制器计算发动机101的要求扭矩Trdr，并进入步骤S53。在步骤S53，控制器106读取需用扭矩Tret，用以从表中起动辅助装置，而不是起动压缩机104，并进入步骤S54。辅助装置包括，例如一助力转向装置的液压泵。
在步骤S54，根据发动机速度Ne和负载比Dt，控制器106计算驱动压缩机104的扭矩Trcp，负载比Dt已经通过上述的负载比Dt添加ΔD或减去ΔD计算出来。
如上所述，负载比Dt确定每单位时间从压缩机输送到外部制冷回路35的冷却剂量。因此，控制器106通过参照一换算表计算制冷回路中的冷却剂的流速，该换算表表明了负载比和冷却剂流速间的关系。根据发动机速度Ne和动力变速机构105的传动比计算压缩机驱动轴16的速度。因此，控制器106将制冷回路中的冷却剂流速除以压缩机驱动轴16的速度，用以计算驱动轴16每旋转一周排出冷却剂的量。换言之，控制器106计算从压缩机104到外部制冷回路35的排出冷却剂量。然后，压缩机106通过参照一表，将压缩机104工作容量转换为驱动压缩机104的扭矩Trcp。在计算压缩机扭矩Trcp后，控制器106进入步骤S55。
控制器106通过向其它辅助装置的扭矩Tret填加步骤S55所计算的压缩机扭矩Trcp，计算辅助装置的扭矩Trh，并进入步骤S56。在步骤S56，通过将辅助装置的扭矩Trh填加到要求的发动机扭矩Trdr，控制器106计算出目标发动机扭矩Trk，该要求的发动机扭矩Trdr已在步骤S52计算出来。
在计算目标发动机扭矩Trk后，控制器106根据目标发动机扭矩Trk确定目标节流阀开口尺寸，并且据此命令节气门机构107开关节流阀。节气门机构107调节抽入发动机101的进气量。因此，发动机101随着节流阀开口调节到目标尺寸而运转。
控制器106参照图7中的表，根据目标发动机扭矩Trk确定发动机速度Ne的目标值。控制器106根据发动机速度Ne的目标值和车速传感器94所检测的车速，计算自动变速器103的目标传动比。并发送这个目标传动比到自动变速器103。变速器103的驱动电路改变主动轮和从动轮间的传动比，以使发动机的速度Ne与目标值相一致。在空调器继续工作时，车辆在一扭矩和与最佳燃油经济性一致的发动机速度Ne下行驶。
其后，控制器106执行图5的步骤S41和S43。控制器106根据图6的程序改变负载比，进而改变目标发动机扭矩Trk。因此，变速器103的传动比改变了。如果检测的温度Te(t)比目标温度Te(set)高，控制器106也根据图6的程序改变目标发动机扭矩Trk，以改变变速器103的传动比。
本发明的发动机控制装置有下面的优势。
(1)当计算发动机101的目标扭矩Trk时，控制器106根据负载比Dt，预测压缩机104的扭矩Trcp，该负载比用于控制控制阀109，或用于控制空调器。因此，预测的扭矩和实际所需的用于驱动压缩机104的扭矩间产差值比现有技术中的空调器的差值小，现有技术中的空调器采用固定的压缩机驱动扭矩值。
(2)控制器106根据目标压差值来计算制冷回路中的冷却剂的流速，并将计算的流速除以压缩机的速度，进而计算驱动轴16每转一周压缩机104所排出的冷却剂量。控制器106根据压缩机每转工作容量确定压缩机驱动扭矩Trcp。然后，控制器106根据加速踏板的下降程度Acc确定发动机101所需用的马力Hp，并根据所需用的马力Hp和发动机速度Ne，计算需用的发动机扭矩Trdr。控制器106将需用的发动机扭矩Trdr填加到压缩机扭矩Trdp上，以确定目标发动机扭矩Trk。控制器106根据目标发动机扭矩Trk控制发动机101。目标发动机扭矩Trk被精确地计算出，这使发动机101能被精确地控制。
(3)当计算目标发动机扭矩Trk时，控制器106不仅将驱动压缩机104的扭矩填加到扭矩Trdr，而且驱动其它辅助装置的扭矩也被填加上，而该扭矩Trdr是车辆行驶所必需的。因此，如果发动机101带动的是一不是压缩机104的辅助装置，如一助力转向装置的液压泵，也能精确地控制发动机101。
(4)控制器106根据目标扭矩Trk起动节气门机构107，这样抽入发动机101的的空气流速与目标发动机扭矩Trk一致。同样，控制器106根据目标发动机扭矩Trk，参照图7中的最佳燃油经济性曲线，确定发动机速度Ne的目标值。控制器106根据发动机速度的目标值和当前车速计算变速器103的目标传动比。然后，控制器106控制变速器103，使之在目标传动比下工作。因此发动机在最佳燃油经济性下运转。
(5)根据从控制器106发送的负载比Dt，控制阀109计算压力监测点P1，P2间的压差(PdH-PdL)的目标值，或制冷回路中的冷却剂流速的目标值。压缩机工作容量被控制，其当前流速寻求目标流速。因此，控制器106根据负载比Dt计算冷却剂的流速，并根据这个流速和发动机速度Ne计算压缩机工作容量。因此精确地确定了压缩机工作容量。
(6)控制阀109能根据压力监测点P1，P2间的压差(PdH-PdL)调节阀的开口尺寸。因此空调器要求无电子元件，如压力传感器来在压力监测点P1，P2检测压力。同样，可简化控制控制阀109的程序。
对本领域技术人员很明显本发明可以具体为许多其它的特定的形式，而无需脱离本发明的精神或范围。尤其是本发明可以具体到下面的形式。
在例举的实施例中，基于要使发动机在理想空燃比下运转的目标发动机扭矩Trk，通过改变节流阀开口尺寸，或进气流速来调节发动机扭矩。但是，发明机扭矩可以用其它的方式来控制。例如，节流阀开口尺寸可以不变，根据发动机的目标扭矩Trk直接控制燃油喷射装置108，这样使燃油比偏斜。可选择地，发动机扭矩可以通过调节燃油喷射正时来改变，其不直接与燃油喷射量相关，或通过从均匀燃烧和分层燃烧选择燃烧模式来改变。另外，发动机扭矩可以通过改变至少一进气门和排气门的开启正时或气门升程来改变。同样，发动机扭矩可以通过改变点火正时来改变。
自动变速器103可以用其它结构的自动变速器替代，如一带液力变矩器的行星式变速器。
包括旋转斜盘18的压缩机104可以用一斜盘式变容量压缩机来替换。
在例解的实施例中，第一压力监测点P1放置在排气室23内，第二压力监测点P2放置在高压管40内，并与第一监测点P1保持一定预定距离。但是，压力监测点P1，P2不需要放置在制冷回路的高压区。例如，第一压力监测点P1可以移到图2中的P1’表示的位置处，位于蒸发器38和吸气室22之间，第二压力监测点P2可以移到吸气室22内图2中所示的P2’的位置上，处于点P1’的下游。
可选地，第一压力监测点P1可以放置在排气室23和冷凝室36之间，第二压力监测点P2可以放置在蒸发器38和吸气室22之间。
另外，第一压力监测点P1可以放置在排气室23和冷凝室36之间，第二压力监测点P2可以放置在曲柄腔15内。
第一压力监测点P1可以放置在曲柄腔15内，第二压力监测点P2可以放置在蒸发器38和吸气室22之间。
控制阀109可以用一普通的电磁阀替换，其只能电磁地起动，监测点P1，P2的压力可以由两个压力传感器检测。在这种情形中，控制器106根据压力传感器的信号控制电磁阀。
必要时，曲柄腔压力Pc可以通过改变放气通道31的开启尺寸进行控制。另外，曲柄腔压力Pc可以通过改变供给通道32和放气通道31的开口尺寸进行控制。
因此，现有的实例和实施例只是示例性的，而非是限定性，并且本发明不局限于在此给出的细节，而可以在这个范围内和所附权利要求的等同范围内进行修改。

Claims (5)

1、一种带有空调器的车用发动机控制装置，其中空调器包括：
一变容量压缩机(104)，由发动机(101)驱动，其中压缩机(104)包括一曲柄腔(15)和一容纳于曲柄腔(15)内的凸轮盘(18)，其中压缩机(104)的工作容量可以通过改变曲柄腔(15)内的压力而改变，其中压缩机(104)和外部制冷回路一起整体构成制冷回路；
一压差检测装置(41-43)，用于检测两个监测点(P1，P2)之间压差，两压力监测点位于制冷回路中，压差(PdH-PdL)代表压缩机(104)的工作容量；
一控制阀(109)，具有一阀部(51)和一电磁线圈(52)，其中阀部(51)根据压差检测装置(41-43)检测的压差(PdH-PdL)自动调节其开口尺寸，电磁线圈(52)改变目标压差(PdH-PdL)，该目标压差作为调节阀部(51)开口尺寸的基准值；
一传感器(92)，输出表示旅行车厢温度(Te(t))的信号；
一温度调节器(93)，
所述的发动机控制装置的特征在于，一控制器(106)，将传感器(92)的信号和温度调节器(93)的信号相比较，其中，当信号显示是有差异时，控制器(106)设定一目标压差，并向电磁线圈(52)发送一基于这个目标压差的目标压差信号，这样控制阀(109)以目标压差值工作，控制器(106)根据目标压差信号计算驱动压缩机(104)的扭矩，并限据压缩机驱动扭矩(Trcp)确定一目标发动机扭矩(Trk)，并且控制器(106)根据此目标发动机扭矩(Trk)控制发动机(101)。
2、根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于所述的传感器是第一传感器(92)，且该发动机控制装置还包括一第二传感器(95)，用于输出一响应于发动机(101)速度的电信号，其中控制器(106)根据目标压差信号计算制冷回路中的冷却剂的流速，并且将此流速除以压缩机(104)的速度，而压缩机的速度是根据第二传感器(95)来的信号进行计算的，从而计算出压缩机(104)每转一周冷却剂的工作容量，而且控制器(106)根据计算出的每周工作的冷却剂量，计算出压缩机驱动扭矩(Trcp)。
3、根据权利要求2所述的发动机控制装置，其特征在于第三传感器(96)输出一代表加速踏板降低程度的电信号，其中控制器(106)根据第三传感器(96)的信号确定发动机(10)的要求的马力(Hp)，并根据此要求的马力(Hp)和第二传感器(95)的信号确定一需用的发动机扭矩(Trdr)，其中控制器(106)将这个压缩机驱动扭矩(Trcp)添加到发动机的需用扭矩(Trdr)上，计算出目标发动机扭矩(Trk)。
4、根据权利要求2所述的发动机控制装置，其特征在于第三传感器(96)输出一表示加速踏板的降低程度的电信号，其中控制器(106)根据此第三传感器(96)的信号，确定发动机(101)的要求马力(Hp)，并根据这要求马力(Hp)和第二传感器(95)的信号确定需用的发动机扭矩(Trdr)，其中控制器(106)将此压缩机驱动扭矩(Trcp)和发动机扣除压缩机(104)的装置的驱动扭矩一起添加到所需的发动机扭矩(Trdr)上，计算出目标发动机扭矩(Trk)。
5、根据权利要求4所述的发动机控制装置，其特征在于控制器(106)控制发动机(101)产生一与目标发动机(101)扭矩(Trk)相应的扭矩，而使发动机(101)的进气量与目标发动机扭矩(Trk)相一致，控制器(106)参照一最佳燃油经济性的关系，根据目标发动机扭矩(Trk)确定发动机速度的目标值，并根据目标发动机速度和当前车速计算出连续可变变速器(103)的目标传动比，并且控制器(106)控制变速器(103)以目标传动比工作。
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