JP2006336479A - エンジンの出力制御方法及びエンジンの出力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変容量式の空調用コンプレッサをエンジンにより駆動する場合において、エンジンストールを防ぎつつ燃料消費をできるだけ抑制するようにしたエンジンの出力制御方法を提供する。
【解決手段】エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサ（２）を備え、前記コンプレッサの消費出力相関値に基づいてエンジン出力の補正量を算出し、このエンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するエンジン出力補正処理手順（Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９）に、前記消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量を増大させる出力補正量増大処理手順（Ｓ７〜Ｓ１４）を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）の出力制御方法及びエンジンの出力制御装置、特に可変容量式の空調用コンプレッサをエンジンにより駆動するものに関する。

可変容量式の空調用コンプレッサを提案するものがある（特許文献１参照）。
特開昭６３−１６１７７号公報

ところで、上記の可変容量式の空調用コンプレッサをエンジンにより駆動するとき、コンプレッサ負荷（このコンプレッサ負荷を以下「エアコン負荷」という。）は補機負荷となるが、このエアコン負荷のトルクバラツキは、図３に示したように大きいことが知られている。

このため、特に燃料カットリカバー時にエアコン負荷が急激にエンジンに加わったのでは、エンジンストールの可能性がある。

そこで、エアコン負荷が作動している状態での燃料カットリカバー時には、そのときの冷媒吐出圧力Ｐｄに応じたトルクバラツキ最大値（図３実線で示す特性）に相当する分の補正空気量だけ要求空気量を増大補正することが考えられる。

ここで、冷媒吐出圧力Ｐｄはコンプレッサの消費出力相関値（コンプレッサが消費する出力に相関付けられた値のこと）のうちの一つである。また、補正空気量はエンジン出力の補正量を代表している。要求空気量はエンジン出力を代表している。

しかしながら、気候や運転者の要求により燃料カットリカバー直前でのエアコン負荷の状態（つまりコンプレッサの消費出力相関値の変化する速度）が大きく相違し、燃料カットリカバー時にエアコン負荷が急激に大きくなっている（つまりコンプレッサの消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えている）こともあれば、エアコン負荷があまり急激に大きくなっていない（つまりコンプレッサの消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下である）こともある。従って、燃料カットリカバー時にエアコン負荷が急激に大きくなっているときにはエンジンストールが生じる可能性が高いため、冷媒吐出圧力Ｐｄに応じたトルクバラツキ最大値（図３実線で示す特性）に相当する補正空気量だけ要求空気量を増大補正する必要がある一方で、エアコン負荷があまり急激に大きくなっていないときにはエンジンストールが生じる可能性も低いし、エアコン負荷があまり急激に大きくなっていないときにも 冷媒吐出圧力Ｐｄに応じたトルクバラツキ最大値（図３実線で示す特性）に相当する補正空気量で要求空気量を増大補正したのでは、無駄に燃料を消費することになってしまう。

そこで本発明は、可変容量式の空調用コンプレッサをエンジンにより駆動する場合において、エンジンストールを防ぎつつ燃料消費をできるだけ抑制するようにしたエンジンの出力制御方法及びエンジンの出力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、前記コンプレッサの消費出力相関値（Ｐｄ）に基づいてエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を算出し、このエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）でエンジン出力（ｔＱａ）を補正する処理手順に、前記消費出力相関値の変化する速度（ｄＰｄ／ｄｔ）が所定の増大側速度（ＴＨ）を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度（ｄＰｄ／ｄｔ）が前記所定の増大側速度（ＴＨ）以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を増大させる処理手順を含む。

また、本発明は、エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、前記コンプレッサの消費出力相関値（コンプレッサが消費する出力に相関付けられたパラメータ＝冷媒圧力）（Ｐｄ）に基づいてエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を算出し、このエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）でエンジン出力（ｔＱａ）を補正する際に、前記消費出力相関値の変化する速度（ｄＰｄ／ｄｔ）が所定の増大側速度（ＴＨ）を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度（ｄＰｄ／ｄｔ）が前記所定の増大側速度（ＴＨ）以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を増大させるように構成する。

本発明によれば、エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、前記コンプレッサの消費出力相関値に基づいてエンジン出力の補正量を算出し、このエンジン出力の補正量でエンジン出力を補正する処理手順に、前記消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量を増大させる処理手順を含み、あるいは前記コンプレッサの消費出力相関値に基づいてエンジン出力の補正量を算出し、このエンジン出力の補正量でエンジン出力を補正する際に、前記消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量を増大させるので、可変容量式の空調用コンプレッサをエンジンにより駆動する場合でも、エンジンストールを回避しつつ燃費の向上を図ることができる。

以下、本発明の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１はエンジンの出力制御方法の実施に直接使用するエンジンの出力制御装置の概略構成図を示している。

１は周知の如く、コンプレッサ２、コンデンサ３、リキッドタンク４、膨張弁５、エバポレータ６およびこれらを接続する冷媒管路７からなるエアコンサイクルである。

上記のコンプレッサ２は、斜板の傾きを変化させることによりピストンストロークを変化させ、吐出量をコントロールする可変容量式の空調用コンプレッサである。このコンプレッサ２については公知であるので（山岡丈夫著、「カー・エアコンのカンどころ」第２版、株式会社鉄道日本社、１９９３年４月１０日、ｐ．４８〜ｐ．５０参照）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）を参照して簡単に説明すると、図２（Ａ）はコンプレッサ２の概略断面図、図２（Ｂ）と図２（Ｃ）は図２（Ａ）の一部拡大図である。

吐出ポート１５（冷媒管路７の高圧側）に連通するシリンダ１６をピストン１７が図で左右に摺動可能に設けられ、ピストン１６には斜板１８が連結されている。図では１つのピストン１６しか示していないが、実際にはピストン１７はクランクケース１１内に５つある。

斜板１８は、ドライブラグ１９、ジャーナルピン２０を介して、シャフト１３と一体で回転可能に、かつ斜板１８が傾動可能となるようにシャフト１３に連結されている。シャフト１３はプーリ２５を介して図示しないエンジンによりに回転駆動される。

コンプレッサによる吐出量のコントロールため、ベローズ２２ａと、２個のバルブ２２ｂ、２２ｃと、２個のバルブ２２ｂ、２２ｃを連結固定するシャフト２２ｄとからなるベローズ式コントロールバルブ２２を図２（Ａ）で左下方に備えている。ベローズ２２ａは金属薄板で作られたジャバラで、その中にスプリングが入っており、密封された内部は真空にされている。このため、ベローズ２２ａ周囲のガス圧力とスプリングの反発力との力関係によりベローズ２２ａの長さが図で上下方向に変化するようになっている。つまり、ベローズ２２ａ周囲のガス圧力が高い場合はスプリングがより多く圧縮されベローズ２２ａの長さは上下方向に短くなり、ベローズ２２ａ周囲のガス圧力が低い場合はベローズ２２ａの長さが上下方向に長くなる。また、ベローズ２２ａの下端はクランクケース１１に固定されている。

コンプレッサによる吐出量のコントロールは、ベローズ２２ａの上方に設けられベローズ２２ａの伸縮でコントロールされる２個のバルブ２２ｂ、２２ｃにより、コンプレッサのクランク室１２のガス圧力を変化させて行う。

いま、吸入ポート１４のガス圧力（冷媒管路７の低圧側圧力）が高くなると、図２（Ｂ）のようにベローズ２２ａが図で下方に収縮して低圧側バルブ２２ｂが開かれる（高圧側バルブ２２ｃは閉じる）。この結果、クランク室１２と吸入ポート１４が連通することとなり、クランク室１２のガス圧力が低下する。この逆に、吸入ポート１４のガス圧力が低くなると、図２（Ｃ）のようにベローズ２２ａが図で上方へと膨張して高圧側バルブ２２ｃが開かれるため、今度は低圧側バルブ２２ｂが閉じてクランク室１２のガス圧力が上昇する。こうしたクランク室１２のガス圧力の変化を利用して、斜板１８の傾きを変化させている。

次に、可変容量機構の作動について説明する。
〈１〉最大冷房時
エバポレータ６を通じて冷媒（ガス）に吸収してやらねばならない熱量が多量の場合（低速走行時、外気温度が高い場合、車室内温度が高い場合）には、吸入ポート１４のガス圧力が高くなる。吸入ポート１４のガス圧力が高くなれば、ベローズ２２ａは収縮して低圧側バルブ２２ｂが開き吸入ポート１４とクランク室１２が連通状態となり、クランク室１２のガス圧力は吸気ポート１４のガス圧力とほぼ同等となる。

一方、シリンダ１６内の圧力は吸入ポート１４のガス圧力と同じか若しくはそれ以上である。そのため、ピストン１７の両面にかかる圧力は、シリンダ１６内の圧力≧クランク室１２の圧力という関係になる。したがって、斜板１８の傾きが大きくなる方向（斜板１８が寝る方向）に動かされて最大傾斜となり、ピストン１７のストロークが最大となる。つまり吐出量が最大となる。
〈２〉吐出量コントロール中
吸入ポート１４のガス圧力が低下し所定値以下になるとベローズ２２ａが膨張する。この結果、高圧側バルブ２２ｃが開き低圧側バルブ２２ｂが閉じる。すると、吐出ポート１５からクランク室１２に高圧のガスが流れ込み、クランク室１２のガス圧力が上昇する。クランク室１２のガス圧力が上昇することは５つあるピストン１７のクランク室１２側にかかるガス圧力が上昇することであり、斜板１８の傾斜角が小さくなる（斜板１８が立つ方向）。それは冷媒の吐出量が少なくなる（ピストン１７のストロークが小さくなる）ことを意味している。冷媒の吐出量が少なくなると、吸入ポート１４のガス圧力が上昇するので再びベローズ２２ａは収縮し、高圧側バルブ２２ｃの開度を少なくし冷媒の吐出量を増やす。この作用を繰り返しながら、常時、冷媒負荷に対して最適の冷媒吐出量が得られるよう斜板１８の傾きが変えられコントロールされる。

図１に戻り、上記のシャフト１３と、エンジンの回転力をベルトを介して伝えるプーリ２５との間には、エンジンの回転力を断接する電磁クラッチ２６が介装されている。

空調制御回路３１は、エアコンスイッチ３２からのオン・オフ信号に応じて電磁クラッチ２６の断接（コンプレッサの作動／非作動）を切換える。

エンジンの吸気通路４１には、モータ４２ａなどのアクチュエータと、このアクチュエータにより駆動されるスロットル弁４２ｂとからなる電子制御スロットル装置４２を備えている。

エンジンコントローラ５１では、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）とエンジン回転速度Ｎｅに基づいてスロットル弁４２ｂの開度を制御すると共に、エンジン回転速度Ｎｅと吸入空気量Ｑａに基づいて燃料噴射弁４３からの燃料噴射量を制御する。ここで、アクセル開度はアクセルペダルポジションセンサ５２により、エンジン回転速度Ｎｅはクランクシャフトポジションセンサ５３及びカムシャフトポジションセンサ５４により、吸入空気量Ｑａはエアフローセンサ５５によりそれぞれ検出されている。

エンジンコントローラ５１では、アイドル回転速度の安定のため、アクセルペダルが踏み込まれていない状態（初期状態）となったとき（つまりアイドル時）には、アイドル回転速度のフィードバック制御を行う。アイドル回転速度のフィードバック制御は、エンジン回転速度Ｎｅがフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂ以下に低下したとき制御を開始し、実回転速度Ｎｅが、予め定めている目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと一致するようにスロットル弁開度（要求空気量）を増減補正するものである。この場合に、コンプレッサ２の作動時つまりエアコン負荷の作動状態ではエアコン負荷の非作動時よりエアコン負荷の分だけ高く目標アイドル回転速度ＮＳＥＴが設定されている。

また、エンジンコントローラ５１では、燃費向上のため、燃料カット制御を行う。燃料カット制御は、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット回転速度Ｎｆｃ以上にある場合にアクセルペダルが初期位置まで戻されたときに燃料噴射弁４３からの燃料供給を停止し、その後にエンジン回転速度Ｎｅが低下して燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃまで低下したときに、燃料供給の再開を行わせることで、燃費の向上を図るものである。

この場合に、エアコン負荷がエンジンに加わっているときには、エアコン負荷が加わっていないときよりエンジンの回転落ちが大きくなり、エンジンストールに至ってしまうことが考えられるので、燃料カットリカバー時にエアコン負荷がエンジンに加わっている場合にはそのエアコン負荷の補正空気量だけ要求空気量（エンジン出力の代表値）を増大側に補正している。

さて、可変容量式のコンプレッサ２では、固定容量式のコンプレッサと異なり、図３に示したようにエアコン負荷のトルクバラツキが大きいことが知られている。このため、エアコン負荷の大きなトルクバラツキがあっても燃料カットリカバー時にエンジンストールが生じないようにするには、エアコン負荷トルクに対する補正空気量として、トルクバラツキ最大値（図３実線の特性）に相当する補正空気量を要求空気量に加えることである。

一方、エアコンサイクルが安定した後にはコンプレッサ２の運転点が図３において図示のＡ点付近に落ち着くことも知られている。コンプレッサ２がこのＡの状態に落ち着いている状態では何もトルクバラツキ最大値の補正空気量を加えることは必要でない。

そこで本実施形態では、燃料カットリカバーの直前でエアコン負荷の急増がある（消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えている）か否かを冷媒吐出圧力Ｐｄ（コンプレッサ２の消費出力相関値の一つ）に基づいて判定し、燃料カットリカバーの直前においてエアコン負荷の急増がある場合には、トルクバラツキ最大値の補正空気量を要求空気量に加え、それ以外つまり燃料カットリカバーの直前においてエアコン負荷の急増がない場合にはトルクバラツキ中央値（図３一点鎖線の特性）の補正空気量を要求空気量に加えることとして、可変容量式のコンプレッサ２をエンジンにより駆動する場合において、できるだけ無駄な燃料消費を抑制しつつエンジンストールを回避する。

これをさらに図４を参照して説明すると、同図はエアコン負荷の作動中において、アイドルスイッチがＯＦＦよりＯＮへと切換わった（アクセルペダルが初期位置に戻された）ｔ１のタイミングで燃料カットに入り、その後にエンジン回転速度Ｎｅが低下して燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ（例えば９００ｒｐｍ程度）まで低下したｔ４のタイミングで燃料カットリカバーが行われ（燃料供給の再開）、そのあとさらにエンジン回転速度Ｎｅが低下してフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂ（例えば８００ｒｐｍ程度）に達したｔ６のタイミングでアイドル回転速度のフィードバック制御が開始され、その後にエンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度ＮＳＥＴ（例えば６００ｒｐｍ程度）へと落ち着く場合を示している。ただし、波形はあくまでモデルであり、実際の波形を表すものではない。

ここでは、簡単のため補機負荷はエアコン負荷だけであるとして考える。エアコン負荷が非作動状態のときには、燃料カットリカバー時に、ｔ４からｔ５までの所定の期間、そのときの吸入空気量Ｑａに応じた燃料量で燃料供給が再開されるのに対して（第６段目の細実線参照）、エアコン負荷が作動状態のときには、従来装置によれば、燃料カットリカバー時に、ｔ４からｔ５までの所定の期間、エアコン負荷のトルクバラツキ最大値の分の補正空気量が要求空気量に加算されることから、その増量された要求空気量に応じた燃料量で燃料供給を再開している（第６段目の実線参照）。なお、ここでいう従来装置とは、固定容量式のコンプレッサをエンジンにより駆動する場合である。

しかしながら、この従来装置をそのまま可変容量式のコンプレッサをエンジンにより駆動する場合に適用したとき、燃料カットリカバー時の補正空気量の加算（燃料増量）に伴って、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃから一時的に上昇してしまい（第５段の実線参照）、却って無駄な燃料増量になっていることが判明した。

そこで、本実施形態では、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されるときと、エンジンストールの発生が懸念されないときとの２つに分け、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されるされるときには、燃料カットリカバー時にエアコン負荷のトルクバラツキ最大値（コンプレッサ２の実際に取り得る消費出力の範囲における最大値）の分の補正空気量を要求空気量に加算して燃料供給を再開し、これに対して、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されないときには、燃料カットリカバー時にエアコン負荷のトルクバラツキ中央値（コンプレッサ２の実際に取り得る消費出力の範囲における平均値）の分の補正空気量を要求空気量に加算して燃料供給を再開する。

ここで、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されるときであるか否かの判定は、燃料カットリカバー時であるｔ４のタイミングより所定期間前のｔ３のタイミングにおいて冷媒吐出圧力Ｐｄに基づいて行う。

例えば、図４下から第２段目において、冷媒吐出圧力Ｐｄが実線のように変化するとき、つまりｔ３のタイミングで冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１を超えておりかつ冷媒吐出圧力の所定時間当たり増加量ｄＰｄ／ｄｔ（傾き）が所定値ＴＨを超えているときに燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されると判定する。

これに対して、同じく図４下から第２段目において、冷媒吐出圧力Ｐｄが破線や一点鎖線のように変化するとき、つまり破線で示したようにｔ３の判定タイミングで冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以下にありかつ冷媒吐出圧力の所定時間当たり増加量ｄＰｄ／ｄｔ（傾き）が所定値ＴＨを超えているときや、一点鎖線で示したようにｔ３の判定タイミングで冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以下にありかつ冷媒吐出圧力の所定時間当たり増加量ｄＰｄ／ｄｔ（傾き）が所定値ＴＨを超えていないときには、燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されないと判定する。

上記ｔ３の判定タイミングとしては、例えば燃料カットリカバー時のｔ４より時間にして５秒程度前のタイミングを採用する。これはエンジン回転速度でいうと燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃより大きな所定値Ｎ１（例えば１２００ｒｐｍ程度）にエンジン回転速度Ｎｅが達するタイミングである。

エンジンコントローラ５１で実行されるこの制御をフローチャートに基づいて詳述する。

図５は燃料カットリカバー時の補正空気量を算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

ステップ１では、スロットル弁４２ｂが全閉位置にあるか否かをみる。スロットル弁４２ｂが全閉位置にあるか否かは、アクセルペダルポジションセンサ５２により検出されるアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に基づいて判定する。例えば、アクセルペダルを踏み込んでいないときのアクセル開度（初期位置）であれば、スロットル弁４２ｂが全閉位置（アイドル時）にあると判断する。

スロットル弁４２ｂが全閉位置になければそのまま今回の処理を終了する。

スロットル弁４２ｂが全閉位置にあるときにはステップ２に進み、エンジン回転速度Ｎｅと、冷媒吐出圧力センサ５６により検出される冷媒吐出圧力Ｐｄを読み込む。ここで、冷媒吐出圧力センサ５６はリキッドタンク４の下流側に取り付けられている（図１参照）。

ステップ３では燃料カットフラグを、ステップ４ではエアコン負荷が作動中か否かをみる。燃料カットフラグは、図示しないフローにおいて、燃料カットを行うとき燃料カットフラグ＝１に、燃料カットカットリカバー時に燃料カットフラグ＝０に設定されるフラグである（図４の第３段目参照）。エアコン負荷が作動中か否かは空調制御回路３１からの信号により判断する。つまり、空調制御回路３１から電磁クラッチ２６を接続する信号が出力されていればエアコン負荷が作動中であると、空調制御回路３１から電磁クラッチ２６を切断する信号が出力されているときにばエアコン負荷が非作動中であると判断する。

これらの判断の結果、燃料カットフラグ＝０（燃料カット中でない）のときや燃料カットフラグ＝１（燃料カット中）でもエアコン負荷が非作動中であるときにはステップ３、４よりステップ５に進むことなくそのまま今回の処理を終了する。

一方、燃料カットフラグ＝１（燃料カット中）かつエアコン負荷が作動中であるときにはステップ５に進み判定済みフラグをみる。判定済みフラグは、後述するように、判定タイミングで補正空気量ＱＨＯＳを算出したとき判定済みフラグ＝１となるフラグである（図４の第４段目参照）。ここでは、まだ補正空気量ＱＨＯＳが算出されていない、従って判定済みフラグ＝０であるとしてステップ６に進み、エンジン回転速度Ｎｅと所定値Ｎ１を比較する。所定値Ｎ１は判定タイミング（つまりエアコン負荷が急増しているか否かを判定するタイミング）を定める回転速度で、燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃより大きな値（例えば１２００ｒｐｍ程度）を採用している。燃料カット中でもエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎ１を超えているときにはまだ判定タイミングになっていないので、ステップ７以降に進むことなくそのまま今回の処理を終了する。

やがてエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎ１以下なると判定タイミングになったと判断し、ステップ７、８に進んで冷媒吐出圧力Ｐｄと所定値Ｐｄ１を、また冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔと所定値ＴＨを比較する。ここで、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔとしては、冷媒吐出圧力Ｐｄの今回値と前回値の差を求め、この差が正の値である場合だけを採用すればよい（差が負の値である場合にはｄＰｄ／ｄｔ＝０とする）。

コンプレッサ負荷の代用値である冷媒吐出圧力Ｐｄは、冷媒吐出圧力Ｐｄが大きいほどエアコン負荷が大きいこと、また、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが大きいほどエアコン負荷が急増していることを示すので、冷媒吐出圧力Ｐｄが大きくかつ冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが大きいほどエアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールが発生し易くなる。２つの所定値Ｐｄ１、ＴＨは、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールが生じるか否かを定める適合値で、一方の所定値Ｐｄ１は例えば１ＭＰａ程度の値、他方の所定値ＴＨは例えば０．０５〜０．１ＭＰａ／ｓｅｃ程度である。実際には適合（マッチング）により定める。

冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１を超えており、かつ冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨを超えているときにはエアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの可能性があると判断してステップ９、１０に進み、これ以外のとき（つまり冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以下のとき、冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１を超えていても冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨ以下のとき）にはステップ１２、１３に進む。

なお、条件を２つ満足する場合にエアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの可能性があると判断させているが、これに限られるものでない。例えば、ステップ７を省略した態様も考え得る（冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨを超えているときにエアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの可能性があると判断してステップ９、１０に進み、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨ以下のときにステップ１２、１３に進む）。

ステップ９、１０では、冷媒吐出圧力Ｐｄから図６を内容とするトルクバラツキ中央値のテーブルを検索してトルクバラツキ中央値を、また冷媒吐出圧力Ｐｄから図７を内容とするトルクバラツキ幅のテーブルを検索してトルクバラツキ幅ΔＴＭａｘを求め、ステップ１１で両者を加算した値をエアコン負荷トルクとする。

ここで、トルクバラツキ中央値とは、図３に示す冷媒吐出圧力Ｐｄに対するエアコン負荷のトルクバラツキ特性のうち一点鎖線で示した負荷トルクのことである。また、トルクバラツキ幅ΔＴＭａｘとは、図３に実線で示すトルクバラツキ最大値から一点鎖線で示すトルクバラツキ中央値を差し引いた差のトルクのことである。

上記のトルクバラツキ中央値の特性と、トルクバラツキ幅ΔＴＭＡＸの特性を得るには次のようにすればよい。エアコン負荷のトルクバラツキは、冷媒のコンプレッサ２への吸入圧力ｒｅｆＰｓ、コンプレッサ入口の冷媒温度ｒｅｆＴ、ポート入口とポート出口の冷媒流量差ｒｅｆＧなどのパラメータにより、同一の冷媒吐出圧力でも変化するので、これらを含めてエアコン負荷のトルクバラツキの特性（コンプレッサ２の実際に取り得る消費出力の範囲）を予め求めておく。また、エアコン負荷トルクに対する冷媒吐出圧力Ｐｄの時間的応答遅れ（図４の最下段参照）でエアコン負荷トルクがバラツク要因もあるので、こうした時間的遅れ分も当該特性に含ませておくことが望ましい。

このようにして、冷媒吐出圧力Ｐｄに対するエアコン負荷のトルクバラツキ特性を予め実験により求めると、例えば図３に示すような特性が得られる。そこで、図３に示す特性よりトルクバラツキ中央値のラインを引き、冷媒吐出圧力Ｐｄを横軸に、トルクバラツキ中央値を縦軸に採ると、図６に示すトルクバラツキ中央値の特性が得られる。また、冷媒吐出圧力Ｐｄを横軸に、トルクバラツキ最大値（図３実線）とトルクバラツキ中央値（図３一点鎖線）の差を縦軸に採ると、図７に示すトルクバラツキ幅ΔＴＭＡＸの特性が得られる。このようにして得られた特性をテーブルにしてエンジンコントローラ５１内のメモリに記憶しておく。

なお、トルクバラツキ幅ΔＴＭＡＸの与え方はこれに限られるものでなく、図９のようなものでもかまわない。すなわち、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨを超えている場合において、さらに、ｄＰｄ／ｄｔの大きさを大、中、小の３つの領域に分け、分けた各領域毎に図９を内容とするテーブルを検索することによりトルクバラツキ幅ΔＴＭａｘを算出する。また、簡単には冷媒吐出圧力Ｐｄをパラメータとする図７や図９の可変特性とするのではなく、冷媒吐出圧力Ｐｄに関係なくトルクバラツキ幅ΔＴＭＡＸを一定値で与えることができる。

なお、エアコンサイクルの一部を構成するコンプレッサ２の仕様に変更があると、図３（つまり図６、図７）の特性が変更になるので、コンプレッサ２の仕様に変更があったときには、改めて図６、図７の特性を求める必要がある。

これに対して、冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１以下のときや冷媒吐出圧力Ｐｄが所定値Ｐｄ１を超えていても冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨ以下であるときにはステップ１２で、ステップ９と同じに冷媒吐出圧力Ｐｄから図６を内容とするトルクバラツキ中央値のテーブルを検索してトルクバラツキ中央値を求める。ステップ１３ではステップ１０と相違して、トルクバラツキ幅ΔＴＭＡＸ＝０とする。このため、ステップ１１を実行すると、エアコン負荷トルク＝トルクバラツキ中央値となる。

ステップ１４ではこのようにして算出したエアコン負荷トルクから補正空気量ＱＨＯＳを算出する。補正空気量ＱＨＯＳの特性としては、エアコン負荷トルクが大きくなるほど補正空気量ＱＨＯＳが大きくなる特性とする。

これで判定タイミングでの補正空気量ＱＨＯＳの算出を終了したので、ステップ１５では判定済みフラグ＝１とする。この判定済みフラグ＝１により、次回よりステップ６以降に進むことができない。つまり、判定は燃料カット中に１回だけである。

図８は燃料カットリカバー時からの要求空気量を算出するためのもので、図５に続けて一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

ステップ２１では図５のステップ３と同じに燃料カットフラグを、またステップ２２では図５のステップ４と同じにエアコン負荷が作動中か否かをみる。燃料カットフラグ＝０（燃料カット中でない）のときや燃料カットフラグ＝１（燃料カット中）でもエアコン負荷が非作動中であるときにはステップ２３以降に進むことなくそのまま今回の処理を終了する。

燃料カットフラグ＝１（燃料カット中）かつエアコン負荷が作動中であるときにはステップ２３に進みエンジン回転速度Ｎｅと燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃを比較する。エンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ以下となったときにはさらにステップ２４に進み、前回はエンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ以下であったか否かをみる。前回はエンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃを超えていたとき（つまり今回にエンジン回転速度Ｎｅが初めて燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ以下となったとき）には今回初めて燃料カットリカバー時になったと判断しステップ２５に進んでタイマを起動する（タイマ値ｔｍ＝０）。タイマ値ｔｍは燃料カットリカバー時になったときからの経過時間を計測するためのものである。また、ステップ２６では次回の制御に備えて判定済みフラグ＝０に戻しておく。

前回はエンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ以下であったとき（つまりエンジン回転速度Ｎｅが燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃ以下に続けてなっているとき）にはステップ２５、２６を飛ばしてステップ２７に進む。

ステップ２７では、そのときの運転条件（エンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度）から所定のマップを検索することにより基本要求空気量ｔＱ０を算出する。

ステップ２８ではタイマ値ｔｍと所定値ｔｍ１を比較する。所定値ｔｍ１は補正空気量による補正期間を定めるものである。タイマ値ｔｍが所定値ｔｍ１未満のときには補正期間中にあるとしてステップ２９に進み図５で算出している補正空気量ＱＨＯＳをこの基本要求空気量ｔＱ０に加算した値を要求空気量ｔＱａとして算出する。

タイマ値ｔｍが所定値ｔｍ１未満のときにはステップ２９の操作を繰り返し、やがてタイマ値ｔｍが所定値ｔｍ１以上になると補正期間を外れたと判断しステップ２８よりステップ３０に進んでエンジン回転速度Ｎｅとフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂとを比較する。ここで、フィードバック開始回転速度Ｎｆｂは目標アイドル回転速度ＮＳＥＴがエアコン負荷の作動状態で６００ｒｐｍ程度であるとき、例えば８００ｒｐｍ程度の値である。タイマ値ｔｍが所定値ｔｍ１以上になった当初はエンジン回転速度Ｎｅがフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂより高いのでステップ３１に進み基本要求空気量ｔＱ０をそのまま要求空気量ｔＱａに移す。

エンジン回転速度Ｎｅがフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂより高いあいだはステップ３１の操作を繰り返し、エンジン回転速度Ｎｅがさらに低下してフィードバック制御開始回転速度Ｎｆｂ以下になると、アイドル回転速度のフィードバック制御を行うため、ステップ３０よりステップ３２〜３４に進む。すなわち、ステップ３２では実エンジン回転速度Ｎｅの目標回転速度ＮＳＥＴからの偏差ΔＮ（＝Ｎｅ−ＮＳＥＴ）を算出し、ステップ３３でこの偏差ΔＮに基づいて公知のＰＩＤ制御により空気量のフィードバック補正量Ｑｆｂを算出する。ステップ３４ではこのフィードバック補正量Ｑｆｂを基本要求空気量ｔＱ０に加算した値を要求空気量ｔＱａとして算出する。

ステップ３５、３６ではこのように算出した要求空気量ｔＱａから所定のテーブルを検索することにより目標スロットル弁開口面積ｔＡＴＶＯを求め、この目標スロットル弁開口面積ｔＡＴＶＯからさらに所定のテーブルを検索することにより目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを求める。

図示しないフローでは、このようにして求めた目標スロットル弁開度ｔＴＶＯが得られるようにモータ２２ａを介してスロットル弁開度を制御する。

また、図示しない燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出フローでは、エンジン回転速度Ｎｅと、エアフローセンサ５５により検出される吸入空気量Ｑａとから基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（燃料量）を算出し、これに各種の補正を行って燃料噴射弁４３に与える最終的な燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出している。この場合に、燃料カットリカバー時に補正空気量ＱＨＯＳによって要求空気量ｔＱａが増大補正されると、この要求空気量ｔＱａの増大がエアフローセンサ５５により検出されるため、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが補正空気量ＱＨＯＳの分だけ大きくなる。つまり、燃料カットリカバー時にはエアコン負荷分の燃料増量補正が行われる。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態によれば、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されるときには、エアコン負荷のトルクバラツキ最大値（トルクバラツキ中央値＋トルクバラツキ幅ΔＴＭａｘ）の分の補正空気量ＱＨＯＳを基本要求空気量ｔＱ０に加算して（図５のステップ７、８、９、１０、１１、１４、図８のステップ２７、２８、２９）燃料供給を再開するので、急増しているエアコン負荷が加わるときのエンジンストールの発生を抑制することができる。

一方、エアコン負荷が加わっている状態での燃料カットリカバー時にエンジンストールの発生が懸念されないときには、エアコン負荷のトルクバラツキ中央値の分の補正空気量ＱＨＯＳを基本要求空気量ｔＱ０に加算して（図５のステップ７、８、１２、１３、１１、１４、図８のステップ２７、２８、２９）燃料供給を再開するので、エンジンストールの発生が懸念されないときの無駄な燃料消費を抑えて燃費を向上できる。このときのエンジン回転速度Ｎｅと燃料量の変化は、図４の第５段目と第６段目の一点鎖線のようになる。すなわち、図４の第６段目の一点鎖線で示したように、燃料量は太実線との差の面積分（ハッチング参照）だけ少なくなり、この燃料量の抑制で図４の第５段目の一点鎖線で示したように燃料カットリカバー時の一時的なエンジン回転速度の上昇も生じていない。

このように、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、エンジンにより駆動される可変容量式のコンプレッサ２を備え、冷媒吐出圧力Ｐｄ（コンプレッサの消費出力相関値）に基づいて補正空気量ＱＨＯＳ（エンジン出力の補正量）を算出し、この補正空気量ＱＨＯＳ（エンジン出力の補正量）で要求空気量ｔＱａ（エンジン出力）を補正するエンジン出力補正処理手順に、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨを超えるとき（コンプレッサ２の消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるとき）には、冷媒吐出圧力の所定時間当たりの増加量ｄＰｄ／ｄｔが所定値ＴＨ以下のとき（コンプレッサ２の消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度以下のとき）に比べて、補正空気量ＱＨＯＳ（エンジン出力の補正量）を増大させる出力補正量増大処理手順を含むので、可変容量式のコンプレッサ２をエンジンにより駆動する場合でも、エンジンストールを回避しつつ燃費の向上を図ることができる。

実施形態では、コンプレッサ２の消費出力相関値が冷媒吐出圧力Ｐｄである場合で説明したが、エアコン負荷トルク検出し、その検出したエアコン負荷トルクをコンプレッサ２の消費出力相関値としてもかまわない。

実施形態では、エンジンの出力制御方法を説明したが、エンジンの出力制御装置としては、エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、前記コンプレッサの消費出力相関値（Ｐｄ）に基づいてエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を算出し、このエンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）でエンジン出力（ｔＱａ）を補正する際に、前記消費出力相関値の変化する速度（ｄＰｄ／ｄｔ）が所定の増大側速度（ＴＨ）を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度（ＴＨ）以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量（ＱＨＯＳ）を増大させる出力補正量増大手段を備えるエンジンの出力制御装置が考えられる（請求項８に記載の発明）。

請求項１に記載のエンジン出力補正処理手順の機能は図８のステップ２７、２８、２９により、出力補正量増大処理手順の機能は図５のステップ７〜１４によりそれそれ果たされている。

請求項８に記載の出力補正量増大手段の機能は図５のステップ７〜１４によりそれそれ果たされている。

本発明の第１実施形態のエンジンの出力制御装置の概略構成図。 可変容量式の空調用コンプレッサの概略断面図。 図２（Ａ）の一部拡大図。 図２（Ａ）の一部拡大図。 エアコン負荷のトルクバラツキの特性図。 第１実施形態の作用効果を説明するための波形図。 燃料カットリカバー時の補正空気量の算出を説明するためのフローチャート。 トルクバラツキ中央値の特性図。 トルクバラツキ幅の特性図。 燃料カットリカバー時からの要求空気量の算出を説明するためのフローチャート。 第２実施形態のトルクバラツキ幅の特性図。

符号の説明

１ エアコンサイクル
２ 可変容量式の空調用コンプレッサ
４３ 燃料噴射弁
４２ 電子制御スロットル装置
５１ エンジンコントローラ
５６ 冷媒吐出圧力センサ

Claims (14)

1. エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、
   前記コンプレッサの消費出力相関値に基づいてエンジン出力の補正量を算出し、このエンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するエンジン出力補正処理手順に、
   前記消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量を増大させる出力補正量増大処理手順を含む
   ことを特徴とするエンジンの出力制御方法。
2. 前記消費出力相関値に対して、前記コンプレッサの実際に取り得る消費出力の範囲を予め定めておき、前記エンジン出力の補正量を増大させる量を、前記実際に取り得る消費出力の範囲における最大値に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御方法。
3. 前記エンジン出力の補正量を増大させる前の前記エンジン出力の補正量は、前記コンプレッサの実際に取り得る消費出力の範囲における平均値であることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの出力制御方法。
4. 前記コンプレッサの消費出力相関値は冷媒吐出圧力であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御方法。
5. 前記エンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するのはアイドル時であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御方法。
6. 前記エンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するのは燃料カットリカバー時であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの出力制御方法。
7. 燃料カットリカバー時以外は前記エンジン出力の補正量を増大させないことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの出力制御方法。
8. エンジンにより駆動される可変容量式の空調用コンプレッサを備え、
   前記コンプレッサの消費出力相関値に基づいてエンジン出力の補正量を算出し、このエンジン出力の補正量でエンジン出力を補正する際に、前記消費出力相関値の変化する速度が所定の増大側速度を超えるときには、前記消費出力相関値の変化速度が前記所定の増大側速度以下のときに比べて、前記エンジン出力の補正量を増大させる出力補正量増大手段を備えることを特徴とするエンジンの出力制御装置。
9. 前記消費出力相関値に対して、前記コンプレッサの実際に取り得る消費出力の範囲を予め定めておき、前記エンジン出力の補正量を増大させる量を、前記実際に取り得る消費出力の範囲における最大値に基づいて算出することを特徴とする請求項８に記載のエンジンの出力制御装置。
10. 前記エンジン出力の補正量を増大させる前の前記エンジン出力の補正量は、前記コンプレッサの実際に取り得る消費出力の範囲における平均値であることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの出力制御装置。
11. 前記コンプレッサの消費出力相関値は冷媒吐出圧力であることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの出力制御装置。
12. 前記エンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するのはアイドル時であることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの出力制御装置。
13. 前記エンジン出力の補正量でエンジン出力を補正するのは燃料カットリカバー時であることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの出力制御装置。
14. 燃料カットリカバー時以外は前記エンジン出力の補正量を増大させないことを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの出力制御装置。

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