JP2650378B2 - 連続可変容量型斜板式圧縮機の容量判別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両空調用に供される連続可変容量型斜板
式圧縮機に係り、詳しくは圧縮機の容量を段階的に判別
して、エンジン制御部へアイドル回転数制御のための負
荷情報を提供するようにした容量判別装置に関する。

［従来の技術］ アイドル回転数の制御機構は、吸気通路のバイパス路
に設けられたアイドル制御弁の開度を調節して、アイド
ル回転数を常に最適に制御するものであり、アイドル制
御弁を作動させるエンジン制御部には、エンジン回転
数、冷却水温、車速などのほか、アイドル制御に必要な
車両状態情報の一つとして空調用圧縮機の稼働情報（O
N.OFF信号）も入力されている。

一方、上記空調用に供されるとくに往復動式の圧縮機
は、定容量型から段階可変容量型を経て、いまや連続可
変容量型の斜板式圧縮機も実用段階へと推移してきてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記連続可変容量型斜板式圧縮機を装備した
車両のアイドル制御において、既述のように圧縮機の稼
働情報がON、OFF信号のみに限られ、負荷（容量）変動
情報が全く提供されないまま制御が行われると、当初の
アイドリング時に学習されたアイドル制御弁開度及び目
標回転数は、走行中の状況変化つまり容量変動に対応し
えないまま、次期アイドリング時のスタート条件を支配
してしまう。

したがって走行中、回転数の上昇に伴う過剰な冷房能
力により圧縮機の容量が低下した場合は、次期のアイド
ル回転数が目標値よりも遥かに高くなって不快感を覚え
たり、また、環境変化や渋滞に起用した緩速走行などに
より逆に圧縮機の容量が増大した場合は、上記アイドル
回転数が目標値に達せず、ときにはエンジン停止といっ
た不測の事態を招く虞れもある。

本発明は、上記斜板式圧縮機の負荷変動情報を常にエ
ンジン制御部へ入力して、アイドル回転数を適確に制御
することを解決すべき技術課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、圧縮機の負荷変動を把握するために、斜板
の周縁部に被検出体を取付け、該斜板を囲繞する機体の
壁部であってピストンストロークに同調する該被検出体
の下死点側限界点の変動領域中に、該被検出体との遭遇
の都度パルスを発信する検出器を配設し、該検出器から
の検出信号を段階的な容量判別信号に変換して、アイド
ル回転数を制御するエンジン制御部へ入力させるように
した新規な構成を採用している。

［作用］ したがって圧縮機が小容量で運転されている状態では
被検出体の動作軌跡が検出器による捕捉範囲の外にあっ
てパルスは発信されず、圧縮機が中容量運転に入ると、
被検出体の拡延された動作軌跡の下死点側限界付近が検
出器に遭遇捕捉されて１周期（１回転）に１パルスが発
信され、さらに圧縮機が大容量運転へと移行した状態で
は、被検出体の一層拡延された動作軌跡が検出器を通過
することとなって往路と復路の双方で検出器に捕捉され
るため、２パルスが発信される。すなわち圧縮機の稼働
中、その容量は１周期当りのパルス数により段階的な判
別信号に変換されてエンジン制御部に入力される。そし
てエンジン制御部は該圧縮機の容量情報を加えた各種の
車両状態情報をもとに、アイドル制御弁を介して制御空
気量及び燃料噴射量を制御し、アイドル回転数を調節す
る。

［実施例］ 以下、図に基づいて本発明の一実施例を具体的に説明
する。

第１図は本発明圧縮機のうち揺動斜板式の圧縮機を示
すもので、圧縮機の外郭の一部を構成するシリンダブロ
ック１の前後にはフロントハウジング２及びリヤハウジ
ング３が結合されており、シリンダブロック１及びフロ
ントハウジング２には回転軸４が回転可能に支持されて
いる。フロントハウジング２内の回転軸４上には回転支
持体５が固着され、該回転支持体５の後面側に延出した
支持アーム６の先端部には長孔6aが貫設されている。そ
して該長孔6aにはピン７がスライド可能に嵌めこまれて
おり、ピン７には回転駆動板８が傾動可能に連結されて
いる。

回転支持体５の後端に隣接して回転軸４上にはスリー
ブ９がスライド可能に嵌入され、ばね10により常に回転
支持体５側へ付勢されるとともに、スリーブ９の左右両
側に突設された支軸9a（一方のみ図示）が回転駆動板８
の図示しない係合孔に嵌合されて、該回転駆動板８は支
軸9aの周りを揺動可能に支持されている。

回転駆動板８の後面側には揺動斜板11が相対回転可能
に支持され、かつ外縁部に設けた切欠き11aが通しボル
ト16と係合することにより自転が拘束されるとともに、
シリンダブロック１に貫設されたボア12内のピストン13
と該揺動斜板11とはピストンロッド14により連結されて
いる。したがって、回転軸４の回転運動が回転駆動板８
を介して揺動斜板11の前後往復揺動に変換され、ピスト
ン13がボア12内を前後動することにより吸収室3aからボ
ア12内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ吐出室3bへ
吐出される。そしてクランク室2a内の圧力とボア12内の
吸入圧力ののピストン13を介した差圧に応じてピストン
13のストロークが変動し、揺動斜板11の傾角が変化す
る。なお、クランク室2a内の圧力はリヤハウジング３の
後端突出部内に配設された電磁制御弁機構15により冷房
負荷に基づいて制御される。

上記揺動斜板11の外周縁には磁性体からなる被検出体
17が植設され、該被検出体17の動作軌跡と対応するクラ
ンク室2aの壁部には、例えば、電磁誘導型の検出器18が
配設されている。該検出器18は被検出体17と遭遇の都度
パルスを発信し、同信号は１周期ごとのパルス数により
段階的な容量判別信号に変換されて、アイドル回転数を
制御するエンジン制御部へ入力される。

圧縮機容量によって変動する上記被検出体17の動作軌
跡と検出器18との位置関係並びにパルスの発信状況を第
２図及び第３図に基づいてさらに詳しく説明する。

第２図における（ａ）〜（ｅ）は圧縮機の容量に応じ
た被検出体17の動作軌跡を表わしたもので、（ａ）は最
小容量時（ｅ）は最大容量時、（ｃ）は中間容量時を示
し、各軌跡線の右端は不変の上死点側限界点、同左端は
変動する下死点側限界点である。そして検出器18は該下
死点側限界点の変動領域（図中破線間の領域）中に配設
され、図の実施例では該変動領域のほぼ中央部（Ｐ位
置）に置かれている。

第３図は検出器18によって検出されたパルス発生状況
を示しており、図中（ａ）〜（ｅ）は第２図の容量別符
号（ａ）〜（ｅ）とそれぞれ対応している。すなわち最
小容量時（ａ）においては被検出体17が検出器18の捕捉
範囲にまで達せず、起電力Ｅは０であるのでパルスは発
生しない。中間容量時（ｃ）においては被検出体17が検
出器18に完全に遭遇しているので、最大出力のパルスが
１周期に１回発生する。最大容量時（ｅ）においては被
検出体17が検出器18の捕捉範囲を十分に越えたのち折返
すので、往路と復路の双方に同様のパルスが２回発生す
る。

なお、図中（ｂ）で示したように被検出体17の動作軌
跡が上記中間容量時（ｃ）のそれよりも幾分短い場合
は、その程度に応じた小出力のパルスが１回発生し、同
じく（ｄ）で示したように動作軌跡が中間容量時（ｃ）
のそれよりも幾分長い場合は、その程度に応じた小出力
のものを加えてパルスが２回発生することになる。した
がってカウントされるパルスの出力限界値を定めてこれ
を整理すれば、容量が（ａ）〜（ｂ）はパルス数０の小
容量、（ｂ）〜（ｄ）はパルス数１の中容量、（ｄ）〜
（ｅ）はパルス数２の大容量といった３段階に容易に判
別することができる。この場合、最小容量を10％、最大
容量を100％としたときの上記３段階の容量配分は、上
記検出器18の配設位置並びにカウントされるパルスの出
力限界値と選択により、任意に設定することが可能であ
る。

第４図は本発明の容量判別装置により出力される圧縮
機容量信号を車両状態情報の一つに加えたアイドル回転
数制御機構を示すもので、エンジン本体21に形成された
シリンダボア22内には、ピストン23が摺動自在に収容さ
れて燃焼室24が形成される。吸気ポート25は吸気弁26に
より、また、排気ポート27は排気弁28によりそれぞれ開
閉される。吸気ポート25の近傍には燃料噴射弁29が配設
される。吸気ポート25に連通する吸気通路31の最も上流
側には、エアフィルタ32とエアフロメータ33が設けら
れ、その下流側にはスロットル弁34が設けられる。スロ
ットル弁34の上流側と下流側とはバイパス通路35により
接続され、バイパス通路35はアイドル制御弁36によりそ
の流路面積が調節される。アイドル制御弁36は例えばソ
レノイドバルブであり、常にエンジン制御部41によりそ
の開度が調節され、これによりアイドル回転数が制御さ
れる。アイドル制御弁36は、ソレノイド37の通電時間の
デューティ比によって開度が調節され、デューティ比０
％の時全閉であり、デューティ比100％の時全開であ
る。

エンジン制御部41はアイドル制御弁36のソレノイド37
の通電時間のデューティ比を決めるものであり、マイク
ロプロセッシングユニット（MPU）42と、メモリ43と、
入力ポート44と、出力ポート45と、これらを接続するバ
ス46とからなる。入力ポート44には後述する種々の車両
状態情報が入力され、出力ポート45はアイドル制御弁36
のソレノイド37に接続される。MPU42はメモリ43に格納
されたプログラムに従って、ソレノイド37への通電時間
のデューティ比を求める。

51〜58は車両状態情報として入力ポート44に入力され
るパラメータで、51はエンジン回転数に応じた信号、52
はスロットル弁34の開度が所定値以下のときのアイドル
スイッチのON信号、53は車速に応じた信号、54はオート
マチック車の自動変速機に取付けられ、シフトレバーが
ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又はパーキングレンジ
（Ｐレンジ）に入っているときのニュートラルON信号、
55は空調用圧縮機のON信号、56はパワーステアリング装
置のポンプの吐出圧が所定値以上のときのオイルプレッ
シャON信号、57は冷却水温に応じた信号である。そして
58は本発明によって特徴づけられる容量判別に基づいた
揺動斜板式圧縮機の容量信号である。

したがって、本発明装置によって出力される圧縮機の
負荷（容量判別）情報は、走行時においても常にエンジ
ン制御部41に与えられ、該エンジン制御部41は上記負荷
の変動を入力後直ちに目標回転数を予測し、アイドル制
御弁36を作動させて次期アイドリング時の制御空気量及
び連鎖的に対応する燃料噴射量を調整するので、エンジ
ン回転数を常時適正値に近付けることが可能となる。

ちなみに圧縮機の容量を10〜100％の範囲で可変とな
した場合、従来のON、OFF信号のみの制御では、アイド
リング時のエンジン回転数に300r.p.m.程度の影響が生
じるものといわれ、エンジン停止事故や当然に運転者が
知覚しうる不快状態の発生が懸念されるものであるが、
上述したように圧縮機の容量を３段階程度に判別して、
この情報をエンジン制御部41に与えれば、アイドリング
時のエンジン回転数への影響は100r.p.mにも満たない僅
少値にとどめることができる。なお、上述の実施例は揺
動斜板式圧縮機について説明したが、回転斜板（可変
角）式圧縮機の容量検出手段としては、例えばピストン
頸部に植設した被検出体の動作軌跡を、シリンダブロッ
クに設置した検出器によって検出することもできる。ま
た、該ピストンが両頭型式の場合の下死点側限界点と
は、容量検出手段の如何を問わず、不変の上死点を有し
て斜板傾角の制御基準となる側のピストンヘッドを対象
としたものである。さらに既述の説明におけるアイドル
制御、すなわちアイドル制御弁を介した制御空気量及び
燃料噴射量の制御は、これを点火時期の制御に置換えて
実施することもできる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、斜板の周縁部に取付け
た被検出体と、ピストンストロークに従って変動する被
検出体の下死点側限界点の変動領域中に配設した検出器
とによりパルスを発信させ、該信号を段階的な容量判別
信号に変換して、これをアイドル制御情報に加えるよう
にしたものであるから、１周期当りのパルス数の計測の
みで圧縮機の容量を簡単に判別することができ、しかも
判別された容量情報が的確にアイドル制御に活用される
ので、連続可変容量型斜板式圧縮機を装備した車両のア
イドリング時に懸念されるエンストや不快感を完全に一
掃させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる揺動斜板式圧縮機の一実施例を示
す断面図、第２図は被検出体の動作軌跡と検出器の配設
位置を示す説明図、第３図は容量別のパルス発生状況を
示す説明図、第４図はアイドル制御機構を示す断面図で
ある。 １……シリンダブロック、2a……クランク室 11……揺動斜板、13……ピストン 17……被検出体、18……検出器 41……エンジン制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸の回転に従動する斜板の傾角を制御
   してピストンストロークを変化させるように構成した連
   続可変容量型斜板式圧縮機において、上記斜板の周縁部
   に被検出体を取付け、該斜板を囲繞する機体の壁部であ
   って上記ピストンストロークに同調する該被検出体の下
   死点側限界点の変動領域中に、該被検出体との遭遇の都
   度パルスを発信する検出器を配設するとともに、該検出
   器からの検出信号を段階的な容量判別信号に変換して、
   アイドル回転数を制御するエンジン制御部へ入力させる
   ようにしたことを特徴とする連続可変容量型斜板式圧縮
   機の容量判別装置。