JP2965050B2 - 車両の燃料供給量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン出力により運
転されるエアコンディショナのような冷却装置を搭載し
た車両に係り、特にアイドリング状態におけるエンジン
への燃料供給量を前記冷却装置の運転状態に応じて電気
的に制御する車両の燃料供給量制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開昭６
２−４１９５１号公報に示されているように、エンジン
がアイドリング状態にあるとき、冷却装置が作動中であ
ればエンジンへの燃料供給量を冷却装置が非作動中であ
るときに比べて増加させ、かつその増加分を冷却装置内
の冷媒の高圧側圧力に応じて制御するようにして、冷却
装置による負荷の増大によってエンジンがラフアイドル
になったり、エンジンストール（以下、単にエンストと
いう）したりしないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような冷却装置に
あっては、可変容量コンプレッサが使用されることが多
く、この可変容量コンプレッサは、一般的に、圧送され
る冷媒の流量が一定であれば、同コンプレッサの回転速
度が減少するにしたがってその容量が増大して大きな駆
動トルクを必要とするという性質を有する。今、アクセ
ルペダルの踏み込み解除によりエンジンが非アイドリン
グ状態からアイドリング状態に変化すると、エンジンの
回転速度は所定のアイドル回転速度に向かって急激に低
下する。一方、可変容量コンプレッサは冷媒流量を維持
すべく小容量側から大容量側へすばやく変化する。その
ため、前記アイドリング状態への変化直後には、冷媒流
量は急変することなく、エンジンがアイドリング状態に
なる直前の値に維持される。そして、エンジンが非アイ
ドリング状態からアイドリング状態に変化した時点で
は、通常、可変容量コンプレッサの駆動トルクが急に大
きくなってエンジン出力に対する負荷が急増する。

【０００４】したがって、上記従来装置において、アイ
ドリング状態時における燃料供給量の増加分をあまり大
きく設定してなければ、エンジンがアイドリング状態に
変化する前の冷却装置の冷却能力が高かった場合、すな
わち冷媒流量が大きかった場合には、エンジンがアイド
リング状態に変化した時点で、エンジンへの燃料供給量
が不足して、エンジンがラフアイドルになったり、エン
ストしたりするという問題がある。また、前記従来装置
のアイドリング状態時における燃料供給量の増加分を大
きく設定してあれば、前記のような事態を避けることは
できるが、エンジンがアイドリング状態に変化する前の
冷却装置の冷却能力がそれほど高くない場合すなわち冷
媒流量がそれほど大きくなかった場合には、アイドリン
グ状態におけるエンジンへの燃料供給量が過剰になって
燃費の悪化につながる。

【０００５】本発明は上記問題に対処するためになされ
たもので、その目的は、エンジンが所定のアイドル回転
速度で可変容量コンプレッサを駆動するという条件下
で、同コンプレッサが非アイドリング状態にあるときの
冷媒流量を維持するために必要な駆動トルクを推定し
て、同推定トルクに応じてアイドリング状態におけるエ
ンジンへの燃料供給量を制御することにより、エンジン
のアイドリング回転を常に適切に維持するようにした車
両の燃料供給量制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、図１に示すように、エン
ジン１により駆動される可変容量コンプレッサ２ａを有
し、同コンプレッサ２ａから圧送される冷媒を凝縮器２
ｂ及びエバポレータ２ｃを介して循環させてなる冷却装
置２を搭載した車両に適用され、アイドリング状態にお
けるエンジン１への燃料供給量を調整するアイドリング
調整装置３と、アイドリング調整装置３を冷却装置２の
運転状態に応じて電気的に制御する電気制御装置４とを
備えた車両の燃料供給量制御装置において、電気制御装
置４を、エンジン１が非アイドリング状態にあるときに
前記循環する冷媒の流量を検出する冷媒流量検出手段４
ａと、エンジン１が所定のアイドル回転速度で可変容量
コンプレッサ２ａを駆動するという条件下で同コンプレ
ッサ２ａが前記検出した冷媒流量を維持するために必要
な推定駆動トルクを前記冷媒流量および前記アイドル回
転速度に基づいて演算するトルク推定手段４ｂと、前記
演算した推定駆動トルクに応じた制御信号をアイドリン
グ調整装置３に出力して同調整装置３によるアイドリン
グ状態におけるエンジン１への燃料供給量を前記推定駆
動トルクに応じて制御する出力手段４ｃとで構成したこ
とにある。

【０００７】

【作用】上記のように構成した本発明においては、エン
ジン１が非アイドリング状態にあるときの冷却装置４内
の冷媒流量が冷媒流量検出手段４ａによって検出される
とともに、エンジン１が所定のアイドル回転速度で可変
容量コンプレッサ２ａを駆動するという条件下で同コン
プレッサ２ａが前記検出した冷媒流量を維持するために
必要な駆動トルク、すなわち冷却装置２内の冷媒流量が
一定に保たれたままエンジン１が非アイドリング状態か
らアイドリング状態になったと仮定した場合における可
変容量コンプレッサ２ａに必要な駆動トルクが、トルク
推定手段４ｂによって演算される。そして、出力手段４
ｃが前記推定駆動トルクに応じてアイドリング調整装置
３を制御してアイドリング状態におけるエンジン１への
燃料供給量を制御するので、エンジン１が非アイドリン
グ状態からアイドリング状態へ変化しても、同アイドリ
ング状態へ変化する前の冷却装置２内の冷媒の流量を維
持した状態で可変容量コンプレッサ２ａを駆動するため
のトルクに必要かつ充分な燃料がエンジン１に供給され
る。

【０００８】

【発明の効果】上記作用説明からも理解できるとおり、
本発明によれば、エンジン１が非アイドリング状態から
アイドリング状態へ変化して可変容量コンプレッサ２ａ
の駆動トルクが急増しても、エンジン１には可変容量コ
ンプレッサ２ａを駆動するためのトルクに必要かつ充分
な燃料が供給されるので、エンジン１がアイドリング状
態へ変化する前の冷却装置２の冷却能力が高くても、ま
た同冷却能力がそれほど高くなくても、エンジン１への
燃料供給量が常に適切に保たれ、エンジン１がラフアイ
ドルになったり、エンストしたり、過剰な高速度で回転
したりすることがなくなり、エンジン１が常に適切なア
イドリング状態に保たれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図２は車室内を冷却するエアコンディショナの
一部を構成する冷却装置１０と、エンジンＥＧへの燃料
供給量を調整する燃料供給量調整装置２０と、同冷却装
置１０及び燃料供給量調整装置２０を制御する電気制御
装置３０とをブロック図により示している。

【００１０】冷却装置１０は可変容量コンプレッサ１１
を備えている。この可変容量コンプレッサ１１はエンジ
ンＥＧによりベルト１２及び電磁クラッチ１３を介して
選択的に駆動されるもので、その駆動時に低圧配管P1内
の冷媒を吸入するとともに高圧配管P2内に圧送して、同
冷媒を凝縮器１４およびエバポレータ１５を介して循環
させる。凝縮器１４には冷却ファン１６が付設されてお
り、同凝縮器１４は冷却ファン１６の空冷作用により冷
媒を凝縮する。また、凝縮器１４の下流の高圧配管P2内
にはレシーバ１７が介装されている。レシーバ１７は凝
縮器１４側の高圧配管P2を介して入力される凝縮冷媒を
ガス相成分と液相成分とに分離して、この液相成分のみ
をエバポレータ１５側の高圧配管P2に出力する。エバポ
レータ１５はその蒸発作用により車室に流入される空気
流を冷却するもので、その上流には膨張バルブ１８が設
けられるとともに下流には感温筒１９が設けられてい
る。感温筒１９はエバポレータ１５から出力された冷媒
の温度を検出して同温度に応じて膨張バルブ１８の開度
を設定するもので、同バルブ１８は前記設定された開度
で高圧配管P2を介して供給される冷媒を膨張させてエバ
ポレータ１５に供給する。

【００１１】燃料供給量調整装置２０は、吸気管２１内
に設けたスロットルバルブ２２と、同バルブ２２のバイ
パス路２３に設けたアイドリング調整バルブ２４とから
なる。スロットルバルブ２２はアクセルペダルの踏み込
み量に応じてその開度が変更されるもので、同開度によ
り直接的にはエンジンＥＧの非アイドリング状態におけ
る吸入空気量が調整され、また間接的には同状態におけ
るエンジンＥＧへの燃料供給量および混合気量が調整さ
れる。アイドリング調整バルブ２４は電気的に制御され
てその開度が変更されるもので、同開度に応じて直接的
にはエンジンＥＧのアイドリング状態における吸入空気
量が調整され、また間接的には同状態におけるエンジン
ＥＧへの燃料供給量及び混合気量が調整される。

【００１２】電気制御装置３０は、外気温センサ３１、
回転速度センサ３２、高圧側圧力センサ３３、車速セン
サ３４および操作スイッチ３５を備えている。外気温セ
ンサ３１はエンジンルーム内の凝縮器１４とフロントグ
リルとの間に設けられ、車両外部からエンジンルーム内
へ流入して凝縮器１４を通過する外気の温度Ｔacを検出
して、同温度Ｔacを表す検出信号を出力する。回転速度
センサ３２は可変容量コンプレッサ１１に付設され、同
コンプレッサ１１の回転速度Ｎc を検出して同速度Ｎc
を表す検出信号を出力する。高圧側圧力センサ３３はレ
シーバ１７の出口近傍の高圧配管P2に付設され、冷媒の
高圧側圧力Ｐh を検出して同圧力Ｐh を表す検出信号を
出力する。車速センサ３４は変速機の出力軸の回転速
度、車輪の回転速度などを測定することにより車速Ｕを
検出して、同車速Ｕを表す検出信号を出力する。操作ス
イッチ３５はエアコンディショナを作動させるときに操
作されるスイッチである。

【００１３】これらの各センサ３１〜３４および操作ス
イッチ３５はマイクロコンピュータ３６に接続されてい
る。マイクロコンピュータ３６はその内部のＲＯＭ内に
図３，４のフローチャートに対応したプログラムを記憶
しており、同プログラムの実行により各駆動回路３７〜
３９を介して電磁クラッチ１３、冷却ファン１６および
アイドリング調整バルブ２４をそれぞれ制御する。な
お、駆動回路３７，３８は電磁クラッチ１３および冷却
ファン１６に対する駆動電力の供給の有無によって同ク
ラッチ１３及び同ファン１６をそれぞれオン・オフ制御
し、駆動回路３９はアイドリング調整バルブ２４に供給
する駆動電圧に比例して同バルブ２４の開度を制御す
る。また、このマイクロコンピュータ３６にはイグニッ
ションスイッチＩＧを介してバッテリＢＴが接続されて
いる。

【００１４】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。イグニッションスイッチＩＧがオンされる
と、エンジンＥＧが始動されるとともに、マイクロコン
ピュータ３６が作動し始める。この状態で、操作スイッ
チ３５がオン操作されると、このオン操作に応答して、
マイクロコンピュータ３６は図３のステップ５０からプ
ログラムの実行を開始し、ステップ５１にて初期設定処
理を実行した後、ステップ５２〜６９（図３，４）から
なる循環処理を繰り返し実行し続ける。この初期設定処
理においては、変数ｎが「１」に設定されるとともに、
駆動回路３７，３８へ作動制御信号が出力される。

【００１５】この作動制御信号に応答して、駆動回路３
７は電磁クラッチ１３に駆動電力を供給して同クラッチ
１３がオンするので、エンジンＥＧからの回転駆動力が
ベルト１２および電磁クラッチ１３を介して可変容量コ
ンプレッサ１１に伝達されるようになり、同コンプレッ
サ１１は作動し始める。また、駆動回路３８も冷却ファ
ン１６に駆動電力を供給するようになるので、同ファン
１６も回転し始める。これにより、可変容量コンプレッ
サ１１により圧送されて凝縮器１４、レシーバ１７、膨
張バルブ１８およびエバポレータ１５を循環する冷媒の
作用により、冷却装置１０は車室内へ流入される空気を
冷却し始める。

【００１６】前記ステップ５２〜６９からなる循環処理
においては、まずステップ５２にて各センサ３１〜３４
から外気温度Ｔac、可変容量コンプレッサ１１の回転速
度Ｎc 、冷媒の高圧側圧力Ｐh および車速Ｕを表す各検
出信号がそれぞれ入力されて、前記各値Ｔac,Ｎc,Ｐh,
Ｕ が一時的に記憶される。次に、ステップ５２〜６０
の各処理が実行され、その後、ステップ６１にてエンジ
ンＥＧがアイドリング状態にあるか否かが判定される。
この判定処理は前記可変容量コンプレッサ１１の回転速
度Ｎc （エンジンＥＧの回転速度にほぼ等しい）に基づ
いて行われるもので、同回転速度Ｎc が所定の回転速度
範囲内、例えば６００〜８００r.p.m 内にあるか否かが
判定される。

【００１７】この場合、イグニッションスイッチＩＧが
オンされた直後であって、前記ステップ６１にて「ＹＥ
Ｓ」すなわちエンジンＥＧはアイドリング状態にあると
判定されるので、プログラムはステップ６２以降へ進め
られる。また、この場合、前記ステップ５１の初期設定
処理により変数ｎは「１」に設定されているので、ステ
ップ６２の処理後のステップ６３にて「ＹＥＳ」と判定
され、ステップ６４にて、可変容量コンプレッサ１１の
目標回転速度Ｎcoと検出した回転速度Ｎc との偏差Ｅn
（＝Ｎco−Ｎc ）の初期値Ｅ0,Ｅ1 が共に「０」に設定
されるとともに、アイドリング調整バルブ２４に対する
駆動電圧Ｖn の初期値Ｖ0 が所定電圧Ｖ00に設定され
る。なお、前記目標回転速度Ｎcoは７００r.p.m 程度の
予め決められた所定値であるが、エンジンＥＧの運転状
態に応じて図示しない処理により若干異なる値（例え
ば、エンジンＥＧの暖気運転時などには７００r.p.m よ
り若干大きな値）に設定されるものである。また、前記
所定電圧Ｖ00は、スロットルバルブ２２を全閉するとと
もに、同電圧Ｖ00によりアイドリング調整バルブ２４の
開度を調整した場合に、エンジンＥＧの回転速度が前記
目標回転速度Ｎcoになるように予め設定された値であ
る。

【００１８】前記ステップ６４の処理後、ステップ６５
にて下記数１の演算の実行により、駆動電圧Ｖn が計算
される。

【００１９】

【数１】

【００２０】なお、前記数１中、係数Ｋp,θ,Ｔiは予め
決められた制御定数である。また、この場合、偏差Ｅn
(＝Ｅ1)，Ｅn-1(＝Ｅ0)は共に「０」であり、かつ駆動
電圧Ｖn-1(=Ｖ0) は所定電圧Ｖ00であるので、駆動電圧
Ｖn は同所定電圧Ｖ00に設定される。そして、ステップ
６６にてこの駆動電圧Ｖn を表す制御信号が駆動回路３
９に出力される。駆動回路３９はアイドリング調整バル
ブ２４にこの駆動電圧Ｖnを出力して同バルブ２４の開
度を前記電圧Ｖn(＝Ｖ00) に比例させて制御するので、
バイパス路２３を介して吸気管２１に供給される吸入空
気量が前記駆動電圧Ｖn により決定される。これによ
り、エンジンＥＧには前記駆動電圧Ｖn に比例した量の
空気および燃料（混合気）が供給されるようになるの
で、エンジンＥＧの出力が前記混合気により制御される
ようなる。

【００２１】前記ステップ６６の処理後、ステップ６７
にて変数ｎに「１」が加算され、プログラムはステップ
５２へ戻されて、エンジンＥＧのアイドリング状態が続
く限り、前述したステップ５２〜６７からなる循環処理
が実行され続ける。この循環処理においては、前記ステ
ップ６７の処理によって変数ｎは「１」より大きくなる
ので、前記ステップ６３においては「ＮＯ」と判定され
続けて、ステップ６２，６５，６６の処理により、アイ
ドリング調整バルブ２４の開度が制御され続ける。この
場合、ステップ６２にて、下記数２の演算の実行によ
り、可変容量コンプレッサ１１の目標回転速度Ｎcoと同
コンプレッサ１１の現在の検出回転速度Ｎc との偏差Ｅ
n が計算され、ステップ６５にて、上記数１の演算の実
行により、この偏差Ｅn に比例した値θ・Ｅn/Ｔiが前回
の循環処理における駆動電圧Ｖn-1に加算されて駆動電
圧Ｖn が１循環処理毎に更新されていく。

【００２２】

【数２】Ｅn＝Ｎco−Ｎc そして、ステップ６６にてエンジンＥＧへの混合気の量
が前記更新された駆動電圧Ｖn に比例して制御されるの
で、エンジンＥＧ及び可変容量コンプレッサ１１の回転
速度が目標回転速度Ｎcoになるように制御される。ま
た、上記数１中の項Ｋp・（Ｅn−Ｅn-1）により、可変容
量コンプレッサ１１の回転速度が目標回転速度Ｎcoに向
かって近づいていく変化カーブが滑らかになるように制
御される。

【００２３】このようなアイドリング状態にて、アクセ
ルペダルが踏み込み操作されてスロットルバルブ２２が
開かれると、エンジンＥＧへの燃料供給量（混合気量）
が増加し、エンジンＥＧの回転速度が大きくなる。これ
により、可変容量コンプレッサ１１の回転速度Ｎc も増
加するので、前記ステップ６１にて「ＮＯ」すなわち前
記回転速度Ｎc が所定範囲（６００〜８００r.p.m） に
ないと判定され、ステップ６８，６９にてトルク偏差Δ
Ｔおよび駆動電圧Ｖn がそれぞれ計算されるとともに、
ステップ６８，６９，６６，６７，５２〜６１からなる
循環処理が繰り返し実行されるようになる。そして、こ
のステップ６８のトルク偏差ΔＴの演算処理において
は、ステップ５３〜６０の処理によって計算された可変
容量コンプレッサ１１の駆動トルクＴn が利用されるの
で、前記ステップ６８，６９の処理の説明の前にステッ
プ５３〜６０の処理について説明する。

【００２４】まず、ステップ５３においては、ステップ
５２の処理により入力した高圧側圧力Ｐh に基づき、同
圧力Ｐh と凝縮器１４にて凝縮された冷媒の温度Ｔrcと
の関係を表す下記数３の演算の実行によって凝縮冷媒温
度Ｔrcが計算される。

【００２５】

【数３】Ｔrc＝ｆ(Ｐh) 次に、ステップ５４にて、前記計算した凝縮冷媒温度Ｔ
rcと前記ステップ５２の処理により入力した外気温度Ｔ
acおよび車速Ｕとに基づいて、下記数４の演算の実行に
よって冷却装置１０内を循環する冷媒の流量Ｇr(Kg/hou
r)が計算される。

【００２６】

【数４】

【００２７】なお、上記数４中、各係数Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅは予め設定された値であって、例えば、Ａ＝0.2
4，Ｂ＝1200，Ｃ＝10，Ｄ＝38，Ｅ＝0.18である。

【００２８】ここで、この数４の理論的根拠について説
明しておく。本件出願の発明者らは、まず凝縮器１４の
外表面上の温度すなわち外気温度Ｔacと凝縮器１４内の
凝縮冷媒の温度Ｔrcとの差が大きいときには凝縮器１４
の放熱能力が高いために冷媒流量Ｇr も多く、かつ両温
度Ｔac，Ｔrcの差が小さいときには凝縮器１４の放熱能
力が低いために冷媒流量Ｇr も少ないという一般的な物
理現象に着目して、両温度Ｔac，Ｔrcと冷媒流量Ｇr と
の関係を見つけ出すことを試みた。

【００２９】まず、凝縮器１４内の冷媒に着目して凝縮
冷媒の放熱量Ｑrcについて考えると、同放熱量Ｑrcは、
凝縮器１４の冷媒流入口と冷媒流出口との間の冷媒エン
タルピーΔｉ(Kcal/Kg) と冷媒流量Ｇr とにより下記数
５のように表されることは、一般的に知られていること
である。

【００３０】

【数５】Ｑrc＝Δｉ・Ｇr この場合、冷媒エンタルピーΔｉは主に凝縮冷媒の潜熱
分に相当し、冷媒の種類が特定されれば凝縮冷媒温度Ｔ
rcの関数として定義されるもので、例えば冷媒の種類を
Ｒ１２に選定したとき、同エンタルピーΔｉと凝縮冷媒
温度Ｔrcとの関係は図５の曲線Ｌで表されることが実験
的に確認された。ここで、この曲線Ｌを直線Ｌaで近似
すれば、冷媒エンタルピーΔｉは下記数６の関係式で表
される。

【００３１】

【数６】Δｉ＝Ｄ−Ｅ・Ｔrc したがって、前記数５の関係式は下記数７の関係式のよ
うに変形される。

【００３２】

【数７】Ｑrc＝(Ｄ−Ｅ・Ｔrc)・Ｇr ただし、前記数６，７中の係数Ｄ，Ｅは、Ｄ＝38，Ｅ＝
0.18なる定数である。

【００３３】一方、凝縮器１４の表面での外気温度Ｔac
に着目して凝縮器１４から外部への放熱量Ｑacについて
考えると、同放熱量Ｑacは一般的に下記数８の関係式に
より表される。

【００３４】

【数８】Ｑac＝Ａ・Ｇac・Φ・(Ｔrc−Ｔac) ただし、前記数８中、値Ｇacは凝縮器１４へ流入する外
気の流量(Kg/hour) を表し、値Φはその温度効率を表
し、係数ＡはＡ＝0.24なる定数である。ここで、凝縮器
１４の外表面における外気流の流速が車速Ｕに対応する
ことに着目して、値Ｇac・Φ と車速Ｕとの関係が図６の
曲線Ｌで表されることが実験的に確認された。ここで、
曲線Ｌを直線Ｌa で近似すれば、値Ｇac・Φ は下記数９
の関係式で表される。

【００３５】

【数９】Ｇac・Φ＝Ｂ＋Ｃ・Ｕ したがって、前記数８の関係式は、下記数１０の関係式
のように変形される。

【００３６】

【数１０】Ｑac＝Ａ・(Ｂ＋Ｃ・Ｕ)・(Ｔrc−Ｔac) ただし、前記数１０の各係数Ｂ，Ｃは、Ｂ＝1200，Ｃ＝
10なる定数である。なお、エンジンＥＧがアイドリング
状態にあるときには、冷却ファン１６からの空気流のみ
であるので、値Ｇac・Φは一定であるとみなしてよい。

【００３７】ここで、凝縮冷媒の熱は凝縮器１４を介し
て外気側へ放熱されることを考慮すれば、上記数７で定
義された凝縮冷媒の放熱量Ｑrcは上記数１０で定義され
た凝縮器１４から外部への放熱量Ｑacに等しい（Ｑrc＝
Ｑac）ことは当然であり、上記数７，１０の両関係式よ
り、上記数４の関係式が導き出される。したがって、前
記数４の演算の実行により、冷却装置１０内を循環する
冷媒の流量Ｇr が計算されることが理解できる。

【００３８】前記ステップ５４の処理後、ステップ５５
にて、下記数１１の演算の実行により、可変容量コンプ
レッサ１１の推定容量Ｖc が計算される。

【００３９】

【数１１】

【００４０】この場合、上記数１１中、値ＦはＦ＝9.2
×10^-4 なる定数であり、値Ｎcoは、前述したエンジン
ＥＧがアイドリング状態にあるときの可変容量コンプレ
ッサ１１の目標回転速度（例えば、７００r.p.m ）であ
る。これにより、エンジンＥＧが目標回転速度Ｎcoで回
転しているという仮定の基に、冷媒流量Ｇr を維持する
ために必要な可変容量コンプレッサ１１の推定容量Ｖc
が計算される。

【００４１】次に、ステップ５６にて、下記数１２の演
算の実行により、前記計算した推定容量Ｖcおよび上記
ステップ５２の処理により入力した高圧側圧力Ｐhに基
づいて、可変容量コンプレッサ１１の容量を前記推定容
量Ｖcとしたときの同コンプレッサ１１に対する推定駆
動トルクＴaが計算される。

【００４２】

【数１２】

【００４３】この数１２は一般的によく知られた計算式
であり、この場合、値Ｋ，ｍは、Ｋ＝2×10^-2，ｍ＝0.1
23としてそれぞれ与えられる定数であると同時に、低圧
配管P1内の圧力を表す低圧側圧力Ｐs も一定値（３Kg/c
m²）として扱われるものである。これは、図７にて容量
百分率が１００％以下である実線部分で示すように、可
変容量コンプレッサ１１の容量が可変の領域では、可変
容量コンプレッサ１１に対する熱負荷が変化しても、低
圧側圧力Ｐs がほぼ３Kg/cm²に固定されるからである。
なお、前記高圧側圧力Ｐhも低圧側圧力Ｐsも絶対圧を表
している。

【００４４】また、ステップ５７にて、下記数１３の演
算の実行により、前記と同様にして、可変容量コンプレ
ッサ１１の容量を最大容量Ｖcmとしたときの同コンプレ
ッサ１１に対する推定駆動トルクＴb が計算される。

【００４５】

【数１３】

【００４６】この場合、値Ｋ，ｍは前記場合と同じであ
るが、低圧側圧力Ｐsは前記場合と異なる一定値（４Kg/
cm²）として扱われるものである。これは、図７にて容
量百分率が１００％以上である破線部分で示すように、
可変容量コンプレッサ１１の容量が最大容量Ｖcmに達し
た場合には、低圧側圧力Ｐs は同コンプレッサ１１に対
する熱負荷の増加にしたがって３〜５Kg/cm²に変化する
からである。これらのステップ５６，５７の処理によ
り、可変容量コンプレッサ１１が可変容量領域および最
大容量に達している場合において、エンジンＥＧが目標
回転速度Ｎco（アイドル回転速度）で回転しているとい
う仮定の基に、冷媒流量Ｇr を維持するために必要な同
コンプレッサ１１の推定駆動トルクＴa,Ｔbが計算され
ることになる。

【００４７】前記ステップ５６，５７における両推定駆
動トルクＴa,Ｔb の計算後、ステップ５８にて両推定駆
動トルクＴa,Ｔb が比較される。この場合、可変容量領
域における推定駆動トルクＴaが最大容量における推定
駆動トルクＴb以下であれば、ステップ５８における
「ＹＥＳ」との判定の基に、ステップ５９にて今回の循
環処理における推定駆動トルクＴnが推定駆動トルクＴa
に設定される。また、推定駆動トルクＴbが推定駆動ト
ルクＴaより小さければ、ステップ５８における「Ｎ
Ｏ」との判定の基に、ステップ６０にて今回の循環処理
における推定駆動トルクＴnが推定駆動トルクＴbに設定
される。

【００４８】このように、ステップ５６，５７にて可変
容量領域における推定駆動トルクＴaと最大容量におけ
る推定駆動トルクＴbとを計算するとともに、ステップ
５８〜６０の処理により、両推定駆動トルクＴa,Ｔb の
最小値を推定駆動トルクＴn として採用するようにした
理由は、可変容量コンプレッサ１１が最大容量Ｖcmに達
した後の推定駆動トルクＴnをなるべく正確に計算する
ためである。すなわち、可変容量コンプレッサ１１が最
大容量Ｖcmに達した後には、同コンプレッサ１１に対す
る推定駆動トルクＴn は、低圧側圧力Ｐs の３〜５Kg/c
m²への変化のために、同コンプレッサ１１に対する熱負
荷の増加に対して図７の破線のように変化するが、低圧
側圧力Ｐs を固定した簡単な計算により、推定駆動トル
クＴn を図７の実線のように変化する値として計算し
て、同トルクＴn を前記低圧側圧力Ｐs が変化する場合
になるべく近似させている。

【００４９】前記推定駆動トルクＴn の計算後、プログ
ラムはステップ６１以降へ進められる。この場合、前述
のように、エンジンＥＧは非アイドリング状態にあっ
て、ステップ６８にて「ＮＯ」と判定されて、ステップ
６８，６９の処理が実行される。ステップ６８において
は、今回の循環処理にて計算された推定駆動トルクＴn
と前回の循環処理にて計算された推定駆動トルクＴn-1
とに基づく下記数１４の演算の実行により、トルク偏差
ΔＴが計算される。

【００５０】

【数１４】ΔＴ＝Ｔn−Ｔn-1 なお、前回の推定駆動トルクＴn-1 は前回の循環処理中
のステップ５９，６０にて一時的に記憶されたものであ
る。

【００５１】次に、ステップ６９にて、前回の循環処理
にて計算した駆動電圧Ｖn-1 と前記計算したトルク偏差
ΔＴとに基づく下記数１５の演算の実行により、新たな
駆動電圧Ｖn が計算される。

【００５２】

【数１５】Ｖn＝Ｖn-1＋ａ・ΔＴ なお、この場合、係数ａは予め定められた定数であり、
駆動電圧Ｖn-1 は前回の循環処理のステップ６９にて一
時的に記憶されたものである。

【００５３】前記ステップ６９の駆動電圧Ｖn の計算
後、ステップ６６の処理により、駆動電圧Ｖn を表す制
御信号が駆動回路３９に出力されて、同回路３９の作用
によってアイドリング調整バルブ２４の開度が前記駆動
電圧Ｖn に比例して制御される。この場合、前記ステッ
プ６８，６９の処理により、前回計算した推定駆動トル
クＴn-1に対する今回計算した推定駆動トルクＴnの変化
分がトルク偏差ΔＴとして計算されるとともに、このト
ルク偏差ΔＴに比例した値ａ・ΔＴ が前回の駆動電圧Ｖ
n-1 に加算されて、駆動電圧Ｖn が順次更新されてい
く。これにより、エンジンＥＧが非アイドリング状態に
あっても、アイドリング調整バルブ２４の開度は、現在
の推定駆動トルクＴn を得るために必要な値に設定され
る。ただし、この場合、スロットルバルブ２２が開いた
状態にあるので、アイドリング調整バルブ２４の開度の
調整は、エンジンＥＧの回転速度および出力に直接影響
するものではない。

【００５４】このような非アイドリング状態で、アクセ
ルペダルの踏み込みが解除されて、スロットルバルブ２
２が閉じると、エンジンＥＧの回転速度が低下して、同
エンジンＥＧはアイドリング状態になる。これにより、
ふたたび、ステップ６１にて「ＹＥＳ」と判定され、ス
テップ６２，６３，６５〜６７の処理が繰り返し実行さ
れるようになって、バイパス路２３を介して吸気管２１
およびエンジンＥＧに供給される吸入空気量および燃料
量（混合気量）が、ステップ６２，６５の処理によって
計算される駆動電圧Ｖn に比例したものとなる。ただ
し、この場合には、前記エンジンＥＧの始動時とは異な
り、ステップ６５にて実行される上記数１の演算にあっ
ては、エンジンＥＧが非アイドリング状態にあったとき
のステップ６９にて計算された駆動電圧Ｖn-1 が初期値
として利用され、目標回転速度Ｎcoと検出回転速度Ｎc
との偏差Ｅn が加味されながら同駆動電圧Ｖn が更新さ
れていく。

【００５５】一方、このようにエンジンＥＧの回転速度
が急に低下した直後には、可変容量コンプレッサ１１が
冷媒流量を維持すべく小容量側から大容量側へすばやく
変化するため、前記循環する冷媒の流量Ｇr はエンジン
ＥＧが非アイドリング状態にあった以前の値に維持され
る。そして、この冷媒流量Ｇr が一定であるとの条件の
基では、可変容量コンプレッサ１１の回転速度Ｎcがエ
ンジンＥＧの回転速度と共に急激に低下するので、同コ
ンプレッサ１１の容量Ｖc は急激に増加して、同コンプ
レッサ１１に必要な駆動トルクが急増する。しかし、こ
の場合、アイドリング調整バルブ２４の開度を制御する
駆動電圧Ｖn は、前述のように、ステップ６９にて計算
された駆動電圧Ｖn-1 を基準に順次更新されていくもの
である。しかも、この基準となる駆動電圧Ｖn-1 は、エ
ンジンＥＧの非アイドリング時に、同エンジンＥＧが目
標回転速度Ｎco（アイドル回転速度）で回転したという
仮定の基に、非アドリング時の冷媒流量Ｇr を維持する
ために必要な可変容量コンプレッサ１１の推定駆動トル
クＴn に基づいて計算したものであるので、エンジンＥ
Ｇが非アイドリング状態からアイドリング状態に変化し
かつ非アイドリング状態にあったときの冷却装置の冷却
能力がいかなる状態にあっても、エンジンＥＧには必要
かつ充分な空気量および燃料量（混合気量）が供給され
る。したがって、エンジンＥＧは、ライアイドルになっ
たり、エンストしたり、過大な回転速度で回転したりす
ることがなくなり、適正なアイドリング状態を維持でき
る。

【００５６】なお、上記実施例においては、可変容量コ
ンプレッサ１１の推定駆動トルクＴa,Ｔb を計算する
際、検出した高圧側圧力Ｐh から凝縮冷媒温度Ｔrcを計
算し、この計算した凝縮冷媒温度Ｔrcと検出した外気温
度Ｔacと同検出した車速Ｕとを用いて冷媒流量Ｇr を計
算し、この計算した冷媒流量Ｇr と目標回転速度Ｎco
（エンジンＥＧがアイドリング状態にあるときの可変容
量コンプレッサ１１の目標となる回転速度）に基づいて
推定容量Ｖc を計算し、かつこの計算した推定容量Ｖc
と検出した高圧側圧力Ｐh とを用いて前記推定駆動トル
クＴa,Ｔb を計算している（ステップ５３〜５７）。し
かし、高圧側圧力Ｐh と凝縮冷媒温度Ｔrcとは１対１の
関係にあるので、高圧側圧力Ｐh を検出する代わりに凝
縮冷媒温度Ｔrcを検出して、同検出した凝縮冷媒温度Ｔ
rcに基づいて高圧側圧力Ｐh を計算して、検出した凝縮
冷媒温度Ｔrcと計算した高圧側圧力Ｐh とを前記容量Ｖ
c および推定駆動トルクＴa,Ｔb を計算するために利用
してもよい。この場合、凝縮器１４内の出口部分または
凝縮器１４に接続された高圧配管P2内に温度センサを設
け、同センサにより直接検出された冷媒の温度を凝縮冷
媒温度Ｔrcとして用いるとよい。また、前記のように冷
媒の温度を直接検出しなくても、図８に示すように、凝
縮器１４の凝縮配管１４ａの屈曲部に板ばね４１によっ
て温度センサ４２を圧接支持し、同センサ４２により検
出された凝縮配管１４ａの表面温度を凝縮冷媒温度Ｔrc
として用いることもできる。

【００５７】また、高圧側圧力Ｐh 、外気温度Ｔacおよ
び車速Ｕを検出するとともに、凝縮冷媒温度Ｔrc、外気
温度Ｔacおよび車速Ｕを用いて上記数４の演算式に基づ
いて冷媒流量Ｇr を計算する代わりに、可変容量コンプ
レッサ１１の実容量Ｖrcを直接検出する（例えば、斜板
式の可変容量コンプレッサ１１であれば斜板の傾斜角度
を検出する）とともに、同検出した実容量Ｖrcと本件実
施例でも検出されている可変容量コンプレッサ１１の回
転速度Ｎc とを用いて、下記数１６の演算の実行によ
り、冷媒流量Ｇr を計算し、この計算した冷媒流量Ｇr
を用いて前記推定容量Ｖc および推定駆動トルクＴa,Ｔ
b を計算するようにしてもよい。

【００５８】

【数１６】Ｇr＝Ｆ・Ｎc・Ｖrc これによれば、上記実施例の外気温度Ｔac及び車速Ｕの
検出と、凝縮冷媒温度Ｔrcの計算が不要となる。

【００５９】また、前記数１２，１３の演算式に基づい
て推定駆動トルクＴa,Ｔb を計算する際には、精度は多
少悪くなるが、高圧側圧力Ｐh を一定値として推定容量
Ｖcのみを変数として扱ってもよい。

【００６０】また、上記実施例において、上記数１１の
演算式に基づいて可変容量コンプレッサ１１の推定容量
Ｖc を計算したが、容量変化の応答性の悪い可変容量コ
ンプレッサ１１を用いた場合には、非アイドリング状態
からアイドリング状態への変化に対して同コンプレッサ
１１の容量変化が遅れるので、前記推定容量Ｖc を下記
数１７に基づいて計算するようにするとよい。

【００６１】

【数１７】

【００６２】この場合、係数Ｋd は１より小さい値であ
り、定数であっても、高圧側圧力Ｐh、回転速度Ｎc な
どの可変容量コンプレッサ１１の運転条件に応じて変化
するものであってもよい。

【００６３】さらに、上記実施例においては、凝縮器１
４の熱交換に着目して冷媒流量Ｇrを計算するようにし
たが、これに代えて、エバポレータ１５の熱交換に着目
して冷媒流量Ｇr を計算するようにしてもよい。すなわ
ち、エバポレータ１５内の冷媒の放熱量Ｑreと冷媒エン
タルピー（冷媒の潜熱分）Δｉe との関係は、上記実施
例の数５に対応して、下記数１８のように表される。

【００６４】

【数１８】Ｑre＝Δｉe・Ｇr また、エバポレータ１５の外部への放熱量Ｑaeは、上記
実施例の数８に対応して、下記数１９のように表され
る。

【００６５】

【数１９】Ｑae＝Ａ・Ｇae・Φ・(Ｔae−Ｔre)・Ｋ この場合、値Ｔaeはエバポレータ１５の吸気温度を表
し、値Ｔreはエバポレータ１５内の冷媒温度（または、
エバポレータ１５の冷媒出口温度）を表す。また、値Ｇ
ae・Φ はエアコンディショナのブロアの風量で決定され
るものである。係数Ｋは約「２」なる定数で、係数Ａは
上記実施例と同様な定数「0.24」である。

【００６６】そして、この場合も、冷媒の放熱量Ｑreと
エバポレータ１５の外部への放熱量Ｑaeは等しいので、
冷媒流量Ｇr は、上記実施例の数４に対応して、下記数
２０のように表される。

【００６７】

【数２０】

【００６８】そして、この場合に、外部からエバポレー
タ１５へ吸入空気の温度およびエバホレータ１５内の出
口付近の冷媒温度を温度センサによりそれぞれ検出し
て、各検出温度を吸気温度Ｔaeおよび冷媒温度Ｔreとし
てそれぞれ利用するようにすればよい。また、この冷媒
温度を検出する場合、直接冷媒の温度を検出しなくて
も、エバポレータ１５の出口または下流の低圧配管P1の
温度を外部から検出するようにしてもよい。さらに、値
Ｇae・Φおよび値Δｉeは、上記実施例の場合と同様に、
実験結果から、エアコンディショナのブロアの風量およ
び冷媒温度Ｔreとの関数で定義される値を利用すればよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 上記特許請求の範囲に記載した本発明の構成
に対応するクレーム対応図である。

【図２】 本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】 図２のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムの一部に対応したフローチャートである。

【図４】 図２のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムの他の部分に対応したフローチャートであ
る。

【図５】 凝縮冷媒温度Ｔrcと冷媒エンタルピーΔｉと
の関係を示す特性図である。

【図６】 車速Ｕと値Ｇac・Φとの関係を示す特性図で
ある。

【図７】 可変容量コンプレッサに対する熱負荷と駆動
トルクの関係を示す特性図である。

【図８】 冷媒温度センサの一具体例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

ＥＧ…エンジン、１０…冷却装置、１１…可変容量コン
プレッサ、１４…凝縮器、１５…エバポレータ、２０…
燃料供給量制御装置、２４…アイドリング調整バルブ、
３０…電気制御装置、３１…外気温センサ、３２…回転
速度センサ、３３…高圧側圧力センサ、３４…車速セン
サ、３６…マイクロコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 宏 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 西 保幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−187343（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55846（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−179148（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−271645（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102338（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−28016（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178829（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−135953（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−33422（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101029（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−46041（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/08 330 F02D 41/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される可変容量コン
   プレッサを有し、同コンプレッサから圧送される冷媒を
   凝縮器及びエバポレータを介して循環させてなる冷却装
   置を搭載した車両に適用され、アイドリング状態におけ
   るエンジンへの燃料供給量を調整するアイドリング調整
   装置と、前記アイドリング調整装置を前記冷却装置の運
   転状態に応じて電気的に制御する電気制御装置とを備え
   た車両の燃料供給量制御装置において、前記電気制御装
   置を、 エンジンが非アイドリング状態にあるときに前記循環す
   る冷媒の流量を検出する冷媒流量検出手段と、 エンジンが所定のアイドル回転速度で前記可変容量コン
   プレッサを駆動するという条件下で同コンプレッサが前
   記検出した冷媒流量を維持するために必要な推定駆動ト
   ルクを前記冷媒流量および前記アイドル回転速度に基づ
   いて演算するトルク推定手段と、 前記演算した推定駆動トルクに応じた制御信号を前記ア
   イドリング調整装置に出力して同調整装置によるアイド
   リング状態におけるエンジンへの燃料供給量を前記推定
   駆動トルクに応じて制御する出力手段とで構成した車両
   の燃料供給量制御装置。