JP2969769B2 - アイドル回転数制御方法 - Google Patents

アイドル回転数制御方法

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JP2969769B2 JP9991590A JP9991590A JP2969769B2 JP 2969769 B2 JP2969769 B2 JP 2969769B2 JP 9991590 A JP9991590 A JP 9991590A JP 9991590 A JP9991590 A JP 9991590A JP 2969769 B2 JP2969769 B2 JP 2969769B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、連続可変容量型斜板式空調用圧縮機を装備
した車両のアイドル回転数制御方法に関する。
[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
車両状態検出情報の一つとして空調用圧縮機の稼働情報
(ON.OFF信号)も入力されている。
一方、上記空調用に供される圧縮機は、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
が単にON、OFF信号のみに限られ、実際の負荷(トル
ク)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負荷変
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。
すなわち車両走行中、回転数の上昇に伴う過剰な冷房
能力により圧縮機の負荷が低下した場合は、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因した緩速走行など
により逆に圧縮機の負荷が増大した場合は、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。
したがって、圧縮機にかかる駆動トルクの変動実態を
直接把握し、これを負荷変動情報としてエンジン制御部
へ入力させるのが最も望ましいのであるが、コスト及び
信頼性を充足し、しかも圧縮機に容易に装着しうる決定
的なトルク検出手段(センサ)は未だ見いだされていな
い。
また、圧縮機の負荷変動を駆動トルク以外の因子、例
えば圧縮機容量の検出値に求めることも考えられるが、
圧縮機容量を代替検出因子とした場合の駆動トルクとの
相関性は、第4図に示すように概ね比例する傾向にはあ
るものの、圧縮機の可変容量域における駆動トルクの変
動幅hは全変動領域Hの1/2程度にしか過ぎないもので
ある。つまり高トルク域では過大な冷房負荷のため圧縮
機は100%容量に固定化され、駆動トルクとの相関が完
全に喪失してしまうからである。しかも圧縮機容量の検
出装置は構造が複雑、かつ高価となるばかりでなく、検
出許容差を振分けられない例えば100%容量到達点の正
確な把握すら頗る困難である。
本発明は、連続可変容量型斜板式圧縮機を装備した車
両において、圧縮機の負荷変動をアイドル回転数の制御
に的確に反映させ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] 本発明は上記課題解決のため、複数のボア内に収容さ
れた両頭ピストンと、駆動軸上を摺動するスライダに傾
動可能に枢支されて上記ピストンに係留し、上記駆動軸
に設けらた長孔とピン嵌合する斜板と、上記スライダの
軸方向変位を介して斜板傾角を変動させるプランジャ
と、冷房負荷に応動して上記プランジャの発動圧力を吸
入圧力から吐出圧力までの圧力領域で調節可能な制御弁
とを含み、かつ上記発動圧力が吐出圧力に向うにつれて
斜板傾角を増大側に導き、該発動圧力が吐出圧力よりも
僅かに低い状態で容量が最大となるように設定されてい
る、連続可変容量型斜板式空調用圧縮機を備えた車両に
おいて、上記吐出力と発動圧力との差圧が零となったこ
とを検出した信号情報を、各種の車両状態検出情報と共
にエンジン制御部に入力し、エンジン制御部は上記情報
に基づいてアイドル回転数調節手段を制御するという技
術手段を講じている。
[作用] 斜板傾角を変動させるプランジャの発動圧力は、制御
弁の作動によって吸入圧力から吐出圧力までの圧力領域
で調節されるが、吸入圧力及び吐出圧力は冷房負荷に付
随して変化し、その度合は吐出圧力においてとくに著し
い。したがって圧縮機の容量を発動圧力から直接把握す
ることは不可能であるが、斜板の傾角変動に関与する圧
力領域は上記発動圧力領域よりも僅かに狭く設定されて
いる。具体的には発動圧力が吐出圧力に向うにつれて斜
板傾角を増大し、発動圧力が吐出圧力よりも僅かに低い
状態で容量が最大となるように設定されているため、発
動圧力の限界近域には圧縮機容量に反映されない不感帯
が存在する。そして圧縮機が例えば100%容量に到達し
た際の更なる過冷房負荷には、容量が対応しえないまま
に該発動圧力は一気に吐出圧力まで上昇し、その後も吐
出圧力は駆動トルクと比例する形で上昇を続ける。この
ように発動圧力が吐出圧力に保たれている過冷房負荷状
態は、駆動トルクの全変動領域のほぼ1/2を占めるの
で、上記不感帯において発動圧力が吐出圧力に達したこ
とをその差圧検出によって認識すれば、駆動トルクの実
態を高、低二様に正確に判別する圧縮機の負荷判別情報
とて好適に活用することができる。
そして吐出圧力と発動圧力との差圧が零となった過冷
房負荷状態を検出したかかる信号情報は、駆動トルクを
代替する圧縮機の負荷変動情報として、他の車両状態検
出情報と共に走行時においても常にエンジン制御部に供
与され、エンジン制御部は上記負荷変動情報を入力後直
ちに目標回転数を予測し、アイドル回転数調節手段を作
動させて次期アイドリング時の制御条件を調整する。
[実施例] 以下、図に基づいて本発明の実施例を具体的に説明す
る。
第1図は本発明方法を実施する車両に装備された連続
可変容量型斜板式圧縮機を示すもので、同圧縮機はシリ
ンダブロック1に形成された複数のボア2内に両頭ピス
トン3が収容されるとともに、ボア2と平行な軸線上に
駆動軸4が配設され、該駆動軸4にはスライダ5が摺動
可能に嵌装されている。スライダ5の球面支持部5aには
周縁部がシュー6を介して両頭ピストン3と係合する斜
板7が、符合する球面部7aによって嵌合され、該斜板7
の前方に張設された連結部7bにはガイドピン8が装着さ
れて、これが駆動軸4のフロント軸部4aに穿設された長
孔4bに案内されることにより、斜板7はスライダ5の摺
動に伴って傾動可能となされ、しかもその傾動中心は両
頭ピストン3のリヤ側上死点位置が不変となるよう設定
されている。
そして両頭ピストン3の圧縮圧力は常に斜板7の傾角
を縮小させる向きのモーメントMとして作用し、これが
スライダ5を介してプランジャ10を図示右方向へ付勢す
るとともに、一方、プランジャ10は制御圧室9に供給さ
れる発動圧力によって図示左方向へも付勢されるので、
これら対向する両付勢力の均衡により斜板7の傾角、つ
まり圧縮機の吐出容量が確定される。なお、70は制御圧
室9に供給される発動圧力を選択的に調節する制御弁で
あり、その一般的な構成を第2図に示す。
すなわち、弁主体71はダイヤフラム72に連接されたボ
ール弁73が、対向するばね74、75の付勢力と検知圧室76
の圧力変動に基づいて動作するように内装されており、
検知圧室76には斜板室11と連通する検圧管路aを介した
吸入圧力が即検知圧力とて導入されている。ボール弁73
を収容する弁室77は供給管路bにより常に上記制御圧室
9に連通されるとともに、さらに同弁室77の第1弁座78
aによって区画される上部室78は高圧管路cを経て吐出
室12に連なり、同じく第2弁座79aによって区画される
下部室79は低圧管路dを経て検知圧室76と同様斜板室11
に連通されている。
したがって、検知圧室76に導入される検知圧力が設定
値より高いときには、図示のようにダイヤフラム72が下
方に撓んでボール弁73は第2弁座79aに着座し、制御圧
室9には高圧管路cを経た吐出圧力が発動圧力として供
給され、逆に検知圧力が設定値より低くなったときに
は、ダイヤフラム72が上方への反転を開始してボール弁
73は第2弁座79aを徐々に開放し、制御圧室9内圧力は
低圧管路dを経由して逃出するので、発動圧力もこれに
伴って低下する。
60は上記高圧管路cから導出された吐出力と、供給管
路bから導出された発動圧力との差圧を検出する検出器
で、該検出器60としては対抗する両圧力が平行してその
差圧が零となったとき、ダイヤフラムの圧力変位によっ
て電気接点を閉じる周知の差圧スイッチが使用され、そ
の信号情報はアイドル回線数を制御するエンジン制御部
へ入力される。
第5図は制御弁70から供給管路bを介して制御圧室9
へ送給される発動圧力と圧縮機容量との関係を示すもの
で、図のように圧縮機容量(斜板7の傾角変動)に関与
する圧力領域は、吸入圧力から吐出圧力に至る発動圧力
領域よりも僅かに狭く設定され、該発動圧力の限界近域
には圧縮機容量に反映されない不感帯N1、N2が存在す
る。すなわち、制御弁70においてボール弁73が第1弁座
78a及び第2弁座79aに着座する直前に、圧縮機の容量が
最小容量及び最大容量に到達するように可変領域が設定
されている。したがって、発動圧力が吐出圧力よりも僅
かに低い状態で圧縮機が100%容量に達した時点におい
てもなお過冷房負荷が継続している場合には、容量が対
応しえないままに制御弁70のボール弁73が第2弁座79a
に着座し発動圧力は一気に吐出圧力まで上昇し、その後
も吐出圧力(発動圧力)は駆動トルクと比例する形で上
昇を続ける。車両空調用冷凍システムの相違によって異
なるものの、このように発動圧力が吐出圧力に保たれて
いる過冷房負荷状態(第4図中、H−h領域)は、駆動
トルクの全変動領域のほぼ1/2を占めるので、上記不感
帯N2において発動圧力が吐出圧力に達したことをその差
圧によって検出すれば、実質的に検出許容差の影響を受
けることなく、駆動トルク変動領域のほぼ中央値を簡単
に把握でき、圧縮機の負荷を高域(過負荷状態)と低域
とに正確に二分化する判別情報として活用することがで
きる。
第3図は本発明の検出器60により出力される上記差圧
検出信号(判別)情報を車両状態検出情報の一つに加え
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は例えばリニア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その開度が調
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連続可変容量型斜板
式圧縮機の差圧(吐出圧力−発動圧力)検出信号情報で
ある。
したがって、吐出圧力と発動圧力との差圧が零となっ
た時点で出力される圧縮機の負荷判別情報は、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。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明は、連続可変容量型斜板式
圧縮機における吐出圧力と発動圧力との差圧検出情報を
他の車両状態検出情報と共にエンジン制御部に入力し、
該情報に基づいてアイドル回転数を制御するようにした
ものであるから、走行中に生じた圧縮機の負荷変動が正
確、かつ安価に把握されて次期アイドリング時の回転数
制御に着実に反映されるため、懸念されるエンストや不
快感などの発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する連続可変容量型斜板式圧縮機
の一例を示す断面図、第2図は同制御弁を示す断面図、
第3図はアイドル制御のプロセスを示す説明図、第4図
は圧縮機の駆動トルクと容量との相関傾向を示す線図、
第5図は発動圧力と圧縮機容量との相関傾向を示す線図
である。 2……ボア、3……両頭ピストン 4……駆動軸、5……スライダ 7……斜板、10……プランジャ 41……エンジン制御部 60……検出器、70……制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−175517(JP,A) 特開 平2−5721(JP,A) 特開 昭57−175422(JP,A) 実開 平1−144448(JP,U) 特公 昭63−10311(JP,B2) 特公 平7−6501(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 29/00 - 29/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のボア内に収容された両頭ピストン
    と、駆動軸上を摺動するスライダに傾動可能に枢支され
    て上記ピストンに係留し、上記駆動軸に設けられた長孔
    とピン嵌合する斜板と、上記スライダの軸方向変位を介
    して斜板傾角を変動させるプランジャと、冷房負荷に応
    動して上記プランジャの発動圧力を吸入圧力から吐出圧
    力までの圧力領域で調節可能な制御弁とを含み、かつ上
    記発動圧力が吐出圧力に向うにつれて斜板傾角を増大側
    に導き、該発動圧力が吐出圧力よりも僅かに低い状態で
    容量が最大となるように設定されている、連続可変容量
    型斜板式空調用圧縮機を備えた車両において、上記吐出
    圧力と発動圧力との差圧が零となったことを検出した信
    号情報を、各種の車両状態検出情報と共にエンジン制御
    部に入力し、エンジン制御部は上記情報に基づいてアイ
    ドル回転数調節手段を制御することを特徴とするアイド
    ル回転数制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6310311B2 (ja) 2014-04-17 2018-04-11 株式会社小糸製作所 車両用灯具

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