JP4624853B2 - Air conditioner control device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両のエンジンによってそのコンプレッサが駆動されるエアコンディショナ(エアコン)の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an air conditioner (air conditioner) whose compressor is driven by an engine of a vehicle such as an automobile.
自動車等の車両に備えられるエアコンは、エンジンから取り出される動力を用いてコンプレッサを駆動し、公知の冷凍サイクルを用いて冷房効果等を得るものである。
また、車両用のエアコンは、空調対象となる車室内の温度がユーザによる設定温度と略一致するように制御されるオートエアコンと称されるものが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
An air conditioner provided in a vehicle such as an automobile drives a compressor using power extracted from an engine and obtains a cooling effect or the like using a known refrigeration cycle.
In addition, an air conditioner for vehicles is known as an auto air conditioner that is controlled so that the temperature in the passenger compartment to be air-conditioned substantially matches the temperature set by the user (for example,
また、オートエアコンは、変速機のロックアップクラッチをロックアップした状態で燃料カットをしながら減速する場合に、ロックアップ領域を拡大して燃費を向上するため、減速中でありかつ低速時にコンプレッサの駆動を停止するとともに、これにより不足する冷房能力等を補うため減速中でありかつ高速時にコンプレッサの稼働率を増加させるものが知られている(例えば、特許文献3)。
さらに、オートエアコンは、車両の走行時に蓄冷運転を行い、アイドル時やアイドルストップ時等には冷凍サイクルの状態を変化させて、蓄冷された冷媒を用いて空調を行うようにしたものが知られている(例えば、特許文献4)。
In addition, an auto air conditioner is known that performs a cold storage operation when the vehicle is running, and changes the state of the refrigeration cycle during idling or idle stop to perform air conditioning using the stored refrigerant. (For example, Patent Document 4).
近年車両はさらなる低燃費化が要請されている。いわゆる燃費(燃料消費率)とは、エンジン単体の単位仕事量(軸出力等)あたりの燃料消費量を示す場合と、単位燃料量あたりの車両の走行可能距離を示す場合(実走行燃費)とがあるが、後者においてはエアコンの運転による影響があることから、エアコンの制御においても実走行燃費をより向上させるものが求められている。
本発明の課題は、車両の実走行燃費を向上する車両用エアコン制御装置を提供することである。
In recent years, further reduction in fuel consumption has been demanded for vehicles. The so-called fuel consumption (fuel consumption rate) refers to the case where the fuel consumption per unit work (shaft output, etc.) of the engine alone is shown, and the case where the vehicle travel distance per unit fuel is shown (actual fuel consumption). However, since the latter is affected by the operation of the air conditioner, there is a demand for improving the actual driving fuel consumption in the control of the air conditioner.
The subject of this invention is providing the air-conditioner control apparatus for vehicles which improves the actual driving | running | working fuel consumption of a vehicle.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1の発明は、エンジンによって駆動され、通常モードと前記通常モードよりも機能を制限された制限モードとを切り換えて運転されるコンプレッサを有する車両用エアコンの制御装置において、前記エンジンのトルクが閾値よりも大きい時に高負荷状態であると判断するエンジン負荷検出部と、前記エンジンが前記高負荷状態にある場合に前記コンプレッサが前記通常モードで運転される頻度を他の場合に対して増加させるコンプレッサ制御部とを備えることを特徴とする車両用エアコン制御装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention of
請求項2の発明は、エンジンによって駆動され、通常モードと前記通常モードよりも機能を制限された制限モードとを切り換えて運転されるコンプレッサを有する車両用エアコンの制御装置において、前記エンジンのトルクが閾値よりも大きい時に高負荷状態であると判断するエンジン負荷検出部と、前記車両の減速状態を検出する減速状態検出部と、前記エンジンが前記高負荷状態にある場合及び前記車両が所定の減速状態にある場合に、前記コンプレッサが前記通常モードで運転される頻度をこれら以外の場合よりも増加させるコンプレッサ制御部とを備えることを特徴とする車両用エアコン制御装置である。 The invention of claim 2 is driven by the engine, the control apparatus of the air conditioner for a vehicle having a compressor which is operated by switching between restriction mode that is limited functionality than the normal mode and the normal mode, torque of the engine an engine load detecting section for judging that the high-load condition is greater than the threshold value, a deceleration state detection unit for detecting a decelerating state of the vehicle, the deceleration and when the vehicle the engine is in the high load state is in a predetermined And a compressor control unit that increases the frequency at which the compressor is operated in the normal mode more than in other cases when in the state.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両用エアコン制御装置において、前記コンプレッサ制御部は、前記コンプレッサの前記通常モードと前記制限モードとを所定の温度条件に基づいて切り換える機能を有し、前記温度条件を変化させることによって前記通常モードで運転される頻度の変更を行うことを特徴とする車両用エアコン制御装置である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両用エアコン制御装置において、前記エンジン負荷検出部は、吸気管負圧及びスロットルポジションの少なくとも一方の値に基づいて、前記エンジンが前記高負荷状態にあるか否かを判断することを特徴とする車両用エアコン制御装置である。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner control device according to the first or second aspect, the compressor control unit switches the normal mode and the limit mode of the compressor based on a predetermined temperature condition. The vehicle air conditioner control device has a function and changes the frequency of operation in the normal mode by changing the temperature condition.
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicular air conditioner control device according to any one of the first to third aspects, the engine load detector is set to at least one of an intake pipe negative pressure and a throttle position. Based on this, it is determined whether or not the engine is in the high load state.
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
(1)一般に、スロットルバルブ等を用いて吸気を絞ることによって出力の調整を行う4ストローク内燃機関は、負荷が低い領域においては排気行程から吸気行程にかけて発生するポンピングロスが増大し、同時に燃焼ガスからシリンダブロック等への伝熱に起因する冷却損失も増加するから熱効率が低下し、燃料消費率が低下する。
これに対し、本発明の場合には、ポンピングロス、冷却損失が少ないことからエンジンの熱効率が高く、燃料消費率が良くなる高負荷状態の場合にコンプレッサが通常モードで運転される頻度を増やしているから、仮に必要な冷房能力(仕事量)が同じであると仮定すると、エンジンの負荷変化に対して制御を行わない場合よりも少ない燃料消費量によってこの冷房能力を発揮することができ、エアコン使用による実走行燃費の悪化を抑制することができる。
さらに、車両の加速時等に積極的にコンプレッサを通常モードで運転し、エンジンの負荷を増加させることによって、エンジンをより熱効率の高い領域で使用することができる。
(2)車両が減速状態にあるときにコンプレッサが通常モードで駆動される頻度を増やしているから、例えばブレーキから熱エネルギとして車外に排出されていた車両の運動エネルギをコンプレッサの駆動力として活用することができ、定速走行時等におけるコンプレッサの駆動負荷を低減し、車両の燃料消費率を向上することができる。
According to the present invention, the following effects can be achieved.
(1) Generally, in a four-stroke internal combustion engine that adjusts the output by restricting the intake air using a throttle valve or the like, the pumping loss generated from the exhaust stroke to the intake stroke increases in the low load region, and at the same time, the combustion gas As a result, the cooling loss due to heat transfer from the cylinder block to the cylinder block and the like also increases, so the thermal efficiency decreases and the fuel consumption rate decreases.
On the other hand, in the case of the present invention, the pumping loss and the cooling loss are small, so the frequency at which the compressor is operated in the normal mode in the high load state where the engine thermal efficiency is high and the fuel consumption rate is improved is increased. Therefore, assuming that the required cooling capacity (work volume) is the same, this cooling capacity can be demonstrated with less fuel consumption than when no control is performed for engine load changes. Deterioration of actual driving fuel consumption due to use can be suppressed.
Furthermore, the engine can be used in a region with higher thermal efficiency by actively operating the compressor in the normal mode during acceleration of the vehicle and increasing the load on the engine.
(2) Since the frequency at which the compressor is driven in the normal mode when the vehicle is in a decelerating state is increased, for example, the kinetic energy of the vehicle that has been discharged out of the vehicle as heat energy from the brake is utilized as the driving force of the compressor It is possible to reduce the driving load of the compressor during constant speed driving and improve the fuel consumption rate of the vehicle.
本発明は、車両の実走行燃費を向上する車両用エアコン制御装置を提供するという課題を、エンジンの高負荷時及び車両の減速時に、コンプレッサの駆動・停止を判断する温度条件を他の場合と異ならせ、コンプレッサの駆動頻度を増加させることによって解決する。 The present invention aims to provide a vehicle air conditioner control device that improves the actual driving fuel consumption of a vehicle, in other cases where the temperature condition for determining whether to drive or stop the compressor is high when the engine is heavily loaded and when the vehicle is decelerated. The problem is solved by increasing the frequency of driving the compressor.
以下、本発明を適用した車両用エアコン制御装置の実施例について説明する。
本実施例において、車両は例えば乗用車等の自動車であって、4ストロークのガソリンエンジンを有するものである。このガソリンエンジンは、インテークシステムに設けられたスロットルバルブによって吸気を絞り、インテークポート内の負圧を調整して出力を制御するものである。
Embodiments of a vehicle air conditioner control apparatus to which the present invention is applied will be described below.
In this embodiment, the vehicle is an automobile such as a passenger car and has a 4-stroke gasoline engine. In this gasoline engine, intake air is throttled by a throttle valve provided in an intake system, and the negative pressure in the intake port is adjusted to control the output.
また、この車両に備えられるエアコン(冷凍空調機)は、例えばR134a等の冷媒を用いた冷凍サイクルを利用するものである。この冷凍サイクルは、気相の冷媒をエンジンから取り出した動力によって駆動されるコンプレッサで圧縮し、圧縮された冷媒を車両の前端部に備えられたコンデンサで冷却し液化する。そして、液相の冷媒を膨張弁からエバポレータ内に噴霧し、このエバポレータによって車室内に導入される空気を冷却・除湿するものである。
なお、このコンプレッサは、エンジンから得た動力によって駆動される状態(通常モード)と、エンジンからの動力を後述するマグネットクラッチによって切断され、その駆動を停止された状態(制限モード)とを随時切換ながら運転されるものである。
Moreover, the air conditioner (refrigeration air conditioner) with which this vehicle is equipped utilizes the refrigerating cycle using refrigerant | coolants, such as R134a, for example. In this refrigeration cycle, gas-phase refrigerant is compressed by a compressor driven by power extracted from the engine, and the compressed refrigerant is cooled and liquefied by a condenser provided at the front end of the vehicle. Then, liquid phase refrigerant is sprayed from the expansion valve into the evaporator, and the air introduced into the passenger compartment is cooled and dehumidified by the evaporator.
The compressor switches between a state driven by the power obtained from the engine (normal mode) and a state where the power from the engine is disconnected by a magnet clutch, which will be described later, and the drive is stopped (limit mode). While driving.
図1は、本実施例のエアコン制御装置の構成を示すブロック図である。
エアコン制御装置1は、エアコン(AC)コントロールユニット10と、エアコン(AC)コントロールパネル20と、エンジン制御ユニット(ECU)30と、ボディ統合ユニット40とを備えたシステムとして構成されている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an air conditioner control device according to the present embodiment.
The air
ACコントロールユニット10は、情報処理機能を備えたCPUを有し、後述するコンプレッサの駆動制御を行うとともに、図示しないブロアモータ、ドアアクチュエータ等を統括して制御する制御部である。
ACコントロールユニット10は、内気温センサ11、日射センサ12、エバポサーモセンサ13にそれぞれ接続されている。
The
The
内気温センサ11は、例えば車両のインストルメントパネル内に配置され、車室内の温度(室内温度)を感知してその温度に応じた電気信号をACコントロールユニット10に伝達するものである。内気温センサ11は、図示しないアスピレータ(吸気部)と、アスピレータ内に配置され、その抵抗値が温度に反比例するサーミスタとを備えている。
日射センサ12は、車両が受ける日光の強さを電流の変化に変換するフォトダイオードを備え、その出力をACコントロールユニット10に伝達するものである。日射センサ12は、例えば車両のダッシュボード上面部に備えられている。
エバポサーモセンサ13は、図示しないエアコンユニットのエバポレータを通過する空気の温度を検出し、その温度に応じた信号をACコントロールユニット10に伝達するものである。
The inside
The
The
また、ACコントロールユニット10は、マグネットクラッチリレー14に接続されている。
マグネットクラッチリレー14は、ACコントロールユニット10から出力される制御信号に応じて、図示しないエンジンのクランクシャフトからコンプレッサへの動力の伝達を断続するマグネットクラッチ15に駆動電力を供給するものである。
The
The
ACコントロールパネル20は、車両のインストルメントパネル等に装着される操作部であって、ユーザがオートモードにおける設定温度の入力を行うほか、マニュアルモードにおける風量、送風モード、内気循環、デフロスタ等のマニュアル操作を行うものである。
The
ECU30は、車両のエンジンを統括的に制御するCPUを備え、吸気管負圧、スロットルポジション、車速に関する情報をACコントロールユニット10に伝達するものである。
吸気管負圧は、インテークシステムのスロットルバルブよりも下流側(エンジン本体側)の領域であるインテークマニホールド内の圧力である。
スロットルポジションは、吸気管路を開閉するスロットルバルブの位置に関する情報であって、例えばスロットルバルブの駆動部にエンコーダ等の位置センサを設けて検出したり、電子制御スロットル(スロットル・バイ・ワイヤ)を採用する車両の場合には、スロットルを駆動するアクチュエータの制御信号に基づいて検出してもよい。
車速は、例えば車両のホイールハブ部等に設けられる車速センサが出力する車速パルス信号に基づいて算出されるものである。
The ECU 30 includes a CPU that comprehensively controls the vehicle engine, and transmits information related to the intake pipe negative pressure, the throttle position, and the vehicle speed to the
The intake pipe negative pressure is a pressure in the intake manifold, which is a region on the downstream side (engine body side) from the throttle valve of the intake system.
The throttle position is information related to the position of the throttle valve that opens and closes the intake pipe. For example, the throttle valve drive unit is provided with a position sensor such as an encoder, or an electronic control throttle (throttle-by-wire) is detected. In the case of a vehicle to be employed, detection may be performed based on a control signal of an actuator that drives a throttle.
The vehicle speed is calculated based on a vehicle speed pulse signal output from, for example, a vehicle speed sensor provided in a wheel hub portion of the vehicle.
ボディ統合ユニット40は、車体に備えられる各種の機器類を制御するCPUを備え、外気温センサ41、ライティングスイッチ42が接続されている。
外気温センサ41は、サーミスタを使用して外気温度を感知し、この温度に応じた信号をACコントロールユニット10に伝達するものである。外気温センサ41は、例えば車両前端部のラジエータロアパネルに取り付けられ、その温度容量を高めて急激な温度変化に過敏に反応することを防止するために樹脂成形品のカバーが設けられている。
ライティングスイッチ42は、例えば車室内のステアリングコラム部等に備えられ、ヘッドランプ等の灯火類の点灯・消灯操作を行うものである。
上述したボディ統合ユニット40は、これらの外気温センサ41、ライティングスイッチ42からの入力をACコントロールユニット10に伝達する。
The
The outside
The
The
次に、上述したエアコン制御装置1のオートモードにおける動作について説明する。
図2は、エアコン制御装置1の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
(ステップS01:パラメータ入力)
ACコントロールユニット10は、下記のパラメータが入力される。
設定温度:Tset
内気温度:Tr
外気温度:TAM
日射量:Ts
夜間照明補正量:Tn
エバポ温度:TE
ここで、設定温度Tsetは、ACコントロールパネル20によってユーザが入力したものである。
内気温度Tr、外気温度TAM、日射量Ts、エバポ温度TEは、それぞれ内気温センサ11、外気温センサ41、日射センサ12、エバポサーモセンサ13がそれぞれ検出したものである。
夜間照明補正量Tnは、ライティングスイッチ42の出力に応じて設定されるものであって、ヘッドランプ等の夜間照明がオンである場合はこの夜間照明オン時間に基づいて定められ、オフである場合はこの夜間照明オフ時間に基づいて定められるものである。
Next, the operation in the auto mode of the air
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the air
Hereinafter, the steps will be described step by step.
(Step S01: Parameter input)
The
Set temperature: Tset
Inside temperature: Tr
Outside temperature: TAM
Solar radiation: Ts
Night illumination correction amount: Tn
Evaporation temperature: TE
Here, the set temperature Tset is input by the user through the
The inside air temperature Tr, the outside air temperature TAM, the solar radiation amount Ts, and the evaporation temperature TE are respectively detected by the inside
The night illumination correction amount Tn is set according to the output of the
(ステップS02:必要吹出温度TAO決定)
ACコントロールユニット10は、ステップS01において入力された各パラメータに基づいて、車室内に設けられた図示しない吹出口から吹き出す空気の目標温度である必要吹出温度TAOを決定する。
必要吹出温度TAOは、設定温度Tsetがその下限値(例えば18.0℃)、上限値(例えば32.0℃)にある場合は、それぞれTAO=−200(MAX COOL)、TAO=200(MAX HOT)に設定され、それ以外の場合は、下記する式1に基づいて求められる。
TAO
=Kset × Tset − Kr × Tr − Kam × TAM − Ks × Ts
+ Tn + C ・・・(式1)
Kset=設定温度係数 Tset=設定温度(℃)
Kr=内気温度係数 Tr=内気温度(℃)
Kam=外気温度係数 TAM=外気温度(℃)
Ks=日射量係数 Ts=日射量(Kcal/m2・min)
C=定数 Tn=夜間照明補正量
(Step S02: Necessary blowing temperature TAO is determined)
The
When the set temperature Tset is at the lower limit (for example, 18.0 ° C.) and the upper limit (for example, 32.0 ° C.), the required blowing temperature TAO is TAO = −200 (MAX COOL), TAO = 200 (MAX), respectively. HOT), otherwise, it is determined based on
TAO
= Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × TAM−Ks × Ts
+ Tn + C (Formula 1)
Kset = set temperature coefficient Tset = set temperature (° C)
Kr = Temperature temperature coefficient Tr = Temperature temperature (° C.)
Kam = outside air temperature coefficient TAM = outside air temperature (° C)
Ks = Solar radiation coefficient Ts = Solar radiation (Kcal / m 2 · min)
C = constant Tn = night illumination correction amount
(ステップS03:TAO−TAM判断1)
ACコントロールユニット10は、必要吹出温度TAOと外気温度TAMとの関係が、下記の式2を満たすか否かを判断し、満たす場合はステップS12へ進み、満たさない場合はステップS04に進む。
TAO―TAM≧50 ・・・(式2)
(Step S03: TAO-TAM judgment 1)
The
TAO-TAM ≧ 50 (Formula 2)
(ステップS04:TE判断)
ACコントロールユニット10は、エバポサーモセンサ13が検出したエバポレータ温度TEが例えば4℃以上であるか否かを判断し、4℃以上である場合はステップS05に進み、4℃未満である場合はステップS12に進む。
(Step S04: TE judgment)
The
(ステップS05:TAO−TAM判断2)
ACコントロールユニット10は、必要吹出温度TAOと外気温度TAMとの関係が、下記の式3を満たすか否かを判断し、満たす場合はステップS06へ進み、満たさない場合はステップS11に進む。
50>TAO−TAM≧45 ・・・(式3)
(Step S05: TAO-TAM judgment 2)
The
50> TAO-TAM ≧ 45 (Formula 3)
(ステップS06:エンジン高負荷状態判断)
ACコントロールユニット10は、ECU30から入力される吸気管負圧及びスロットルポジションに基づいて、エンジンの負荷が所定の高負荷状態にあるか否かを判断する。
例えば、ACコントロールユニット10は、吸気管負圧、スロットルポジションの一方又は両方が、予め設定された閾値を超えて、エンジンのトルクがこの閾値における状態よりも大きな状態で運転されている場合に高負荷状態であると判断する。
そして、高負荷状態であると判断された場合はステップS11に進み、高負荷状態でない(低負荷状態)と判断された場合は、ステップS07に進む。
(Step S06: engine high load state determination)
The
For example, the
And when it is judged that it is a high load state, it progresses to Step S11, and when it is judged that it is not a high load state (low load state), it progresses to Step S07.
(ステップS07:減速状態判断)
ACコントロールユニット10は、ECU30から入力される車速に基づいて、車両が所定の減速状態にあるか否かを判断する。
例えば、ACコントロールユニット10は、車速が時間経過に対して予め定めた設定値以上の割合で低下している場合に減速状態であると判断する。
そして、減速状態であると判断された場合はステップS11に進み、減速状態でないと判断された場合はステップS08に進む。
(Step S07: Deceleration state determination)
The
For example, the
If it is determined that the vehicle is in a deceleration state, the process proceeds to step S11. If it is determined that the vehicle is not in a deceleration state, the process proceeds to step S08.
(ステップS08:外気温度判断)
ACコントロールユニット10は、車両統合ユニット40を介して外気温センサ42から入力される外気温度TAMが例えば30℃以上であるか否かを判断し、30℃以上である場合はステップS11に進み、30℃未満である場合はステップS09に進む。
(Step S08: outside air temperature determination)
The
(ステップS09:渋滞中判断)
ACコントロールユニット10は、ECU30から入力される車速及びスロットルポジションの時間履歴及び図示しないアイドルスイッチのオン入力頻度に基づいて、車両が微低速走行主体の渋滞状態にあるか否かを判断し、渋滞状態にあると判断した場合はステップS11に進み、渋滞状態でないと判断した場合はステップS10に進む。
(Step S09: Judgment during traffic jam)
The
(ステップS10:AC作動制限)
ACコントロールユニット10は、マグネットクラッチリレー14に制御信号を出力し、マグネットクラッチ15を切断してコンプレッサの駆動を停止するとともに、図示しないブロワ部のモータを停止して車室内への送風を停止する。
(Step S10: AC operation restriction)
The
(ステップS11:AC通常作動)
ACコントロールユニット10は、マグネットクラッチリレー14に制御信号を出力し、マグネットクラッチ15を接続してコンプレッサの駆動を行うとともに、図示しないブロワ部のモータを運転して車室内への送風を行う。
(Step S11: AC normal operation)
The
(ステップS12:AC作動制限)
ACコントロールユニット10は、マグネットクラッチリレー14に制御信号を出力し、マグネットクラッチ15を切断してコンプレッサの駆動を停止するとともに、図示しないブロワ部のモータを停止して車室内への送風を停止する。
(Step S12: AC operation restriction)
The
次に、上述した本実施例の効果について、比較例と対比して説明する。なお、比較例については、実施例と同様の部分については説明を省略し、主に相違点について説明する。
図3は、本発明の比較例であるエアコン制御装置を備えた車両の走行時における車速とエアコンフラグの履歴の一例を示すグラフである。この比較例は、実施例の図2におけるステップS06及びステップS07に相当する判断を行わない点で実施例と相違する。
Next, the effect of this embodiment will be described in comparison with a comparative example. In addition, about a comparative example, description is abbreviate | omitted about the part similar to an Example, and difference is mainly demonstrated.
FIG. 3 is a graph showing an example of the vehicle speed and the history of the air conditioner flag when the vehicle provided with the air conditioner control device according to the present invention is running. This comparative example is different from the example in that the judgment corresponding to step S06 and step S07 in FIG. 2 of the example is not performed.
図3は、横軸が時間(秒)を示し、縦軸が車速(km/h)及びエアコンフラグ(0又は1)を示している。このエアコンフラグは、コンプレッサ及びブロワを駆動した状態において1、これらを停止した状態において0となっている。
図3の例においては、車両の加速中、定速走行中、減速中、停止(アイドリング)中に関わらず、コンプレッサの駆動、停止を行っており、加減速中にコンプレッサを停止している時間帯や、定速走行中、停止中にコンプレッサを運転している時間帯が存在する。
In FIG. 3, the horizontal axis indicates time (seconds), and the vertical axis indicates the vehicle speed (km / h) and the air conditioner flag (0 or 1). The air conditioner flag is 1 when the compressor and the blower are driven, and 0 when the compressor and the blower are stopped.
In the example of FIG. 3, the compressor is driven and stopped regardless of whether the vehicle is accelerating, traveling at a constant speed, decelerating, or stopping (idling), and the compressor is stopped during acceleration / deceleration. There are belts and time zones during which the compressor is operating during constant speed running and stopping.
これに対し、図4は、本実施例のエアコン制御装置を備えた車両の走行時における車速とエアコンフラグの履歴の一例を示すグラフであって、図3と同様に横軸が時間(秒)を示し、縦軸が車速(km/h)及びエアコンフラグ(0又は1)を示している。
図4の例においては、コンプレッサの合計駆動時間は図3と略同じであるが、車両の加速中及び減速中に集中してコンプレッサを駆動し、定速走行中及び停止中にはコンプレッサを停止するようにしている。
On the other hand, FIG. 4 is a graph showing an example of the history of the vehicle speed and the air conditioner flag when the vehicle equipped with the air conditioner control device of the present embodiment is running, and the horizontal axis is time (seconds) as in FIG. The vertical axis indicates the vehicle speed (km / h) and the air conditioner flag (0 or 1).
In the example of FIG. 4, the total drive time of the compressor is substantially the same as that of FIG. 3, but the compressor is driven while the vehicle is accelerating and decelerating, and the compressor is stopped during constant speed traveling and stopping. Like to do.
図5は、車両のエンジンの回転数、トルクと、燃料消費率との関係の一例を示すグラフである。
図5において、横軸はエンジン回転数(rpm)を示し、縦軸はエンジントルクを示し、これが高いほどエンジンの負荷が高いことを意味している。ここでいう燃料消費率は、1kwhの仕事をするのに必要な燃料(ガソリン)の重量(g)を示すものである。
FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the engine speed and torque of the vehicle and the fuel consumption rate.
In FIG. 5, the horizontal axis indicates the engine speed (rpm), the vertical axis indicates the engine torque, and the higher the value, the higher the engine load. The fuel consumption rate here indicates the weight (g) of fuel (gasoline) necessary for 1 kwh work.
図5に示すように、燃料消費率は、トルクが増加するに伴い小さくなり(燃費良)、熱効率が向上していることがわかる。これは主にスロットルバルブによる吸気絞りによってエンジン出力の調整をしているために、負荷が大きい場合ほど排気行程から吸気行程にかけて生ずるポンピングロス(ポンプ損失)が小さくなることに起因している。また、高負荷になるほど全発生熱量に対する冷却損失の割合が低下することによる影響も存在する。
なお、トルクの増加に伴い燃料消費率は最小値をとった後、さらにトルクが増大(高負荷化)すると燃料消費率は増加(悪化)を開始するが、これは全開域近くでは出力を増加するとともに、燃料の気化潜熱による冷却効果を得るために空燃比(A/F)を燃料リッチにしていること、及び、燃焼ガス圧力の増大に伴うピストンリングの張力増大等によって機械損失が増加することによる。但し、実際の一般走行においては、このような燃料リッチ領域を用いることは稀であり、実用上は負荷が高いほど燃料消費率がよいと考えることができる。
一方、エンジン回転数と燃料消費率の関係は、例えば約2500から3000rpm程度の中速域において燃料消費率は最良となり、これよりも高速側では摩擦等による機械損失の増加によって悪化し、また、低速側では燃焼ガスからシリンダブロック、ヘッド等への熱伝導による冷却損失が増えることによって悪化するが、各回転域ごとにそれぞれ燃料消費率とトルク(負荷)との関係に着目すると、上述したように高負荷ほど燃料消費率が良いことがわかる。
As shown in FIG. 5, it can be seen that the fuel consumption rate decreases as the torque increases (good fuel consumption), and the thermal efficiency is improved. This is mainly because the engine output is adjusted by the intake throttle by the throttle valve, so that the pumping loss (pump loss) generated from the exhaust stroke to the intake stroke becomes smaller as the load increases. Further, there is an influence due to a decrease in the ratio of the cooling loss to the total generated heat amount as the load becomes higher.
The fuel consumption rate starts to increase (deteriorates) when the torque further increases (higher load) after the fuel consumption rate takes the minimum value as the torque increases, but this increases the output near the fully open area. In addition, the mechanical loss increases due to the fact that the air-fuel ratio (A / F) is made rich in order to obtain a cooling effect due to the latent heat of vaporization of the fuel, and that the piston ring tension increases as the combustion gas pressure increases. It depends. However, it is rare to use such a fuel-rich region in actual general traveling, and it can be considered that the higher the load is, the better the fuel consumption rate is in practice.
On the other hand, the relationship between the engine speed and the fuel consumption rate is, for example, the best fuel consumption rate in the medium speed range of about 2500 to 3000 rpm, and worse on the higher speed side due to an increase in mechanical loss due to friction, etc. On the low speed side, the deterioration is caused by an increase in cooling loss due to heat conduction from the combustion gas to the cylinder block, head, etc., but focusing on the relationship between the fuel consumption rate and torque (load) for each rotation range, as described above It can be seen that the higher the load, the better the fuel consumption rate.
以上のことから、エンジンの負荷が比較的高い車両の加速時と、負荷が比較的低い定速走行時とにそれぞれコンプレッサを駆動した場合、コンプレッサに同じ仕事をさせるのに必要な燃料の消費量は、加速時のほうが少ないことがわかる。
表1は、定速時、加速時のそれぞれにおいて、エアコンをオフ又はオンした場合の単位時間あたりの燃料消費量と、エアコンをオンにしたことによる燃料消費量の増加量の一例を示す表である。
Table 1 is a table showing an example of fuel consumption per unit time when the air conditioner is turned off or on at constant speed and acceleration, and an increase in fuel consumption due to turning on the air conditioner. is there.
また、車両の減速時には、エンジンは可能な限り燃料カットを行い、いわゆるエンジンブレーキを用いた状態で運転される。これは、エンジンへの燃料供給(燃料噴射)を停止し、エンジンのクランクシャフトを車両の駆動系からの入力によって回転させている状態であり、このときエンジンは、ポンピングロス及び機械損失によって負の仕事を発生する。すなわち、エンジンは、駆動系からの入力を吸収する状態となっている。したがって、このような状態でコンプレッサを駆動すると、燃料は消費されない。この場合、いわゆるエンジンブレーキの効きはコンプレッサの駆動に要する仕事量だけ増した状態となるから、この仕事量の増加に応じてフットブレーキの使用量が低減され、仮にコンプレッサを駆動しない場合にはブレーキから熱として放出されるエネルギをコンプレッサの動力として回収することができる。 Further, when the vehicle is decelerated, the engine performs fuel cut as much as possible, and is operated with a so-called engine brake. This is a state where the fuel supply (fuel injection) to the engine is stopped and the crankshaft of the engine is rotated by the input from the drive system of the vehicle. At this time, the engine is negative due to pumping loss and mechanical loss. Generate work. That is, the engine is in a state of absorbing input from the drive system. Accordingly, when the compressor is driven in such a state, no fuel is consumed. In this case, the effectiveness of the so-called engine brake is increased by the amount of work required to drive the compressor, so the amount of foot brake used is reduced as the amount of work increases. It is possible to recover energy released as heat from the compressor as power for the compressor.
以上のことから、本実施例においては、比較例に対して以下のような効果を発揮することができる。
(1)エンジンの燃料消費率が向上する高負荷状態の場合にコンプレッサが駆動される頻度を増やしているから、少ない燃料消費量によって同じ冷房能力を得ることができ、エアコンの稼動による燃料消費量の増加を抑制することによって、車両の実走行燃費を向上することができる。特に、例えば7月、8月等の酷暑時を除く中間期においては、必要な冷房能力が比較的低く、エンジンが高負荷状態にある場合及び車両が減速状態にある場合にその大部分を得ることができるから、高い効果を得ることができる。
(2)車両が燃料カットの行われる減速状態にあるときにコンプレッサが駆動される頻度を増やしているから、燃料の消費を伴わずにコンプレッサを駆動することができ、車両の実走行燃費を向上することができる。
(3)エンジンの高負荷時及び車両の減速時は、他の場合よりもコンプレッサの駆動頻度を増やすことによって、内気温度が下がる傾向にあるから、内気温度に走行状態に応じた頻繁な変動が生じ、人間工学的に優れているといわれる温度のゆらぎが発生する。これによって、家庭用(建物用)エアコン等で利用されているファジー制御に類似したゆらぎ効果を得ることができる。
From the above, in this embodiment, the following effects can be exhibited with respect to the comparative example.
(1) Since the frequency at which the compressor is driven in a high load state where the fuel consumption rate of the engine is increased, the same cooling capacity can be obtained with a small amount of fuel consumption, and the fuel consumption due to the operation of the air conditioner By suppressing this increase, the actual driving fuel consumption of the vehicle can be improved. In particular, in the intermediate period excluding extreme heat such as July and August, the required cooling capacity is relatively low, and most of it is obtained when the engine is in a high load state and the vehicle is in a deceleration state. Therefore, a high effect can be obtained.
(2) Since the frequency of driving the compressor is increased when the vehicle is in a deceleration state where fuel cut is performed, the compressor can be driven without fuel consumption, and the actual driving fuel consumption of the vehicle is improved. can do.
(3) When the engine is heavily loaded and when the vehicle is decelerating, the internal air temperature tends to decrease by increasing the drive frequency of the compressor more than in other cases. This produces temperature fluctuations that are said to be ergonomically superior. As a result, a fluctuation effect similar to fuzzy control used in home (building) air conditioners or the like can be obtained.
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)実施例は、コンプレッサの機能を制限する場合にコンプレッサの駆動を停止しているが、これに限らず、例えば可変容量式のコンプレッサの場合に、制限モードではその容量(吐出量)を通常モードよりも低減するようにしてもよい。
(2)実施例は、コンプレッサの通常モードにおける駆動頻度を2段階に切り換えるようにしているが、より多段階に切り換えたり、連続的に可変させるようにしてもよい。
(3)コンプレッサの駆動・停止を切り換える条件は、上述したTAO−TAMを用いたものに限らず、他のものであってもよい。例えば、設定温度と室内温度のみの関係に基づいたものであってもよい。
(4)実施例は、車速信号に基づいて減速状態を検出しているが、これに限らず、例えばECUがエンジンの燃料カットを行っているか否かを検出し、燃料カットが行われている場合は減速状態であると判断するようにしてもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) In the embodiment, the compressor is stopped when the function of the compressor is limited. However, the present invention is not limited to this. For example, in the case of a variable displacement compressor, the capacity (discharge amount) is limited in the limit mode. You may make it reduce rather than normal mode.
(2) In the embodiment, the drive frequency in the normal mode of the compressor is switched to two stages, but it may be switched to more stages or continuously variable.
(3) The conditions for switching between driving and stopping of the compressor are not limited to those using the above-described TAO-TAM, and other conditions may be used. For example, it may be based on the relationship between the set temperature and the room temperature only.
(4) In the embodiment, the deceleration state is detected based on the vehicle speed signal. However, the present invention is not limited to this. For example, the ECU detects whether or not the fuel is cut from the engine, and the fuel is cut. In this case, it may be determined that the vehicle is decelerating.
1 エアコン制御装置
10 エアコン(AC)コントロールユニット
11 内気温センサ
12 日射センサ
13 エバポサーモセンサ
14 マグネットクラッチリレー
15 マグネットクラッチ
20 エアコン(AC)コントロール
30 エンジン制御ユニット(ECU)
40 ボディ統合ユニット
41 外気温センサ
42 ライティングスイッチ
DESCRIPTION OF
40 Body integrated
Claims (4)
前記エンジンのトルクが閾値よりも大きい時に高負荷状態であると判断するエンジン負荷検出部と、
前記エンジンが前記高負荷状態にある場合に前記コンプレッサが前記通常モードで運転される頻度を他の場合に対して増加させるコンプレッサ制御部と
を備えることを特徴とする車両用エアコン制御装置。 In a control device for a vehicle air conditioner having a compressor that is driven by an engine and is operated by switching between a normal mode and a limited mode in which the function is limited than the normal mode.
An engine load detector that determines that the engine is in a high load state when the engine torque is greater than a threshold ;
The vehicle air conditioner control apparatus characterized by comprising a compressor control unit for increasing the frequency of the compressor when the engine is in the high load state is operated in the normal mode for the other cases.
前記エンジンのトルクが閾値よりも大きい時に高負荷状態であると判断するエンジン負荷検出部と、
前記車両の減速状態を検出する減速状態検出部と、
前記エンジンが前記高負荷状態にある場合及び前記車両が所定の減速状態にある場合に、前記コンプレッサが前記通常モードで運転される頻度をこれら以外の場合よりも増加させるコンプレッサ制御部と
を備えることを特徴とする車両用エアコン制御装置。 In a control device for a vehicle air conditioner having a compressor that is driven by an engine and is operated by switching between a normal mode and a limited mode in which the function is limited than the normal mode.
An engine load detector that determines that the engine is in a high load state when the engine torque is greater than a threshold ;
A deceleration state detector for detecting a deceleration state of the vehicle;
If the case and the vehicle the engine is in the high load state is in a predetermined decelerating state, the frequency with which the compressor is operated in the normal mode comprise a compressor control unit for increasing than otherwise these An air conditioner control device for a vehicle.
前記コンプレッサ制御部は、前記コンプレッサの前記通常モードと前記制限モードとを所定の温度条件に基づいて切り換える機能を有し、前記温度条件を変化させることによって前記通常モードで運転される頻度の変更を行うこと
を特徴とする車両用エアコン制御装置。 The vehicle air conditioner control device according to claim 1 or 2,
The compressor control unit has a function of switching between the normal mode and the limit mode of the compressor based on a predetermined temperature condition, and changes the frequency of operation in the normal mode by changing the temperature condition. A vehicle air conditioner control device.
前記エンジン負荷検出部は、吸気管負圧及びスロットルポジションの少なくとも一方の値に基づいて、前記エンジンが前記高負荷状態にあるか否かを判断すること
を特徴とする車両用エアコン制御装置。 The vehicle air conditioner control device according to any one of claims 1 to 3,
The vehicle air conditioner control device, wherein the engine load detector determines whether or not the engine is in the high load state based on at least one of an intake pipe negative pressure and a throttle position.
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