JPH02140414A - 車両用制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両用制御システムに係り、特に、当該車両
のエンジンにより駆動制御される制御システムに関する
。

（従来技術） 従来、この種の車両用制御システムにおいては、エンジ
ン冷却系統のつオイタンクと共に同軸的にエンジンによ
り駆動される油圧ポンプを備えた油圧回路を採用し、前
記油圧ポンプの吐出圧油に応じて駆動される油圧回路の
油圧モータにより、ニアコンディショナの冷凍サイクル
のコンプレッサをベルト駆動するようにして、エンジン
冷却系統においてウォータポンプの冷却水循環作用に応
じエンジンを冷却する一方、冷凍サイクルにおいてコン
プレッサの冷媒循環作用に応じニアコンディショナの空
調を実現するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような構成においては、上述のように、冷
凍サイクルのコンプレッサを油圧回路の圧油による油圧
エネルギーで駆動するにもかかわらず、エンジン冷却系
統の冷却エネルギーは冷却水に依存しているため、油圧
回路においてオイルタンク９、オイルクーラ等が必須で
あるのに加え、エンジン冷却系統ではつオイタンクの他
にラジエータ、水タンク等をも必須とされ、その結果、
この種制御システムに採用される機器の不必要な増大を
余儀なくされていた。このようなことは、近年の車両に
おけるパワステアリングシステムその他の各種油圧制御
システムの採用のために、より一層助長される傾向にあ
る。

そこで、本発明は、上述のようなことに対処すべく、車
両用制御システムにおいて、エンジン冷却システムによ
る冷却を油冷に依存することにより、油圧系統の共用化
を通じて余剰の機器を総合的に減少させるようにしよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） かかる課題の解決にあたり、本発明の構成上の特徴は、
エンジンを冷却するエンジン冷却システムを備えた車両
に適用されて、コンプレッサを有する制御システムにお
いて、油圧ポンプ、油圧モータ及びオイルクーラを有す
る油圧システムにより、前記油圧ポンプの吐出作用に伴
い前記油圧システムを循環する冷却圧油に応じエンジン
を油冷するように前記エンジン冷却システムを構成し、
かつ前記コンプレッサを前記油圧モータにより駆動する
ようにしたことにある。

（作用効果） しかして、このように構成した本発明においては、エン
ジンを油冷することを前提として、エンジン冷却システ
ムを構成する前記油圧システムを、そのまま、制御シス
テムの前記コンプレッサの駆動のための油圧回路として
機能させるので、前記油圧ポンプ、油圧モータ及びオイ
ルクーラの共用のもとに、エンジン冷却システムに通常
必要とされるラジェータ及びウォータポンプを省略し得
ることとなり、その結果、この種制御システムのエンジ
ン冷却システムとの関係において余剰の機器の削減を総
合的に図り得る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第１
図において、符号１０は、車両に搭載のエンジンＥの冷
却系統（以下、エンジン冷却系統という）を示し、一方
、符号２０は、当該車両に搭載のニアコンディショナに
おける冷凍サイクルを示す。エンジン冷却系統１０は、
可変容量型油圧ポンプ１１を備えており、この油圧ポン
プ１】。

は、エンジンＥにより駆動されて、その可変容量機構１
１ａ（第２図参照）の調整による可変容量に応じオイル
タンク１２から配管Ｐ１を通し冷却油を汲出して配管Ｐ
２内に冷却油圧として吐出する。

油圧モータ１３は配管Ｐ２からの冷却圧油を受けて駆動
されるとともに同冷却圧油を配管Ｐ３を通しエンジンＥ
のジャケットに流入させる。このことは、エンジンＥが
そのジャケット内への流入冷却圧油に応じて油冷される
ことを意味する。オイルクーラ１４は、電動ファン１５
の空冷作用のもとに、エンジンＥのジャケットから配管
Ｐ４を介し冷却圧油を受けて冷却し配管Ｐ５を通してオ
イルタンク１２内に還流させる。電動ファン１５はその
電動Ｒ１５ａにより駆動される。流量制御弁１６は、両
配管Ｐ２．Ｐ、の各中間部位間に接続したバイパス管Ｐ
６中に介装されており、この流量制御御弁１６は、その
開度調整機構１６ａ（第２図参照）により調整される開
度に応じて、配管Ｐ２の中間部位からバイパス管Ｐ６を
介する配管Ｐ３の中間部位への冷却圧油のバイパス流量
を制御する。

冷凍サイクル２０はコンプレッサ２１を有しており、こ
のコンプレッサ２１は、油圧モータ１３に同軸的に直結
されている。しかして、コンプレッサ２１は、油圧モー
タ１３により駆動されて、アキュムレータ２２内の気相
冷媒を配管Ｐ７を通して吸引し高温高圧の圧縮冷媒とし
て配管Ｐ８内に吐出する。コンデンサ２３は、電動ファ
ン２４の空冷作用のもとに、配管Ｐ８からの圧縮冷媒を
放熱凝縮し凝縮冷媒として配管Ｐ９内に流入させる。電
動ファン２４はその電動機２４ａにより駆動される。絞
り２５は、配管Ｐ９からの凝縮冷媒を絞り、低温低圧の
冷媒としてエバポレータ２６に配管ＰＩＯを通し流入さ
せる。エバポレータ２６は、ニアコンディショナから車
室内へ吹出すべき空気流を流入冷媒に応じ冷却するとと
もに同流入冷媒を配管Ｐｉｔを介しアキュムレータ２２
に気液分離させるべく流入させる。

次に、油圧ポンプ１１、流量制御弁１６及び両電動ファ
ン１５．２４のための電気回路構成について第２図を参
照して説明する。操作スイッチＳＷは、ニアコンディシ
ョナを作動させるとき操作されて操作信号を生じる。油
温センサ３０ａは、オイルクーラ１４の入口近傍におけ
る配管Ｐ４内の冷却圧油の現実の温度を検出し油温検出
信号として発生する。冷媒圧センサ３０ｂは絞り２５の
入口近傍における配管Ｐ９内の凝縮冷媒の現実の圧力を
検出し冷媒圧検出信号として発生する。温度設定器３０
ｃは車室内の所望の温度を設定されて設定温信号として
発生する。内気温センサ３０ｄは車室内の現実の温度を
検出し内気温検出信号として発生する。

Ａ−Ｄ変換器４０は、油温センサ３０ａからの油温検出
信号、冷媒圧センサ３０ｂからの冷媒圧検出信号、温度
設定器３０ｃからの設定温信号及び内気温センサ３０ｄ
からの内気温検出信号をディジタル変換し油温ディジタ
ル信号、冷媒圧ディジタル信号、設定温ディジタル信号
及び内気温ディジタル信号としてそれぞれ発生する。マ
イクロコンピュータ５０は、第３図に示すフローチャー
トに従い、操作スイッチＳＷ及びＡ−Ｄ変換器４０との
協働により、コンピュータプログラムを実行し、この実
行中において、容量調整機構１１ａ、電動機１５ａ、開
度調整機構１６ａ及び電動機２４ａにそれぞれ接続した
各駆動回路６０ａ〜６０ｄの駆動制御に必要な演算処理
をする。但し、上述のコンピュータプログラムはマイク
ロコンピュータ５０のＲＯＭに予め記憶されている。な
お、マイクロコンピュータ５０は、当該車両のイグニッ
ションスイッチＩＧの閉成によりバッテリＢがら給電さ
れてコンピュータプログラムの実行を開始する。

以上のように構成した本実施例において、イグニッショ
ンスイッチＩＧの閉成により当該車両をエンジンＥの始
動のもとに走行状態におく。このとき、油圧ポンプ１１
がエンジンＥにより駆動状態におかれる。また、マイク
ロコンピュータ５゜がイグニッションスイッチＩＧの閉
成によりステップ７０にてコンピュータプログラムの実
行を開始し、ステップ７１にて初期化され、ステップ７
２にて操作スイッチＳＷの未操作に基き「ＮＯ」と判別
する。

現段階において、Ａ−Ｄ変換器４０がらの油温ディジタ
ル信号の値（以下、油温Ｔｏという）が所定油温Ｔ　ｏ
　ａ以上であれば、マイクロコンピュータ５０が、ステ
ップ７３にてｒＹＥｓＪと判別し、ステップ７３ａにて
、電動機１５ａを高速モードにおくための第１高速モー
ド信号を発生する。

但し、所定油温Ｔｏａは、オイルクーラ１４の空冷強化
に対応する値としてマイクロコンピュータ５０のＲＯＭ
に予め記憶されている。ステップ７３ａでの演算処理後
、マイクロコンピュータ５゜が、ステップ７４にて、流
量制御弁１６の開度（以下、開度φという）を最大開度
φｍａｘとセットし開度出力信号として発生するととも
に、油圧ポンプ１１の容量（以下、容ｔｃという）を最
小容量Ｃｍｔｎとセットし容量出力信号として発生する
。

但し、φｍａｘ、　Ｃｍｉｎはマイクロコンピュータ５
０のＲＯＭに予め記憶されている。

上述のように、第１高速モード信号、φ−φｍａ×を表
わす開度出力信号、及びＣ＝　Ｃｍｉｎを表わす容量出
力信号がマイクロコンピュータ５０から生じると、駆動
回路６０ｂが前記第１高速モード信号に応じて電動機１
５ａを高速モードにて駆動する。このため、電動ファン
１５が電動機１５ａの高速モードのもとにオイルクーラ
１４高空冷モードにて空冷する。また、駆動回路６０ｃ
が、マイクロコンピュータ５０からのφ＝φｍａｘを表
わす開度出力信号に応じて開度調整機構１６ａを介し流
量制御弁１６の開度を最大にする。また駆動回路６０ａ
が、マイクロコンピュータ５０からのＣ＝　Ｃ！ｌ１ｉ
ｎを表わす容量出力信号に応じて容量調整機Ｍ　１１　
ａを介し油圧ポンプ１１の容量を最小容量Ｃｍｉｎにす
る。

すると、油圧ポンプ１１が最大容量Ｃｍｉｎにてオイル
タンク１２内の冷却油を最小流量でもって吸引し冷却圧
油として配管Ｐ２内に吐出する。ついで、この配管Ｐ２
内の冷却圧油が、油圧モータ１３に流入することなく同
油圧モータ１３からバイパスされて、バイパス管Ｐｂ、
全開状態にある流量制御弁１６及び配管Ｐ３の下流部を
通りエンジンＥのジャケット内に流入する。これにより
、エンジンＥが油冷される。ついで、エンジンＥのジャ
ケットからの冷却圧油は、配管Ｐ４を通りオイルクーラ
１４内に流入し、このオイルクーラ１４により電動ファ
ン１５の高空冷モード下にて冷却されて配管Ｐ、を通り
オイルタンク１２内に還流する。

以上説明したように、ステップ７２にて「ＮＯ」との判
別後ステップ７３にてｒＹＥＳ、と判別された場合には
、油圧ポンプ１１を最小容量Ｃｍ１ｎとし、流量制御弁
１６を最大開度φｍａｘとし、電動ファン１５を高空冷
モードとするようにしたので、冷凍サイクル２０の作動
停止のもとに、油圧ポンプ１１による最小流量の冷却圧
油が、高空冷モード下にて適正に空冷されつつエンジン
冷却系統１０を循環することによりエンジンＥを効果的
に油冷できる。なお、ステップ７３にて「ＮＯ」との判
別がされると、マイクロコンピュータ５０がステップ７
３ｂにて第１高速モード信号を消滅させる。これは、Ｔ
ｏ＜Ｔｏａ下では、電動ファン１５の停止のもとでもエ
ンジンＥの油冷が適正になされ得ることによる。

また、上述のようなステップ７１における初期化後、操
作スイッチＳＷから操作信号が発生しておれば、°マイ
クロコンピュータ５０が、ステップ７２にてｒＹＥＳ、
と判別する。現段階において、Ｔｏ＜Ｔｏａであり、か
つＡ−Ｄ変換器４０からの冷媒圧ディジタル信号の値（
以下、冷媒圧Ｐｒという）が所定冷媒圧Ｐｒａ未満なら
ば、マイクロコンピュータ５０が、ステップ７５にて「
ＮＯ」と判別し、ステップ７５ａにて、各電動機１５ａ
、２４ａを低速モードにおくための第１及び第２の低速
モード信号を発生する。但し、所定冷媒圧Ｐｒａは、コ
ンデンサ２３の空冷強化に対応する値としてマイクロコ
ンピュータ５０のＲＯＭに予め記憶されている。

コンピュータプログラムがステップ７６に進むと、マイ
クロコンピュータ５０が、容量−温度差特性曲線Ｌ１を
表わすデータ（以下、容量−温度差データという）に基
きＡ−Ｄ変換器４０からの内気温ディジタル信号及び設
定温ディジタル信号の各位（以下、内気温Ｔｉｎ及び設
定温Ｔｓｅｔ、という）の差（以下、温度差ΔＴ　（＝
Ｔｉｎ−Ｔｓｅｔ）という）に応じ容量Ｃを決定する。

但し、容量−温度差特性曲線Ｌ１は、開度φ＝０を前提
として、油圧ポンプ１１の容量Ｃと、内気温Ｔｉｎ及び
設定温Ｔ　ｓｅｔ間の温度差ΔＴとの関係を表わし、上
述の容量−温度差データとしてマイクロコンピュータ５
０のＲＯＭに予め記憶されている。かかる場合、容量−
温度差特性曲線Ｌ　、によれば、Ｃｍｉｎ≦Ｃ（Ｃｗａ
ｘでは、ＣはΔＴに比例して決定されることが分かる。

ステップ７６における演算後、マイクロコンピュータ５
０が、ステップ７６ａにおいて、開度φ＝０を開度出力
信号として発生するとともに、ステップ７６での決定容
量Ｃを容量出力信号として発生する。

上述のように、第１及び第２の低速モード信号、φ＝０
を表わず開度出力信号、並びに決定容量Ｃを表わす容量
出力信号が、マイクロコンピュータ５０から各ステップ
７５ａ、７６ａにて発生されると、再駆動回路６０ｂ、
６０ｄが、前記第１及び第２の低速モード信号に応じて
両型動機１５ａ。

２４ａを低速モードにてそれぞれ駆動する。このため、
電動ファン１５が電動機１５ａの低速モードのもとにオ
イルクーラ１４を低空冷モードにて空冷するとともに、
電動ファン２４が電動機２４ａの低速モードのもとにコ
ンデンサ２３を低空冷モードにて空冷する。また、再駆
動回路６０ｃがマイクロコンピュータ５０からのφ＝０
を表わす開度出力信号に応じて開度調整機構１６ａを介
し流量制御弁１６の開度を零にする。また、駆動回路６
０ａが、マイクロコンピュータ５０からの決定容量Ｃを
表わす容量出力信号に応じて容量調整機ｆｌｌ　１１　
ａを介し油圧ポンプ１１の容量を決定容量Ｃにする。

なお、油圧ポンプ１１が、決定容量Ｃに相当する流量で
もってオイルタンク１２内の冷却油を吸引し冷却圧油と
して配管Ｐ２内に吐出する。ついで、この配管Ｐ２内の
冷却圧油が、流量制御弁１６に流入することなく、油圧
モータ１３に流入する。然る後、油圧モータ１３が、そ
の流入冷却圧油の量に応じた回転速度にて駆動されてコ
ンプレッサ２１を駆動するとともに、流入冷却圧油を配
管Ｐ３を通しエンジンＥのジャケット内に流入させる。

これにより、エンジンＥが油冷される。ついで、エンジ
ンＥのジャケットからの冷却圧油は、上述と同様にオイ
ルクーラ１４内に流入し、このオイルクーラ１４により
電動ファン１５の低空冷モード下にて冷却されてオイル
タンク１２内に還流する。

一方、上述のようにコンプレッサ２１が駆動されると、
アキュムレータ２２内の気相冷媒が配管Ｐ７を通りコン
プレッサ２１によりその回転速度に相当する量でもって
吸引圧縮されて高温高圧の圧縮冷媒として配管Ｐ８を通
りコンデンサ２３に流入する。すると、同圧縮冷媒が、
コンデンサ２３により電動ファン２４の低空冷モード下
にて凝縮された後、絞り２５の絞り作用に応じ低温低圧
の冷媒となってエバポレータ２６に流入する。このため
、エバポレータ２６が、その流入冷媒に応じ車室内への
吹出空気流を冷却するとともに、同流入冷媒をアキュム
レータ２２を介し気相冷媒としてコンプレッサ２１に還
流させる。

以上説明したように、ステップ７２にてｒＹＥＳ」と判
別した後ステップ７５にてｒＮＯＪと判別した場合には
、油圧ポンプ１１の容量をステップ７６での決定容量Ｃ
とし、流量制御弁１６を全閉とし、両電動ファン１５．
２４を低空冷モードとするようにしたので、油圧ポンプ
１１による決定容量に相当する量の冷却圧油が、低空冷
モード下にて適正に空冷されつつ油圧モータ１３を介し
エンジン冷却系統１０を循環することによりエンジンＥ
を効果的に油冷できると共に、油圧モータ１３により駆
動されるコンプレッサ２１の圧縮作用のもとに、圧縮冷
媒が、低空冷モード下にて適正に空冷されつつ冷凍サイ
クル２０を循環することによってニアコンディショナに
よる車室内調整を実現できる。

また、上述のような作用効果の達成にあたり、エンジン
Ｅを油冷することを前提として、エンジン冷却系統１０
の冷却圧油循環回路を、そのまま、冷凍サイクル２０の
コンプレッサ２１の駆動のための油圧回路として機能さ
せるようにしたので、油圧ポンプ１１、油圧モータ１３
、オイルクーラ１４、オイルタンク１２の共用のもとに
、エンジン冷却系統に通常必要なラジェータ、ウォータ
ポンプ及び水タンクを省略し得る。なお、ステップ７５
にてｒＹＥＳ、との判別がなされると、マイクロコンピ
ュータ５０が、ステップ７５ｂにて、第１高速モード信
号及び電動機２４ａを高速モードにおくための第２高速
モード信号を発生し両電動ファン１５．２３を高空冷モ
ードにおく、これは、ＴＯ≧Ｔｏａ及びＰｒ≧Ｐｒａで
は、エンジンＥの適正な油冷には、低空冷モードでは不
足なためである。

上述のような操作信号の発生のもとでは、ステップ７８
における「ＮＯ」との判別下にて、ΔＴ＝Ｔｉｎ−Ｔｓ
ｅｔの減少に伴い決定容量Ｃを減少させてゆくように各
ステップ７５．７６．７６ａを通る演算処理が繰返えさ
れる。このことは、エンジン冷却系統１０及び冷凍サイ
クル２０の各冷却度合が、冷凍サイクル２０の冷却負荷
に比例することを意味する。

然る後、ステップ７８における判別がｒＹＥｓＪになる
と、マイクロコンピュータ５０が、ステップ７８ａにて
、開度−温度差特性曲線Ｌ２を表わすデータ（以下、開
度−温度差データという）に基きＡ−Ｄ変換器４０から
の設定温Ｔｓｅｔと内気温Ｔｉｎとの差（以下、温度差
−ΔＴ　＝　（Ｔ　５ｅｔ−Ｔｉｎ）という）に応じ開
度φを決定する。但し、容量−温度差特性曲線Ｌ２は、
容量Ｃ＝　Ｃｍｉｎを前提として、流量制御弁１６の開
度φと、温度差（−ΔＴ）との関係を表わし、上述の開
度−温度差データとしてマイクロコンピュータ５０のＲ
ＯＭに予め記憶されている。かかる場合、上述の開度−
温度差特性曲線Ｌ２によれば、０≦φ≦φｍａｘにおい
て、φは（−ΔＴ）に比例して決定されることが分る。

しかして、マイクロコンピュータ５０が、ステップ７８
ｂにて、Ｃ＝　Ｃｍｉｎを容量出力信号として発生する
とともに、ステップ７８ａでの決定開度φを開度出力信
号として発生する。すると、ステップ７５ａ又は７５ｂ
での演算処理に基く低空冷モード又は高空冷モードのも
とに、駆動回路６０ａが、マイクロコンピュータ５０か
らのＣ＝Ｃｍ１ｎを表わす容量出力信号に応じて容量調
整機構１１ａを介し油圧ポンプ１１の容量を最小容量Ｃ
ｍ１ｎにするとともに、駆動回路６０ｃがマイクロコン
ピュータ５０からの決定開度φを表わす開度出力信号に
応じて開度調整機構１６ａを介し流量制御弁１６の開度
を決定開度φにする。

すると、油圧ポンプ１１が最小容量Ｃｍｉｎに相当する
最小容量でもってオイルタンク１２内の冷却油を吸引し
冷却圧油として配管Ｐ２内に吐出するようになる。つい
で、配管Ｐ２内の冷却圧油の一部が流量制御弁１６の開
度に応じ油圧モータ１３からバイパスされてバイパス管
Ｐ６を通り配管Ｐ、の下流部内に流入する。一方、配管
Ｐ６内の冷却圧油の残余の部分が油圧モータ１３に流入
する。しかして、油圧モータ１３がその流入冷却圧油量
に応じた回転速度にて駆動されてコンプレッサ２１を駆
動するとともに、流入冷却圧油を配管Ｐ、の上流部を通
しその下流部内に流入させる。

これにより、エンジンＥがそのジャケット内への最小容
量゛の冷却圧油により油冷される一方、冷凍サイクル２
０の循環冷媒量が、上述の油圧モータ１３の回転速度に
相当するコンプレッサ２１の圧縮吐出作用に応じた量と
なってニアコンディショナの空調を実現する。

以上説明したように、ステップ７８にてｒＹＥＳ」と判
別した場合には、両電動ファン１５，２４の低空冷モー
ド或いは高空冷モードのもとに、油圧ポンプ１１の容量
を最小容量Ｃｍ１ｎとし、流量制御弁１６の開度をステ
ップ７８ａでの決定開度φとするようにしたので、Ｔｉ
ｎ＜Ｔｓｅｔの成立後においては、エンジン冷却系統１
０における循環冷却圧油量を最小流量に維持した上でエ
ンジンＥを適正に冷却し得るとともに、温度差（−ΔＴ
）の変動に伴う流量制御弁１６の開度の広範囲の変化に
応じた冷凍サイクル２０の冷媒循環度合に基き車室内の
温度調整がなされ得る。かかる場合、このような作用効
果が、油圧ポンプ１１．油圧モータ１３、オイルクーラ
１４及びオイルタンク１２の共用のもとに、ラジェータ
、ウォータポンプ、水タンクの省略の上で達成され得る
のは、上述と同様である。

なお、本発明の実施にあたっては、前記実施例にて述べ
たバイパス管Ｐ６中に、第４図に示すごとく、油圧駆動
ファン７０を介装し、ニアコンディショナの停止時或い
は低負荷時に流量制御弁１６が開状態にあるとき、油圧
駆動ファン７０を、その油圧モータ７０ａのバイパス管
Ｐ６への冷却圧油のバイパス量に応じた作動のもとに駆
動してオイルクーラ１４を補助的に空冷し電動ファン１
５の使用率を低減し得る。

また、本発明の実施にあたっては、冷凍サイクル２０に
代えて、例えば、パワーステアリングシステム或いはそ
のヒータ油圧回路を採用し、このパワーステアリングシ
ステム或いはヒータ油圧回路のコンプレッサを油圧モー
タ１３により駆動するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す全体構成図
、第３図は第２図におけるマイクロコンピュータの作用
を示すフローチャート、並びに第４図は前記実施例の部
分的変形例を示す要部油圧回路図である。 符　　号　　の　　説　　明 Ｅ・・・エンジン、１０・・・エンジン冷却系統、１１
・・・油圧ポンプ、１３・・・油圧モータ、１４・・・
オイルクーラ、２０・・・冷凍サイクル、２１・・・コ
ンプレッサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンを冷却するエンジン冷却システムを備えた車
   両に適用されて、コンプレッサを有する制御システムに
   おいて、油圧ポンプ、油圧モータ及びオイルクーラを有
   する油圧システムにより、前記油圧ポンプの吐出作用に
   伴い前記油圧システムを循環する冷却圧油に応じエンジ
   ンを油冷するように前記エンジン冷却システムを構成し
   、かつ前記コンプレッサを前記油圧モータにより駆動す
   るようにしたことを特徴とする車両用制御システム。