JPH02144218A - 車載空調機の制御装置 - 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〕 本発明は車載空調機の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、自動車用空調機としてコンプレッサの行程容積を
多段あるいは連続的に変化させられるコンプレッサを備
えるものが採用されだしてきている。そして、このよう
に可変容量コンプレッサを備えることで、従来の固定容
量コンプレッサを備えるものに比べて、安定した車室温
を得ることができるとか、コンプレッサＯＮ、ＯＦＦ時
の機関への負荷変動にともなうショックを少なくできる
というメリットがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記可変容量コンプレッサを備える空調機で
は、機関の作動状態がアイドル状態にあっても、車室内
の温度等を調整するために容量をｉｌｌ　ｆｆｆｆした
いため、機関のアイドル状態でのアイドル回転数は空調
装置による最大冷房能力が得られる状態に対応して、高
い回転数に調節されていた。

そのため、通常の状態では必要以上に高いアイドル回転
数とされているため、空調機作動時のアイドル時には燃
費悪化を招くという問題点があった。

従って、本発明の目的は、可変容量コンプレッサを備え
る空調機を搭載した車両のアイドル時の燃費を改善し得
る車載空調機の制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明では、第６図に示
すように、 車両を駆動するために車両に搭載された内燃機関と、 車両の車室内の温度をｉｌｌ節するために、車両に搭載
された空調機と、 前記内燃機関によって駆動される前記空調機に含まれる
可変容量コンプレッサと、 前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検
出手段と、 前記空調機のオン状態を検出する空調機状態検出手段と
、 前記アイドル状態検出手段と、前記空調機状態検出手段
との雨検出結果から、前記機関がアイドル状態で前記空
調機がオン状態である時に、前記可変容量コンプレッサ
の容量を最大もしくはその近傍の容量に調節するアイド
ル時容量調節手段と、前記空調機の冷房能力を上げるか
を判断する判断手段と、 前記アイドル時容量調節手段により、前記可変容量コン
プレッサの容量が最大もしくはその近傍の容量にされて
いる時に、前記判断手段の判断結果に応じて前記機関の
アイドル回転数の目標回転数を設定する目標回転数設定
手段と、 前記目標回転数設定手段にて設定された目標回転数に前
記機関の実際の回転数をフィードバンク制御する回転数
フィードバック制御手段とを備えた車載空調機の制御装
置としている。

〔作用〕

上記構成によれば、アイドル状態において、空調機がオ
ンとされているときには、可変容量コンプレッサは最大
容量もしくはその近傍の容量に調節される。そして、こ
の最大容量もしくはその近傍の容量状態で空調機の冷房
能力を上げるかが判断されると、その判断結果に従って
アイドル時の機関の目標回転数が設定され、この設定さ
れた目標回転数に実際の回転数がフィードバック制御さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例が適用される自動変速機付車両に
搭載された内燃機関、空調機等を含むシステムを示す構
成図である。

１００は火花点火式多気筒内燃機関（以下エンジンとも
言う）であって、このエンジン１００は機関本体１０１
とこの機関本体１０１に接続される吸気管１０２と排気
管１０３とからなる。

吸気管１０２には運転者によって操作されるスロワ）ル
ーｆＦ１０４が設けられており、スロットル弁１０４に
よってエンジン１００への吸気量が調節される。また、
スロットル弁１０４にはスロットル弁１０４の全閉状態
を検出するアイドルスイッチ１０５が設けられている。

また、このスロットル弁１０４を迂回するバイパス回路
１０６が設けられていて、このバイパス通路１０６には
このバイパス通路１０６の通路面積を調節する、すなわ
ち、バイパス通路を通過する吸気量を調節するりニアソ
レノイドタイプのバイパス弁１０７が設けられている。

そして、このバイパス弁１０７によってスロットル弁１
０４の全開時のアイドル状態におけるエンジン回転数が
調節される。さらに、吸気管１０２には、スロットル弁
１０４の下流側の吸気管内の圧力を検出する圧力センサ
１０日が設けられている。また、吸気管１０２の各気筒
に対応して分岐した部分には燃料噴射弁１０９がそれぞ
れ設けられている。

機関本体１０１には吸気管１０２を介して燃焼室１１０
に吸入された混合気を着火するための点火プラグ１１１
が設けられている。また、機関本体１０１を冷却するた
めの冷却水の温度を検出する水温センサ１１２が機関本
体１０しに設けられている。さらに、機関本体１０１の
クランク軸１１３には、クランク軸１１３の回転角を検
出する回転角センサ１１４が設けられている。

なお、１１５はエンジン１００を始動させるためのスタ
ータであり、スタータスイッチ１１６が閉路されたとき
のみ駆動する。

また、１１７はエンジン１００により駆動される車載バ
ッテリ１１日を充電するためのオルタネータである。

バッテリ１１８には、車両のヘッドライト等の電気負荷
１１９と、この電気負荷による電流消費量を検出するた
めの検出抵抗１２０と、シャント抵抗１２１とが接続さ
れている。また、バッテリ１１８にはバッテリ液の温度
を検出する液温センサ１２２が設けられている。そして
、電気負荷１１９と検出抵抗１２０との間の電圧と、オ
ルタネータ１１７との接続点の電圧と、スタータ１１５
七の接続点の電圧と、液温センサ１２２からの信号とが
バッテリ充電量検出回路１５０に入力されている。

このバッテリ充電量検出回路１５０は特開昭５１１２７
６４６号公報で公知のものであって、上記の各入力信号
に基づいて、スタータ１１５によってクランキングされ
ている時のスタータ電流とバッテリ端子電圧との関係か
ら走行直前の充電量を検出し、この走行直前の充電量に
対してエンジン作動中の収支電流を積算することで、バ
ッテリ充電量を検出している。

２００は、車両の車室内の空気を冷却、除湿するための
空調機（以下、エアコンとも言う）である。このエアコ
ン２００はその行程容積を連続的に変化させることがで
きる可変容量コンプレッサ（以下、Ａ／Ｃコンブとも言
う）２０１を備えており、このＡ／Ｃコンブ２０１は電
磁クラッチ２０２を介してエンジン１００のクランク軸
１１３と接続されており、エンジン１００の駆動力によ
って駆動される。そして、このＡ／Ｃコンブ２０１によ
って気体状態の冷媒が圧縮される。

このＡ／Ｃコンブ２０１は冷媒配管２０３を介してコン
デンサ２０４と接続されており、圧縮された冷媒はこの
コンデンサ２０４で放熱され、液化する。

さらに、コンデンサ２０４はレシーバ２０５と接続され
ていて、このレシーバ２０５では液化すれた冷媒が一時
的に貯えられる。

このレシーバ２０５には膨張弁２０６が接続されており
、後述するエバポレータ２０８の下流側の冷媒配管２０
３に設けられた感温筒２０７に応じて膨張弁２０６０開
度が変わり、その開度に応じた量だけ冷媒は膨張弁２０
６にて膨張される。

膨張弁２０６と接続されたエバポレータ２０８では、膨
張した冷媒が気化するが、その気化の際に周囲の熱を冷
媒が奪うので、エバポレータ２０８の周囲の空気は冷却
される。

また、エバポレータ２０８で冷却された空気が車室内へ
と吹き出される吹出口には、吹出温センサ２０９が設け
られている。

３００は上記エンジン１００及びエアコン２００を制御
する電子制御ユニット（ＥＣＵ）であって、上述のアイ
ドルスイッチ１０５、圧力センサ１０８、水温センサ１
１２、回転角センサ１１４、バッテリ充電量検出回路１
５０、吹出温センサ２０９、及び運転者によってエアコ
ン２００をオンするときに閉路されるエアコンスイッチ
２１０等の信号が入力され、入力信号に応じてエンジン
１００及びエアコン２００を制御する。なお、このＥＣ
Ｕ３００は主要部がデジタルコンピュータで構成される
ものであって、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている
。

次に、上記ＥＣＵ３００で実行される処理について、第
２図に示すプログラムのフローチャートに基づいて説明
する。

第２図のプログラムはエンジン１００の始動が完了した
時点から実行されるもので、第２図において、まず、ス
テップ１００１ではアイドルスイッチ１０５の信号に基
づいて、アイドル状態を判断し、アイドル状態を判断し
た場合には、ステップ１００２に進む。

ステップ１００２では、エアコンスイッチ（Ａ／Ｃ５Ｗ
）２１０がオンされている状態かを判断し、オンされて
いる状態であればステップ１００３に進む。ステップ１
００３ではアイドル状態が継続中か、つまり前回の本処
理でもアイドル状態と判断したかを判断し、継続中なら
ばステップ１００５に進み、そうでなければステップ１
００４でＡ／Ｃコンブ２０１の容量を最大にすべく、Ａ
／Ｃコンブ２０１を制御してからステップ１００５に進
む。

ステップ１００５では吹出温センサ２０９で検出された
吹出温やその他のセンサで求められた車室内温、日射量
、外気温や運転者によって設定される設定温度等に基づ
いて、現状の冷房能力より冷房能力を上げるかを判断し
、上げる場合はステップ１００６に進む。ステップ１０
０６では、Ａ／Ｃコンブ２０１がオフかを、即ち、電磁
クラッチ２０２への通電が行われておらず、クラッチ２
０２が離れた状態にあるかを判断し、オンであればステ
ップ１００８に進み、オフであればステップ１００７で
Ａ／Ｃコンブ２０１の容量を最小にしてからＡ／Ｃコン
ブ２０１をオンするよう制御してから、ステップ１００
８に進む。ステップ１００８では、Ａ／Ｃコンブ２０１
の容量が最大となっているかを判断し、最大となってい
ないならステップ１００９にてＡ／Ｃコンブ２０１の容
量を所定値だけ上げ、一方、最大となっているならステ
ップ１０１０にてアイドル運転時の目標回転数ＮＥＴを
所定値だけ上げる。

また、上記ステップ１００５にて冷房能力を上げない場
合は、ステップ１０１１に進み、ステップ１０１１にて
バッテリ充電量検出回路１５０からの出力からバッテリ
充電量が現在電気負荷１１９で消費されている電力量に
応じて第３図に示すように設定した判定値以上かを判断
し、バッテリ充電量が判定値以上で、バッテリ充電量が
充分である場合には、ステップ１０１２に進む。ステッ
プ１０１２では現在の目標回転数ＮＥＴがエンジン冷却
水温及び図示しないニュートラルスイッチで検出される
自動変速機の状態（Ｎレンジ、Ｄレンジ）に応じて第４
図に示す如く設定した下限回転数に達しているかを判断
し、達していないのならばステップ１０１３に進んで目
標回転数ＮＥＴを所定値だけ下げる。

また、バッテリ充電量が充分でない時、又は目標回転数
ＮＥＴが下限回転数に達している時は、ステップ１０１
１又はステップ１０１２からステップ１０１４に進む。

ステップ１０１４ではＡ／Ｃコンブ２０１の容量が最小
になっているかを判断し、なっていないときはステップ
１０１５にてＡ／Ｃコンブ２０１の容量を所定値だけ下
げるように制御し、なっているときはステップ１０１６
にてＡ／Ｃコンブ２０１をオフするよう制御する。

なお、上記ステップ１００２でエアコンスイッチ２１０
がオンされている状態でないと判断された場合には、ス
テップ１０１６に進み、Ａ／Ｃコンブ２０１をオフする
ように制御する。

上述のステップ１００９，１０１０，１０１３゜１０１
５．１０１６のいずれかの処理を終えると、ステップ１
０１７に進み、回転角センサ１１４からの信号に基づい
て算出される実際のエンジン回転数の所定時間内の平均
回転数ＮＥＡＶを算出する。ステップ１０１７の処理後
に、ステップ１０１８で目標回転数ＮＥＴと上記平均回
転数ＮＥＡＶに、所定値αを加えた値とを比較する。な
お、エアコンスイッチ２１０のオフ時における目標回転
数ＮＥＴは第４図に示す如く、エンジン冷却水温及び自
動変速機の状態（Ｎレンジ、Ｄレンジ）に応じて定めら
れている。そして、ＮＥＴ＞ＮＥＡＶ＋αであれば、実
際のエンジン回転数が目標回転数ＮＥＴより低すぎるの
であるから、ステップ１０１９にて積分デユーティＤ、
をΔＤだけ大きくする。

逆に、ＮＥＴ＞ＮＥＡＶ十αでなければステップ１０２
０にて目標回転数ＮＥＴと上記平均回転数ＮＥＡＶから
所定値αを引いた値とを比較する。

そして、ＮＥＴ＜ＮＥＡＶ−αであれば、実際のエンジ
ン回転数が目標回転数ＮＥＴより高すぎるのであるから
、ステップ１０２１にて積分デユーティＤ１をΔＤだけ
小さくする。そして、ステップ１０２２にて基本デユー
ティＤ、（エンジン冷却水温に応じて設定される）と積
分デユーティとを加えて今回の出力デユーティＤ。とし
、ステップ１０２３にてこの出力デユーティＤ。をバイ
パス弁１０７に対して出力し、出力デユーティＤ。に応
じた開度に制御する。なお、出力デユーティＤ。

が大きいほどバイパス弁１０７の開度は大きくなるよう
になっている。

ところで、上記ステップ１０１１にて非アイドル状態で
あると判断された場合には、ステップ１０２４にてステ
ップ１００２と同じくエアコンスイッチ２１０の状態を
判断し、オンであるなら、ステップ１０２５にてステッ
プ１００５と同じく冷房能力を上げるかを判断する。そ
して、上げるのならステップ１０２６にてステップ１０
０６と同じ＜Ａ／Ｃコンブ２０１の状態を判断し、Ａ／
Ｃコンブ２０１がＯＦＦ状態であるなら、ステップ１０
２７にてステップ１００７と同じ（Ａ／Ｃコンブ２０１
の容量を最小にしてからＡ／Ｃコンブ２０１をオンする
よう制御し、また、Ａ／Ｃコンブ２０１がオン状態であ
るなら、ステップ１０２８にてＡ／Ｃコンブ２０１の容
量を所定値だけ上げるよう制御する。また、ステップ１
０２５にて上げないのならステップ１０２９に進み、ス
テップ１０２９ではステップ１０１４と同じ＜Ａ／Ｃコ
ンブ２０１の容量が最小になっているかを判断し、なっ
ていないときはステップ１０３０にて１０１５と同じ＜
Ａ／Ｃコンブ２０１の容量を所定値だけ下げるよう制御
し、なっているときはステップ１０３１にてステップ１
０１６と同じくＡ／Ｃコンブ２０１をオフするよう制御
する。

以上のステップ１０２３，１０２７，１０２８゜１０３
０．１０３１のいずれかの処理を終えると、ステップ１
０３２に進み、１０３２ではその他の制御処理を実行し
てから再びステップ１００１に戻る。なお、その他の制
御処理としては、吸気圧、エンジン回転数、エンジン冷
却水温等に基づいて燃料噴射量を求めて、噴射弁１０９
よりエンジン回転に同期した所定のタイミングで求めた
燃料噴射量を噴射させる処理や、吸気圧、エンジン回転
数、エンジン冷却水温等に基づいて点火時期を定めて、
点火プラグ１１１に定められた点火時期に点火プラグ１
１１にて火花を飛ばさせる処理等を含む。

上述の第２図による処理によれば、エアコン２００がオ
ンされているときのアイドル時には、Ａ／Ｃコンブ２０
１の容量は極力最大の状態に制御され、要求される冷房
能力に従ってアイドル時の目標回転数が変更される。

次に、上記構成の作用効果を第５図を参照して説明する
。従来はエンジン１００のアイドル状態においては、エ
アコン２００に要求される冷房力の最大状態を考慮した
高い目標回転数Ｎ、を設定し、エンジン回転数をこの目
標回転数Ｎ１に制御している状態で、Ａ／Ｃコンブ２０
１の容量を要求される冷房能力に従って、非アイドル状
態と同様に変化させていた。

しかしながら、本実施例では上述した如く、エアコン２
００がオンされている時のアイドル時には、Ａ／Ｃコン
ブ２０１の容量を最大に制御しておいて、エアコン２０
０に要求される冷房能力に従ってアイドル時の目標回転
数を変更して変更された目標回転数にアイドル時の実際
の回転数を制御している。

従って、燃料消費量は従来では第５図においてエンジン
回転数Ｎ１の状態でエンジン動力骨に■のように変化す
るエアコン冷房骨を加えた量となり、例えばエンジン動
力骨に◎を加えた量となる。

しかしながら、本実施例では、Ａ／Ｃコンブ２０１の容
量の最大の状態で要求される冷房能力が得られる回転数
に制御されるので、燃料消費量は従来と同等の冷房能力
を得るには■と同じ燃料消費量◎が消費される回転数Ｎ
２にアイドル時の回転数は制御され、アイドル時の回転
数が低い値とされる分だけエンジン動力骨で消費される
燃料量が少なくなる。即ち、同じ冷房能力を得るにして
も、本実施例の方が少ない燃料消費量で実現できるよう
になる。

また、本実施例では、バッテリ充電量が充分でない場合
には、目標回転数ＮＥＴを下げる処理を行わず、オルタ
ネータ１１７による充電を優先させるので、アイドル時
の回転数を下げすぎによるバッテリ上がりを防止できる
。

またさらに、予め設定された下限回転数よりも目標回転
数が下がらないようにしているので、アイドル時の回転
数を下げすぎたことによって、エンジンの燃焼が不安定
となって、ストールに陥るということも防止できる。

ところで、上記実施例では、エアコンがオンされている
ときのアイドル時には、Ａ／Ｃコンブの容量を最大にし
ていたが、最大でなくともその近傍の容量（例えば最大
容量の８０％や９０％など）に調節してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、アイドル状態で空
調機作動時には、可変容量コンプレッサの容量を最大も
しくはその近傍の容量にした状態で、要求される冷房能
力に従って可変容量コンプレッサを駆動する機関の回転
速度をフィードバンク制御するようにしたことから、冷
房能力を低下させることなく、アイドル時の燃費を充分
に改善できるようになるという優れた効果がある。

２００・・・空調機、２０１・・・可変容量コンプレッ
サ。

２０２・・・電磁クラッチ、２０９・・・吹出温センサ
２１０・・・エアコンスイッチ、３００・・・電子制御
ユニット。

代理人弁理士　　岡　部　　　隆

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例が適用される車両搭載システム
の構成図、第２図は第１図中の制御ユニットで実行され
るプログラムのフローチャート、第３図はバッテリ充電
量判定値の設定を示す特性図、第４図はアイドル状態で
の目標回転数及び下限回転数の設定を示す特性図、第５
図は本発明の実施例と従来技術とを比較するための図、
第６図は本発明のブロック図である。 １００・・・内燃機関、１０５・・・アイドルスイッチ
１０７・・・バイパス弁、ＩＩ３・・・クランク軸、１
１４・・・回転角センサ、１１７・・・オルタネータ、
１１８・・・バッテリ、１５０・・・パンテリ充電量検
出回路。 ｆ気１１へ食ｌ 第 図 木 ちｌ（”Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　車両を駆動するために車両に搭載された内燃機
   関と、 　車両の車室内の温度を調節するために、車両に搭載さ
   れた空調機と、 　前記内燃機関によって駆動される前記空調機に含まれ
   る可変容量コンプレッサと、 　前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態
   検出手段と、 　前記空調機のオン状態を検出する空調機状態検出手段
   と、 　前記アイドル状態検出手段と、前記空調機状態検出手
   段との両検出結果から、前記機関がアイドル状態で前記
   空調機がオン状態である時に、前記可変容量コンプレッ
   サの容量を最大もしくはその近傍の容量に調節するアイ
   ドル時容量調節手段と、 　前記空調機の冷房能力を上げるかを判断する判断手段
   と、 　前記アイドル時容量調節手段により、前記可変容量コ
   ンプレッサの容量が最大もしくはその近傍の容量にされ
   ている時に、前記判断手段の判断結果に応じて前記機関
   のアイドル回転数の目標回転数を設定する目標回転数設
   定手段と、 　前記目標回転数設定手段にて設定された目標回転数に
   前記機関の実際の回転数をフィードバック制御する回転
   数フィードバック制御手段と を備えた車載空調機の制御装置。
2. （２）　請求項１記載の装置であって、さらに、前記ア
   イドル状態検出手段と前記空調機状態検出手段との両検
   出結果から、前記機関が非アイドル状態で前記空調機が
   オン状態にある時に、前記判断手段の判断結果に応じて
   前記可変容量コンプレッサの容量を調節する非アイドル
   時容量調節手段を有することを特徴とする車載空調機の
   制御装置。