JPH02267475A - 内燃機関駆動エアコン制御装置 - 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〉 本発明は内燃機関駆動エアコン制御装置に関し、特にエ
アコン用可変容量コンプレッサが搭載された内燃機関に
おける該コンプレッサの制御に関する。

〈従来の技術〉 先ず、従来の内燃機関の回転速度制御装置としては、ア
イドル回転速度を制御する装置として、吸気系に介装さ
れたスロットル弁をバイパスするバイパス通路に、バイ
パス空気流量制御用の電磁弁を設け、この電磁弁を介し
て機関のアイドル回転速度を目標アイドル回転速度にフ
ィードバック制御するようにしたものが良く知られてい
る（実開昭５７−５８１８１号公報等参照）。

即ち、減速する際に運転者がスロットル弁を全閉にした
ときや、パワステやパワーウィンド等の外部負荷が発生
したときに、前記電磁弁を開弁することによりバイパス
空気流量を増大させて、機関のアイドル回転速度を上昇
させ、機関出力を高めている。

また、エアコンが備えられた車両に搭載される内燃機関
では、機関にエアコン用のコンプレッサによる負荷が加
わったときには、前記バイパス空気流量を一定量だけス
テップ的に増量することにより機関出力を高めて、コン
プレッサ負荷によってアイドル回転速度の落ち込みが発
生することを防止するようにしている（特開昭５８−１
４９８２０号公報等参照）。

ところで、近年では、省エネ要求の他、エアコンによる
車速低下、加速性悪化への影響を小さくするためにエア
コン用として可変容量コンプレッサ（容量制御コンプレ
ッサ）が広く使用される傾向がある。これは、所謂斜板
タイプのコンプレッサであって、斜板の背面に吸入側圧
力を導き、機関出力軸の回転数が高まり、コンプレッサ
の軸回転数が高くなると、吸入側圧力が低下して上記斜
板の傾きが小さくなりコンプレッサの容量を自動的に減
少させるものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような可変容量コンプレッサを搭載
した内燃機関においては、該コンプレッサの容量制御は
吸入側圧力にのみ依存している。

このため、コンプレッサが運転され且つ機関がアイドル
運転されている時に外部負荷が発生した場合には、前述
したようにバイパス空気流量制御用の電磁弁を開弁じて
吸入空気流量を十分増大させるようにしても、バイパス
空気流量が増大するのに時間遅れが有り、アイドル回転
数が十分上昇しないうちに外部負荷が加わり、また吸入
側圧力が減少するのにも時間遅れが生じるため、コンプ
レッサの容量が変化する以前にコンプレッサの負荷も加
わって、内燃機関の回転数が急激に落ち込み、場合によ
ってはエンストしてしまうことがあるという問題がある
。

尚、エンジンの減速時でかつニュートラル状態において
エアコン等補機類の作動を全く停止させるものがある（
特開昭６１−２４１４２８号公報参照）が、近年使用者
のニーズは年々高まっており、エアコンの作動を停止さ
せることには問題がある。

本発明は上記の実情に鑑みなされたものであり、スロッ
トル弁の状態と負荷の変化を検出してエアコン用可変容
量コンプレッサの容量を制御することにより、エンスト
することがない最低の回転数を維持することができる内
燃機関駆動エアコン制御装置を提供することを目的とす
る。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明では、第１図に示すように、吸入側圧力
に応じて容量が変化するエアコン用可変容量コンプレッ
サを搭載した内燃機関において、スロットル弁の開度を
検出するスロットル弁開度検出手段と、機関負荷を検出
する機関負荷検出手段と、スロットル弁開度が所定値以
下でかつ負荷の急激な変化が検出されたときに、前記可
変容量コンプレッサを容量減少方向に強制的に制御する
容量減少手段と、を設ける構成とした。

〈作用〉 かかる内燃機関駆動エアコン制御装置によると、スロッ
トル弁の開度が所定値以下の場合は、パワステやパワー
ウィンド等の外部負荷が発生することにより負荷の急激
な変化が発生しても、エアコン用可変容量コンプレッサ
における容量が強制的に減少方向に制御されて、内燃機
関に対するエアコンの負荷を低減して、もって外部負荷
に対処することができる。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第４図において、内燃機関４１には、エアクリーナ４２
から吸気ダクト４３．スロットル弁４４及び吸気マニホ
ールド４５を介して空気が吸入される。吸気マニホール
ド４５の各ブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁４６が
設けられている。燃料噴射弁４６はソレノイドに通電さ
れて開弁じ、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であって、後述するコントロールユニット４８からの駆
動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料
タンクがら燃料ポンプにより圧送されてプレッシャレギ
ュレータにより所定の圧力に調整された燃料を噴射する
。

尚、この例は所謂マルチポイントインジエクシッンシス
テムであるが、スロットル弁上流などに全気筒共通に単
一の燃料噴射弁を設けるシングルポイントインジェクシ
ョンシステムであってもよい。

機関４１の燃焼室には点火栓４７が設けられていて、こ
れにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。

コントロールユニット４８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器１人出力インターフェイスを含ん
で構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサ
からの入力信号を受け、演算処理して燃料噴射弁４６の
作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト４２に例えば熱
線式のエアフローメータ４９が設けられていて、吸入空
気流量Ｑを検出する。

また、クランク角センサ５０が設けられていて、例えば
４気筒の場合、クランク角１８０°毎の基準信号とクラ
ンク角１〜２°毎の単位信号とを出力する。ここで、基
準信号の周期、あるいは所定時間内における単位信号の
発生数を計測することにより、機関回転数Ｎを算出可能
である。

また、機関４１のウォータージャケットに臨ませて水温
センサ５１が設けられていて、機関冷却水温度Ｔｗを検
出する。

そして、コントロールユニット４８はエアフローメータ
４９からの吸入空気流ｆＱ倍信号。ランク角センサ５０
からの機関回転数Ｎ信号及び水温センサ５１からの機関
冷却水温度Ｔｗ倍信号受け、Ｑ、　Ｎ等の各種運転条件
を検出し、１回転当たりの吸入空気流量に対応する基本
燃料噴射ＩＴｐ＝に−Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を演算してい
る。

また、スロットル弁４４にボテンシジメータ式のスロッ
トルセンサ５２が設けられていて、スロットル弁開度Ｔ
ＶＯを検出する。そして、スロットルセンサ５２内には
、またスロットル弁４４の全開位置でＯＮとなるアイド
ルスイッチ５６が設けられている。

さらに機関４１により駆動される斜板タイプのコンプレ
ッサ１を有するエアコン５３が設けられており、該エア
コン５３の作動を制御するエアコンスイッチ５４からの
信号が前記コントロールユニット４８に入力されると共
に、パワステやパワーウィンド等の外部負荷スイッチ５
５からの信号も入力されるようになっている。

即ち、スロットルセンサ５２．エアコンスイッチ５４や
外部負荷スイッチ５５等が機関に対する負荷を検出する
機関負荷検出手段として用いられる。

二こで、アイドルスイッチ５６がスロットル弁開度検出
手段として用いられる。

次に、斜板タイプのコンプレッサ１について第２図及び
第３図を用いて具体的に説明する。

１は斜′板タイプの可変容量コンプレッサであつて、ケ
ーシング２内には、ベルト３によってプーリ４を介して
回転する回転軸５を設けてあり、この回転軸５には、こ
れと一体回転するロータリードライブプレート６を斜状
にピボット支持してあって、ロータリードライブプレー
ト６のジャーナル７には、斜板（ノンロータリーワッブ
ル）８を装着しである。尚、９はベアリングを示す。

そして、上記斜板８は、シリンダブロック１０内のピス
トン１１にロッド１２を介して連係してあり、上記ロー
タリードライブプレート６が回転することで上記ピスト
ン１１を往復運動させて、吸入側室１３ａから吐出側室
１３ｂへ冷媒を送り出し、コンデンサ１４．オリフィス
チューブ１５．エバポレータ１６゜アキュームレータ１
７へと順次冷媒を圧送するようになっている。

ここで、上記斜板８の傾き角θ（ピストン１１のストロ
ークＳ）を変化させる構成について説明する。上記吸入
側室１３ａと吐出側室１３ｂの間には連通路１８を設け
てあって、この連通路１８内には、上記吸入側室１３ａ
と吐出側室１３ｂとの差圧が一定以上になると作動して
上記吸入側室１３ａと吐出側室１３ｂとを連通させるベ
ローズ式のコントロールバルブ１９が介装しである。

車室内温度が高いときや、低速走行しているときのよう
に最大冷力を必要とする時には、コンプレッサ１の吸入
圧力が高くなる。従って、第２図に示すように、コント
ロールバルブ１９のベローズは収縮しバルブの作動によ
り、弁体２１が弁座２２に着座する。よって、前記連通
路１８を通って吐出圧Ｐｄがクランクケース２０内に作
用を及ぼすことは無く、クランクケース２０内の圧力も
吸入空気圧力と同等になる。ところで、シリンダブロッ
ク１０内における内圧力は、ピストン１１による圧縮動
作によりクランクケース２０内の圧力と比べ常に同等以
上となるため、斜板８ば倒される方向に作用を受け最大
傾き角θ１ｌｌａｘとなり、もってピストン１１も最大
ストローク５ＩＩｌａｘ　となる。

また、エバポレータ１６の吸込空気温度が低い場合や、
高速で走行している場合には、コンプレッサ１の吸入圧
力が低下する。この場合は、第３図に示すように、コン
トロールバルブ１９のベローズは膨張して、弁体２１が
弁座２２から離間する。よって、前記連通路１８を通っ
て吐出圧Ｐｄがクランクケース２０内に作用し、クラン
クケース２０内の圧力が高くなり、斜板８を起こす方向
に力を受ける。

従って、傾き角θが小さくなり、ピストンのストローク
Ｓも小さくなって、コンプレッサ１の容量を減少させる
ものである。

更に、本発明に係る構成として、前記コントロールバル
ブ１９には弁体２１を強制的に動かすことが可能な電磁
弁２５が端部に設けられており、該コン）０−）ＬｔＲ
ルフ１９カ後述スるコントロールユニット４８からのデ
ユーティ制御信号に基づいて行われる電磁弁２５への通
電による開弁力と、図示しないリターンスプリングによ
る閉弁力との釣合いで作動し、通電電流に応じた開度に
制御される。

ここにおいて、コントロールユニット４８に内蔵された
マイクロコンピュータのＣＰＵは第５図〜第８図にフロ
ーチャートとして示すＲＯＭ上のプログラムに従って、
演算処理を行い、前記コンプレッサ１を容量減少方向に
強制的に制御するように、即ちピストン１１のストロー
クを小さく　（デストローク）するように制御する。

まず、デストローク制御を行うための条件について説明
する。

第５図に示すものは車両が急激な減速をした場合にデス
トローク制御を行うか否かを判定するルーチンであり、
所定時間Δを毎に実行されるものである。まず、ステッ
プ（図ではＳと記す。以下同様Ｈ１でスロットルセンサ
５２によってスロットル弁開度ＴＶＯを検出する。

ステップ１２においては、前回のスロットル弁開度ＴＶ
Ｏ０ＬＤと今回のスロットル弁開度ＴＶＯＮｔｗとによ
り、スロットル弁開度の変化率ΔＴＶＯ（＝　（ＴＶＯ
，ｌｔｗ　　ＴＶＯｏｔｏ　）　／Δｔ　）を求める。

ステップ１３においては、アイドルスイッチ５６がＯＮ
となっているか否かを判断する。アイドルスイッチ５６
がＯＮとなっていれば、ステップ１４に進み、ステップ
１２において求めたスロットル弁開度の変化率ΔＴＶＯ
が所定変化率Ｖより大きいか否かを判断する。そして、
大きい場合は内燃機関に供給される吸入空気流量が急激
に減少する、所謂急激な減速であるとして、ステップ１
５に進み、デストローク制御を行うルーチンであるとこ
ろの後述するサブルーチンＤＳを実行する。

第６図に示すものは、アイドル運転時に外部負荷が掛か
る場合にデストローク制御を行うか否かを判定するルー
チンである。

ステップ２１ではアイドルスイッチ５６がＯＮとなって
いるか否かを判断する。

アイドルスイッチ５６がＯＮとなっていれば、ステップ
２２に進み、パワステやパワーウィンド等の外部負荷ス
イッチ５５がＯＮとなっているかを判断する。アイドル
スイッチ５６及び外部負荷スイッチ５５ともＯＮとなっ
ている場合は、内燃機関がアイドル運転状態で外部負荷
が入力された状態であるので、ステップ２３に進み、後
述するサブルーチンＤＳを実行する。

第７図に示すものは、アクセルを瞬間的に踏み込んだ後
の吸入空気の応答遅れによるリーン失火が発生した場合
に、デストローク制御を行うか否かを判定するルーチン
であり、所定時間Δを毎に実行されるものである。

まず、ステップ３１ではクランク角センサ５０によって
機関回転数Ｎが検出される。

ステップ３２においては、アイドルスイッチ５６がＯＮ
となっているか否かを判断する。アイドルスイッチ５６
がＯＮとなっていれば、ステップ３３に進み、機関回転
数Ｎが所定の機関回転数Ｎ、以下が否かを判断し、所定
の機関回転数Ｎ、以下であるときは、機関の出力が不足
しているとして、ステップ３４に進み、後述するサブル
ーチンＤＳを実行する。

次に、前述した何れかの条件が成立した場合に実行され
るコンプレッサｌのデストローク制御を行うサブルーチ
ンＤＳにについて、第８図に示すフローチャートを参照
しつつ説明する。

ステップ６１では、コントロールユニット４８カラ電磁
弁２５にデユーティ制御信号が出力される。

ステップ６２では、該電磁弁２５が通電されてデストロ
ーク制御が開始される。

ステップ６３ではクランク角センサ５０によって機関回
転数Ｎが検出され、ステップ６４で回転数Ｎが所定回転
数Ｎ６以上となっているか否かを判断して、所定回転数
Ｎ、以上の場合はステップ６５に進み前記状態が所定時
間１．以上継続しているか否かを判断する。

継続している場合は、機関回転数が所定値以上の状態が
所定時間以上継続しているものとして、安定的な運転状
態であると判断して、ステップ６６に進み前記ステップ
６１で行ったデストローク制御を解除するデストローク
制御解除信号が出力され、ステップ６７で電磁弁２５の
通電が停止されてデストローク制御が終了される。

一方、ステップ６４及びステップ６５でＮＯと判断され
た場合は、ステップ６８に進み、コンプレッサの負荷や
外部負荷等により、アイドル回転数が十分上昇しないで
、また吸入側圧力が減少する以前に内燃機関の回転数が
急激に落ち込み、場合によってはエンストしてしまう可
能性があるので、コンプレッサ１のデストローク制御を
継続する。

かかる構成とすれば、スロットル弁開度の変化率ΔＴＶ
Ｏ１外部負荷スイッチ５５のＯＮ状態、機関回転数Ｎ等
の何れかにより内燃機関の出力が低下していることが判
断されると、コントロールユニット４８から電磁弁２５
にデユーティ制御信号が出力されてコンプレッサ１がデ
ストローク制御され、もってエアコン用可変容量コンプ
レッサ１が容量減少方向に強制的に制御される。

従って、少な（ともコンプレッサの負荷を低減させるこ
とが可能となり、回転数が急激に落ち込んで、最悪の場
合エンストしてしまうまで落ち込むことを防止すること
が可能となる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、スロットル弁の開
度が所定値以下の場合は、外部負荷が発生することによ
り負荷の急激な変化が発生しても、エアコン用可変容量
コンプレッサにおける容量が強制的に減少方向に制御さ
れて、外部負荷に対処することができ、もってエンスト
することがない最低の回転数を維持することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明に係る一実施例を示す斜板タイプのエアコン用可変容
量コンプレッサの一例を示す断面図、第３図は同上の部
分断面図、第４図は同上実施例におけるシステム図、第
５図〜第８図は同上の制御内容を示すフローチャートで
ある。 １・・・可変容量コンプレッサ　　８・・・斜板　　１
９・・・コントロールバルブ　　２５・・・１１ｆｌｌ
弁４１・・・内Ｆ機関４４・・・スロットル弁　　４８
・・・コントロールユニット　　４９・・・エアフロー
メータ　　５０・・・クランク角センサ　　５２・・・
スロットルセンサ　　５４・・・エアコンスイッチ　　
５５・・・外部負荷スイッチ５６・・・アイドルスイッ
チ 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 Ｌん 第 ■ 第３図 図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸入側圧力に応じて容量が変化するエアコン用可変容量
   コンプレッサを搭載した内燃機関において、 スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手
   段と、機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、スロッ
   トル弁開度が所定値以下でかつ負荷の急激な変化が検出
   されたときに、前記可変容量コンプレッサを容量減少方
   向に強制的に制御する容量減少手段と、を設けたことを
   特徴とする内燃機関駆動エアコン制御装置。