(57)【要約】      （修正有）【課題】コンプレッサの起動時におけるエンジンの出力を既存のセンサを利用して正確に調整する。【解決手段】コンプレッサ５４は、エンジンの出力によって駆動される。圧力センサ７２はコンプレッサ５４の下流の圧力を測定するために設けられ、サーミスタ７４はエバポレータ６６の下流の温度を測定するために設けられ、ロータリエンコーダはエンジンの回転数を測定するために設けられる。メモリには、エンジンの最大回転数を下回る複数の回転数にそれぞれ対応し、かつコンプレッサ５４の下流の圧力とエバポレータ６６の下流の温度とエンジンのトルクとの関係を各々が示す複数のグラフが記憶される。ＥＣＵは、圧力センサ７２，サーミスタ７４およびロータリエンコーダの出力とメモリに記憶された複数のグラフとに基づいて、コンプレッサ５４の起動時におけるエンジンの出力を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンディショナを駆動するときに内燃機関をクラッチを介して前記エアコンディショナのコンプレッサと接続する車両であって、
前記内燃機関の回転数と前記コンプレッサの下流の圧力と前記エアコンディショナをなすエバポレータの下流の温度と前記内燃機関のトルクとの相関関係を示す相関関係情報を記憶する記憶手段、および
前記クラッチの接続時における前記内燃機関の出力を前記記憶手段によって記憶された相関関係情報を参照して調整する調整手段を備える、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に関し、特にエアコンディショナを駆動するときに内燃機関をクラッチを介してエアコンディショナのコンプレッサと接続する、車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、エアコンサイクルの高圧側の管路圧力（コンプレッサの出口側管路圧力）が圧力センサによって逐次検出され、その検出結果に基づいてコンプレッサの起動トルクが推定される。コンプレッサ起動時におけるＡＡＣバルブの開度および作動時間すなわち補助空気量は、推定された起動トルクに基づいて決定される。これによって、コンプレッサの起動トルクの大小に拘らずエンジンアイドル回転数を適正値に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンプレッサの入り口側の管路圧力もコンプレッサの起動トルクに影響を与えるところ、特許文献１ではコンプレッサの出口側の管路圧力しか検出していない。したがって、コンプレッサの起動時におけるエンジンアイドル回転数の落ち込みを確実に回避するには、エンジンアイドル回転数を余分に増大させる必要がある。ここで、コンプレッサの入り口側の管路圧力を測定するセンサを追加すれば、コンプレッサの起動トルクの推定精度が上がり、エンジンアイドル回転数を余分に増大させる必要がなくなるが、そうすると、センサを追加する分だけ部品コストが増大する。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、コンプレッサの起動時における内燃機関の出力を既存のセンサを利用して正確に調整することができる、車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の車両は、エアコンディショナを駆動するときに内燃機関をクラッチを介してエアコンディショナのコンプレッサと接続する車両であって、内燃機関の回転数とコンプレッサの下流の圧力とエアコンディショナをなすエバポレータの下流の温度と内燃機関のトルクとの相関関係を示す相関関係情報を記憶する記憶手段、およびクラッチの接続時における内燃機関の出力を記憶手段によって記憶された相関関係情報を参照して調整する調整手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
クラッチの接続時における内燃機関の出力を正確に調整するには、コンプレッサの下流の圧力に加えてコンプレッサの上流の圧力も測定する必要があるところ、コンプレッサの上流の圧力はエバポレータの下流の温度と密接に関連する。
【０００８】
これを踏まえて、内燃機関の回転数とコンプレッサの下流の圧力とエアコンディショナをなすエバポレータの下流の温度と内燃機関のトルクとの相関関係を示す相関関係情報が予め準備される。また、内燃機関の回転数，コンプレッサの下流の圧力およびエバポレータの下流の温度の各々を検知するセンサは、元々存在する。
【０００９】
クラッチの接続時における内燃機関の出力は、予め準備された相関関係情報と元々存在するセンサの検知結果とに基づいて調整される。これによって、クラッチの接続時つまりコンプレッサの起動時における内燃機関の出力を既存のセンサを利用して正確に調整することができる。
【００１０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この実施例の車両に搭載されたエンジンおよびＥＣＵの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この実施例の車両に搭載されたエアコンディショナの構成の一例を示すブロック図である。
【図３】エアコンディショナが起動するタイミングとエンジンのトルクが増大するタイミングの一例を示すタイミング図である。
【図４】（Ａ）はエバポレータの下流温度とコンプレッサの下流圧力とエンジンのトルク増大値との相関関係の一例を示すグラフであり、（Ｂ）はエバポレータの下流温度とコンプレッサの下流圧力とエンジンのトルク増大値との相関関係の他の一例を示すグラフである。
【図５】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照して、この実施例の車両１０は、エンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。気筒に設けられた燃焼室１４には、吸気弁１６を介して吸気通路２８が接続され、排気弁１８を介して排気通路３０が接続される。なお、図１では単一の気筒しか示していないが、エンジン１２は複数の気筒を有する。吸気通路２８は、吸気弁１６の上流の位置で各気筒に分岐する。
【００１３】
吸気通路２８には、室内に配置されたアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて開度が変わる単一のスロットルバルブ３２と、吸気通路２８に燃料を噴射するべく各気筒に割り当てられた燃料噴射弁３４とが設けられる。
【００１４】
吸気通路２８にはまた、スロットルバルブ３２を迂回する単一のバイパス流路３６が接続される。また、バイパス流路３６には、ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）３８が設けられる。ＩＳＣＶ３８はステッパモータ４０を駆動源とする電子開閉式のバルブであり、ＩＳＣＶ３８の開度はステッパモータ４０の回転位置に応じて変化する。バイパス流路３６内の空気流量は、このようなＩＳＣＶ３８の開度に依存する。
【００１５】
燃料噴射弁３４から噴射される燃料の量は、吸気通路２８内の空気流量（スロットルバルブ３２およびＩＳＣＶ３８の開度）とエンジン１２の回転数とに基づいて制御される。燃焼室１４には、噴射された燃料と吸気通路２８内の空気との混合気が供給される。供給された混合気は、コンロッド２２を介してクランクシャフト２４と結合されたピストン２０が上死点に達する直前に、図示しない点火プラグによって点火される。
【００１６】
ピストン２０は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２４が回転する。クランクシャフト２４にはフライホイール２６が装着され、クランクシャフト２４の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール２６によって抑制される。なお、エンジン１２の回転数は、フライホイール２６の近傍に設けられたロータリエンコーダ４２の出力に基づいて測定される。
【００１７】
アイドリング時は、スロットルバルブ３２が閉じられる。空気は、バイパス流路３６を経て燃焼室１４に供給される。バイパス流路３６内の空気流量つまりＩＳＣＶ３８の開度はエンジン１２の回転数に基づいて調整され、燃料噴射弁３４から噴射される燃料の量は調整されたＩＳＣＶ３８の開度に基づいて調整される。つまり、ＩＳＣＶ３８の開度および燃料噴射弁３４から噴射される燃料の量は、上述の要領で測定されたエンジン１２の回転数に基づいてフィードバック制御される。
【００１８】
図２を参照して、車両１０には、室内の空調を行うエアコンディショナ５０が設けられる。エアコンディショナ５０において、冷媒は、気体または液体（霧状を含む）の形で管路５２内を循環する。コンプレッサ５４を冷凍サイクルの起点とした場合、冷媒はまずコンプレッサ５４によって気体の状態で圧縮される。コンプレッサ５４の下流には、コンデンサ５６が設けられる。気体の状態でコンデンサ５６に供給された冷媒は、コンデンサファン６０によって強制的に空冷され、これによって冷媒が液化される。
【００１９】
なお、コンデンサ５６とコンデンサファン６０との間には、エンジンルーム７６の内側と外側とを循環する冷却水を放熱させるためのラジエータ５８が設けられる。したがって、コンデンサファン６０は、ラジエータ５８を強制的に空冷するためのラジエータファンを兼ねている。
【００２０】
また、コンデンサ５６，ラジエータ５８およびコンデンサファン６０は、エンジンルーム７６の前方（走行風が当たる場所）に設けられる。したがって、車両１０が走行していれば、コンデンサ５６に供給された冷媒およびラジエータ５８に供給された冷却水の熱は、コンデンサファン６０が停止していても、走行風によって放散される。
【００２１】
コンデンサ５６によって放熱された冷媒の全てが液化されている訳ではなく、一部の冷媒は気体のままである。気体のままの冷媒は、コンデンサ５６の下流に設けられたレシーバ６２によって分離される。レシーバ６２の下流に設けられたエキスパンションバルブ６４には、液化した冷媒のみが供給される。エキスパンションバルブ６４は、液化した冷媒を霧状にして下流に噴出する。
【００２２】
噴出された冷媒の熱は、エバポレータ６６によって管路５２外の空気の熱と交換される。これによって冷却された管路５２外の空気は、ブロワファン６８によって車両１０の室内に送り込まれる。また、熱交換によって温められた冷媒は、気体となってコンプレッサ５４に供給される。
【００２３】
エンジン１２をなすクランクシャフト２４とコンプレッサ５４との間には、マグネットクラッチ７０が介在する。図１に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）４４は、室内に設けられたエアコンスイッチ（図示せず）によるエアコン起動操作に応答してマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４に接続し、同じエアコンスイッチによるエアコン停止操作に応答してマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４から開放する。クランクシャフト２４の回転力は、マグネットクラッチ７０がコンプレッサ５４に接続されているときにコンプレッサ５４に伝達される。コンプレッサ５４は、クランクシャフト２４の回転力によって駆動される。
【００２４】
圧力センサ７２は、コンデンサ５６の下流の位置で管路５２内の圧力を検知する。また、サーミスタ（温度センサ）７４は、エバポレータ６６の下流の位置（厳密には、冷媒が完全に気化する位置）で管路５２内の温度を検知する。つまり、コンプレッサ５４の下流の圧力は圧力センサ７２によって検知され、エバポレータ６６の下流の温度はサーミスタ７４によって検知される。圧力センサ７２およびサーミスタ７４の各々の検知結果は、ＥＣＵ４４に与えられる。
【００２５】
エアコン起動操作からエアコン停止操作までの期間において、ＥＣＵ４４は、圧力センサ７２の検知結果が上限値に達したときにマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４から開放し、圧力センサ７２の検知結果が上限値を下回ったときにマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４に接続する。ＥＣＵ４４はまた、サーミスタ７４の検知結果が下限値（＝２℃）を下回ったときにマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４から開放する。
【００２６】
クランクシャフト２４がマグネットクラッチ７０を介してコンプレッサ５４に接続されると、クランクシャフト２４に掛かる負荷が増大する。したがって、マグネットクラッチ７０の接続に起因するエンジン１２の回転数の落ち込みを回避するには、ＡＳＣＶ３８の開度を調整してエンジン１２のトルクないし出力を増大させる必要がある。また、エンジン１２のトルクないし出力を増大させるタイミングは、エアコンディショナ５０が起動するタイミング（クランクシャフト２４がコンプレッサ５４に接続されるタイミング）に合わせる必要がある（図３参照）。
【００２７】
ここで、エンジン１２のトルク増大値を正確に算出するには、エンジン１２の回転数およびコンプレッサ５４の下流の圧力に加えてコンプレッサ５４の上流の圧力も特定する必要があるところ、エアコンディショナ５０には、コンプレッサ５４の上流の圧力を検知する圧力センサが存在しない。ただし、コンプレッサ５４の上流の圧力はエバポレータ６６の下流の温度と密接に関連し、エバポレータ６６の下流の温度はサーミスタ７４によって検知される。
【００２８】
そこで、この実施例では、エンジン１２の最大回転数を下回る複数の回転数にそれぞれ対応し、かつコンプレッサ５４の下流の圧力とエバポレータ６６の下流の温度とエンジン１２のトルク増大値との相関関係を各々が示す複数のグラフが、相関関係情報としてメモリ４４ｍに準備される。
【００２９】
なお、エバポレータ６６の下流における管路５２内の温度および圧力の関係はモリエル線図に反映されるところ、各グラフの横軸に割り当てるエバポレータ６６の下流の温度は、エアコンディショナ５０の設計段階でエバポレータ６６の下流の圧力を測定し、測定された圧力をモリエル線図を利用して温度に変換することで特定される。
【００３０】
グラフは、最大回転数を下回る範囲で５００ｒｐｍ毎に準備される。このうち、１０００ｒｐｍの回転数に対応するグラフを図４（Ａ）に示し、１５００ｒｐｍの回転数に対応するグラフを図４（Ｂ）に示す。図４（Ａ）および図４（Ｂ）のいずれにおいても、エバポレータ６６の下流の温度が−５℃〜１５℃でかつコンプレッサ５４の下流の圧力が１．０Ｍｐａ〜３０．０Ｍｐａの領域においてグラフが描かれる。
【００３１】
これらのグラフの説明にあたっては、エバポレータ６６の下流の温度を“Ｔ”で表し、コンプレッサ５４の下流の圧力を“Ｐ”で表す。また、（Ｔ，Ｐ）＝（−５℃，１．０Ｍｐａ），（−５℃，３０．０Ｍｐａ），（０℃，１．０Ｍｐａ）の３つの座標で囲まれた領域を“Ｒ１”で表し、（Ｔ，Ｐ）＝（０℃，１．０Ｍｐａ），（−５℃，３０．０Ｍｐａ），（０℃，３０．０Ｍｐａ）の３つの座標で囲まれた領域を“Ｒ２”で表し、（Ｔ，Ｐ）＝（０℃，１．０Ｍｐａ），（０℃，３０．０Ｍｐａ），（１５℃，３０．０Ｍｐａ），（１５℃，１．０Ｍｐａ）の４つの座標で囲まれた領域を“Ｒ３”で表す。
【００３２】
すると、エンジン１２の回転数が１０００ｒｐｍである場合、トルク増大値は、領域Ｒ１において１Ｎ・ｍに設定され、領域Ｒ２において１Ｎ・ｍ〜５Ｎ・ｍのいずれかの値に設定され、領域Ｒ３において１Ｎ・ｍ〜１０Ｎ・ｍのいずれかの値に設定される（図４（Ａ）参照）。また、エンジン１２の回転数が１５００ｒｐｍである場合、トルク増大値は、領域Ｒ１において３Ｎ・ｍに設定され、領域Ｒ２において３Ｎ・ｍ〜７Ｎ・ｍのいずれかの値に設定され、領域Ｒ３において３Ｎ・ｍ〜１２Ｎ・ｍのいずれかの値に設定される（図４（Ｂ）参照）。
【００３３】
各グラフ上の複数の線は等高線を示し、トルク増大値は共通の線上に分布する複数の座標の間で共通する。また、エバポレータ６６の下流の温度が０℃以下であれば、通常、エアコンディショナ５０は停止するが、故障時を考慮して領域Ｒ１およびＲ２にもトルク増大値が設定される。
【００３４】
さらに、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を比較すれば分かるように、エンジン１２の回転数が高いほど、トルク増大値は高くなる。具体的には、１５００ｒｐｍの回転数に対応して設定されるトルク増大値は、１０００ｒｐｍの回転数に対応して設定されるトルク増大値よりも２Ｎ・ｍだけ大きい。
【００３５】
エアコン起動操作に応答するエンジン１２の適正トルク増大値は、エアコン起動操作が行われた時点のエンジン１２の回転数，エバポレータ６６の下流の温度およびコンプレッサ５４の下流の圧力と、メモリ４４ｍに準備された複数のグラフのうちエンジン１２の回転数を挟む２つの回転数にそれぞれ対応する２つのグラフとに基づいて算出される。
【００３６】
より詳しくは、コンプレッサ５４の下流の圧力およびエバポレータ６６の下流の温度に対応するトルク増大値が、エンジン１２の回転数を挟む２つの回転数にそれぞれ対応する２つのグラフの各々から読み取られ、読み取られた２つのトルク増大値が補間演算を施される。補間演算には、エンジン１２の回転数とこれを挟む２つの回転数との相違を考慮した重み付け係数が用いられる。
【００３７】
ＡＳＣＶ３８の開度つまりエンジン１２の出力は、こうして算出された適正トルク増大値を参照して調整される。調整が完了するとマグネットクラッチ７０がコンプレッサ５４に接続され、これによってエアコンディショナ５０が起動する。
【００３８】
ＥＣＵ４４は、エアコン起動操作からエアコンディショナ５０の起動までの一連の処理（ＡＳＣＶ調整処理）を図５に示すフロー図に従って実行する。なお、フロー図に対応する制御プログラムは、ＥＣＵ４４に設けられた不揮発性のメモリ４４ｍに記憶される。また、ＡＳＣＶ調整処理は、所定周期で繰り返し実行される。
【００３９】
まずステップＳ１で、エアコン起動操作が行われたか否かをステップＳ１で判別する。判別結果がＮＯであれば速やかに今回のＡＳＣＶ調整処理を終了し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ３に進む。ステップＳ３では、コンプレッサ５４の下流の圧力を測定するべく、圧力センサ７２の検知結果を取得する。ステップＳ５では、エバポレータ６６の下流の温度を測定するべく、サーミスタ７４の検知結果を取得する。
【００４０】
ステップＳ７では、ロータリエンコーダ４２の出力に基づいてエンジン１２の回転数を測定する。ステップＳ９では、測定した回転数を挟む２つの回転数にそれぞれ対応する２つのグラフをメモリ４４ｍに記憶された複数のグラフの中から抽出し、抽出された２つのグラフから２つのトルク増大値をそれぞれ読み取る。読み取りにあたっては、ステップＳ３およびＳ５でそれぞれ測定された圧力および温度を参照する。
【００４１】
ステップＳ１１では、ステップＳ９で読み取られた２つのトルク増大値に補間演算を施して、適正トルク増大値を算出する。適正トルク増大値の算出にあたっては、ステップＳ７で測定した回転数とこれを挟む２つの回転数との相違を考慮した重み付け係数が用いられる。ステップＳ１５では、算出されたトルク増大値を参照してＡＳＣＶ３８の開度つまりエンジン１２の出力を調整する。調整が完了すると、ステップＳ１７でマグネットクラッチ７０をコンプレッサ５４に接続し、その後に今回のＡＳＣＶ調整処理を終了する。
【００４２】
以上の説明から分かるように、コンプレッサ５４は、エンジン１２の出力によって駆動される。圧力センサ７２はコンプレッサ５４の下流の圧力を測定するために設けられ、サーミスタ７４はエバポレータ６６の下流の温度を測定するために設けられ、ロータリエンコーダ４２はエンジン１２の回転数を測定するために設けられる。メモリ４４ｍには、エンジン１２の最大回転数を下回る複数の回転数にそれぞれ対応し、かつコンプレッサ５４の下流の圧力とエバポレータ６６の下流の温度とエンジン１２のトルクとの関係を各々が示す複数のグラフが記憶される。ＥＣＵ４４は、圧力センサ７２，サーミスタ７４およびロータリエンコーダ４２の出力とメモリ４４ｍに記憶された複数のグラフとに基づいて、コンプレッサ５４の起動時におけるエンジン１２の出力を調整する。
【００４３】
エンジン１２の出力を正確に制御するには、エンジン１２の回転数およびコンプレッサ５４の下流の圧力に加えてコンプレッサ５４の上流の圧力も測定する必要があるところ、コンプレッサ５４の上流の圧力はエバポレータ６６の下流の温度と密接に関連する。
【００４４】
これを踏まえて、エンジン１２の最大回転数を下回る複数の回転数にそれぞれ対応し、かつコンプレッサ５４の下流の圧力とエバポレータ６６の下流の温度とエンジン１２のトルクとの相関関係を各々が示す複数のグラフが予めメモリ４４ｍに準備される。
【００４５】
コンプレッサ５４の起動時におけるエンジン１２の出力は、元々存在する圧力センサ７２，サーミスタ７４およびロータリエンコーダ４２の出力とメモリ４４ｍに記憶された複数のグラフとに基づいて調整される。これによって、コンプレッサ５４の起動時におけるエンジン１２の出力を既存のセンサを利用して正確に調整することができる。
【００４６】
なお、この実施例では、スロットルバルブ３２とは別にＩＳＣＶ３８を設け、アイドリング時の空気流量をＩＳＣＶ３８によって調整するようにしている。しかし、ＩＳＣＶ３８を省略し、スロットルバルブ３２の開閉によってアイドリング時の空気流量を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  …車両
１２  …エンジン
３８  …ＩＳＣＶ
４２  …ロータリエンコーダ
４４  …ＥＣＵ
５０  …エアコンディショナ
５４  …コンプレッサ
６６  …エバポレータ
７２  …圧力センサ
７４  …サーミスタ
【図１】
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【図２】
2016031062.tif 000004
【図３】
2016031062.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016031062.tif 000007