JP2013174221A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載され、エンジン回転を伝達することによりオルタネータその他の補機を駆動するシステムの制御に関する。 The present invention relates to control of a system that is mounted on a vehicle and drives an alternator and other auxiliary machines by transmitting engine rotation.
一般に自動車では、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受ける発電機であるオルタネータによって発電を行い、その発電した電力をバッテリに充電するとともに、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、照明灯、エアコンディショナのコンプレッサやラジエタを空冷するファンのモータ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステムといった種々の電気負荷（電装系）に供給している。 Generally, in an automobile, power is generated by an alternator that is a generator that receives transmission of rotational driving force from a crankshaft of an internal combustion engine, and the generated electric power is charged to a battery, and an electronic control unit (Electronic Control Unit), an illumination lamp, Air conditioner compressors and radiators are supplied to various electric loads (electrical systems) such as fan motors, heaters, defoggers, audio equipment, and car navigation systems.
そして従来、アイドル時においてエアコンディショナを稼働させる際に内燃機関に掛かる負荷が大きくなることを見越した一例として、エアコンディショナのスイッチがＯＮとされてもすぐには内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転する冷媒圧縮用のコンプレッサを稼働させず、燃料噴射量及び吸気量を増量させて所定の回転数にまで上げておき、しかる後にコンプレッサを作動させる技術を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, as an example in anticipation of an increase in the load applied to the internal combustion engine when the air conditioner is operated during idling, even if the air conditioner switch is turned on, it immediately rotates from the crankshaft of the internal combustion engine. A technique for increasing the fuel injection amount and the intake air amount to a predetermined rotational speed without operating the refrigerant compression compressor that rotates by receiving the driving force, and then operating the compressor after that. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら上記特許文献に記載のものでは、内燃機関の回転数が所定回転数となってから所定時間経過した後にコンプレッサを作動するようにしているため、始動時では回転数が大きく吹き上がってしまうものとなっていた。具体的に説明すると、内燃機関の始動時にはさらに始動用の空気増量補正がされているため、さらにエアコンディショナ作動時の増量補正を加えるとクラッチを接続する前にエンジン回転数が不自然に吹き上がってしまい、ドライバに違和感を覚えさせてしまうものとなっていた。 However, in the above-mentioned patent document, since the compressor is operated after a predetermined time has elapsed since the rotational speed of the internal combustion engine reaches the predetermined rotational speed, the rotational speed is greatly increased at the time of starting. It was. Specifically, since the air increase correction for starting is further performed at the time of starting the internal combustion engine, if the increase correction during the operation of the air conditioner is further applied, the engine speed blows unnaturally before the clutch is connected. It went up and made the driver feel uncomfortable.
本発明は、このような不具合に着目したものであり、始動時に違和感無くエアコンディショナを作動させること所期の目的としている。 The present invention pays attention to such inconveniences, and has an intended purpose of operating an air conditioner without a sense of incongruity at the time of starting.
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。 In order to achieve such an object, the present invention takes the following measures.
すなわち本発明に係る制御装置は、車両に搭載された内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転する冷媒圧縮用のコンプレッサを備えるエアコンディショナの制御を司るものであって、前記エアコンディショナを稼働させる指示が出されたタイミングで吸気量を増量補正し、前記タイミングから所定時間経過後であり且つ前記増量補正の後に前記コンプレッサと前記クランクシャフトとの間に介在し回転駆動力を前記コンプレッサに伝えるためのクラッチの接続を行なうものとし、始動時は前記所定時間を他の運転領域よりも短く設定していることを特徴とする。 That is, the control device according to the present invention controls an air conditioner including a compressor for compressing a refrigerant that receives a rotation driving force from a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle and rotates. An intake air amount is corrected to increase at a timing when an instruction to operate the air conditioner is issued, and a rotational driving force is interposed between the compressor and the crankshaft after a predetermined time has elapsed from the timing and after the increase correction. Is connected to the compressor, and the predetermined time is set shorter than the other operation regions at the time of starting.
このようなものであれば、吸気量の始動時増量補正とエアコンディショナ作動時の増量補正とが重なった状態となってから速やかにコンプレッサを作動させることで回転数の吹き上がりを有効に抑制することができ、回転数の吹き上がりによるドライバの違和感を解消することに資する。またエアコンディショナをより早いタイミングで作動させることにより、ドライバの快適さの向上にも資する。すなわち本発明によれば、ドライバにとってより快適な環境を提供することができる。 If this is the case, the speed increase is effectively suppressed by quickly operating the compressor after the amount of increase correction at the start of the intake air amount and the amount of increase correction during the air conditioner operation overlap. This contributes to eliminating the driver's uncomfortable feeling due to the increase in the rotational speed. In addition, operating the air conditioner at an earlier timing contributes to improvement of driver comfort. That is, according to the present invention, it is possible to provide a more comfortable environment for the driver.
本発明によれば、ドライバにとってより快適な環境を提供し得る制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus which can provide a more comfortable environment for a driver can be provided.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment.
本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition gasoline engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
The
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
The
図２に、本実施形態における発電システムの等価回路を示す。オルタネータ１１０は、ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動機構等を介して内燃機関のクランクシャフトに接続しており、クランクシャフトの回転に従動して回転し発電する。オルタネータ１１０は、ステータに巻回されたステータコイル１１１と、ステータの内側に配置され回転するロータに巻回されたフィールドコイル１１２とを有する。ステータコイル１１１は三相コイルであり、三相交流の誘起電流を発電する。この誘起電流は、レクティファイヤ（整流器）１１３によって直流電流とした上でバッテリ１２０に蓄電する。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the power generation system in the present embodiment. The
オルタネータ１１０が発電し出力する電圧の大きさは、レギュレータ１３０を介して制御される。レギュレータ１３０は、オルタネータ１１０に付帯するＩＣ式の既知のものであり、オルタネータ１１０の出力電圧を少なくとも二段階に切り替えることが可能である。
The magnitude of the voltage generated and output by the
オルタネータ１１０は上記の通り、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の供給を受けて回転し発電する。そのため、内燃機関から見ればオルタネータ１１０は機械負荷となる。その機械負荷は、オルタネータ１１０による発電量が大きいほど大きくなる。
As described above, the
内燃機関の運転及び補機の制御を司るＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU 0 that controls the operation of the internal combustion engine and the control of the auxiliary machine is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、変速機を作動させる作動油の油温を検出する油温センサから出力される作動油温信号ｇ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｈ、バッテリ１２０の充電状態（バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度）を検出するセンサから出力されるバッテリ信号ｎ、オルタネータ１１０の出力電圧を検出するセンサから出力される出力電圧信号ｐ、並びに、照明灯、エアコンディショナ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等を稼働させることを要望するユーザの手によって操作される操作入力デバイス（操作スイッチ、ボタン、タッチパネル等）から与えられる信号ｏ等が入力される。
The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal (N signal) b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, An accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、レギュレータ１３０に対して出力電圧指令信号ｌ、並びに、照明灯、エアコンディショナ、ヒータ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等を稼働させるための制御信号等を出力する。制御信号には、内燃機関のクランクシャフトから冷媒圧縮用のコンプレッサへの回転駆動力の伝達を媒介するマグネットクラッチ５を断接切換するためのクラッチ接続信号ｍ１や、ラジエタを冷却するためのファンモータ６を駆動するファン駆動信号ｍ２の他、照明灯、ファンモータ６、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等の各々への通電をＯＮ／ＯＦＦするための信号が含まれる。
From the output interface, an ignition signal i for the igniter of the
本実施形態ではエアコンディショナを冷房のために稼働させる際に冷媒圧縮用のコンプレッサを冷却するためのファンを、ラジエタを冷却するためのラジエタファンと共用してなる。すなわちエアコンディショナによって冷房を行なう際、上記制御信号のうちクラッチ接続信号ｍ１とファン駆動信号ｍ２とがＥＣＵ０より出力される。 In this embodiment, when operating the air conditioner for cooling, the fan for cooling the compressor for refrigerant compression is shared with the radiator fan for cooling the radiator. That is, when the air conditioner performs cooling, the clutch connection signal m1 and the fan drive signal m2 among the control signals are output from the ECU0.
具体的には図３に示すように、内燃機関のクランクシャフトとエアコンディショナのコンプレッサとの間を断接切換するグネットクラッチ５に対してクラッチ接続信号ｍ１が出力されると、クラッチ接続信号ｍ１は、マグネットクラッチ５に通電する電気回路を短絡／遮断するリレースイッチ５１に入力され、このスイッチを短絡側に駆動する。同じくファン駆動信号ｍ２が出力されると、ファンモータ６に通電する電気回路を短絡／遮断するリレースイッチに入力され、このスイッチを短絡側に駆動する。
Specifically, as shown in FIG. 3, when the clutch connection signal m1 is output to the
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｎ、ｏ、ｐを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。また、バッテリ１２０の充電状態や、エアコンディショナ、照明灯その他の電気負荷の稼働状況を知得するとともに、オルタネータ１１０において供給するべき発電量を推算する。そして、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、オルタネータ１１０の出力電圧といった運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ＥＣＵ０は、運転パラメータ及びユーザの操作に対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ１、ｍ２を出力インタフェースを介して印加する。
The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 obtains various information a, b, c, d, e, f, g, h, n, o, and p necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface and knows the engine speed. The amount of intake air charged in the cylinder 1 is estimated. In addition, the state of charge of the
ここで、本実施形態に係る制御装置は、エアコンディショナを稼働させる指示が出されたタイミングで吸気量を増量補正し、前記タイミングから所定時間経過後であり且つ前記増量補正の後にクラッチの接続を行なうものとしている。 Here, the control device according to the present embodiment corrects the intake air amount at the timing when an instruction to operate the air conditioner is issued, and after the predetermined amount of time has elapsed from the timing and after the increase correction, the clutch is connected. To do.
図４は本実施形態における、エアコンディショナ作動時における電子スロットルバルブ３２による吸気量の補正と、マグネットクラッチ５の作動と内燃機関の回転数との関係を従来例とともに示したタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart showing the relationship between the correction of the intake air amount by the
まず同図に破線で示す従来例について説明する。なお本実施形態では図示しないものの吸気量の始動時増量補正並びに吸気量の増大に応じた燃料噴射量の補正も行なわれているが、当該補正は通常のものであるため詳細な記載を省略している。 First, a conventional example indicated by a broken line in FIG. Although not shown in the present embodiment, the intake air amount is increased during start-up correction and the fuel injection amount is corrected according to the increase in the intake air amount. However, since the correction is normal, detailed description thereof is omitted. ing.
ドライバの操作やエアコンディショナに対し予め設定された設定温度を保持すべく、エアコンディショナによる冷房がＯＮとなると、カウンタの数値が漸次上昇するとともに、エアコンディショナによる負荷を見越した負荷補正量ＤＳＥＴに基づいて吸気量が所定量増大し、その後、一時的な負荷を見越した負荷見込み補正量ＤＳＫＰが加味され吸気量がさらに増大する。その後負荷補正量ＤＳＥＴは増加したまま推移する一方見込み補正量ＤＳＥＴは漸次低減していく。一方、回転数はこの負荷見込み補正量ＤＳＫＰによる吸気量増大が行なわれるタイミングで吹き上がりを始める。そしてカウンタの数値が所定値ａに到達するタイミングでマグネットクラッチがＯＮとなる。 When the air conditioner is turned on to keep the preset temperature set for the driver's operation and the air conditioner, the counter value will gradually increase and the load correction amount in anticipation of the load by the air conditioner The intake air amount is increased by a predetermined amount based on DSET, and then the intake air amount is further increased by taking into account the expected load correction amount DSKP that allows for a temporary load. Thereafter, the load correction amount DSET continues to increase while the expected correction amount DSET gradually decreases. On the other hand, the rotation speed starts to rise at the timing when the intake amount is increased by the estimated load correction amount DSKP. The magnet clutch is turned on at the timing when the numerical value of the counter reaches the predetermined value a.
しかしながら同図で破線で示す従来例では始動時におけるマグネットクラッチ５がＯＮとなるタイミングを例えばアイドル時と同じタイミングに設定している。そのため、負荷見込み補正量ＤＳＫＰがもとの値に近付いたタイミングとなってようやくマグネットクラッチ５がＯＮとなる。そうなると、破線で示す回転数の吹き上がりは補正量ＤＳＫＰによる吸気量増大からマグネットクラッチ５がＯＮとなるまで続くので吹き上がりが大きなものとなってしまい、これがドライバに違和感を覚えさせる。
However, in the conventional example shown by a broken line in FIG. 9, the timing at which the
他方本実施形態では同図で実線で示すように、始動時はマグネットクラッチ５をＯＮとするタイミング、つまり冷房をＯＮとしてからマグネットクラッチ５がＯＮとなるまでの所定時間をアイドル時や他の運転領域よりも短く設定していることを特徴とする。
On the other hand, in the present embodiment, as indicated by the solid line in the figure, the timing at which the
ここで通常では始動時の目標回転数及び始動時増量補正量は上記の水温センサから出力される冷却水温信号ｆを勘案して決定される。つまり冷却水温が低い程、始動時の目標回転数及び始動時増量補正量は大きくなる。 Here, normally, the target rotational speed at the time of starting and the amount of increase correction at the time of starting are determined in consideration of the cooling water temperature signal f output from the water temperature sensor. That is, the lower the coolant temperature, the larger the target rotational speed at the time of starting and the amount of increase correction at the time of starting.
それ故に本実施形態ではさらに、冷却水温が低くなるにつれマグネットクラッチ５をＯＮとするタイミングを早めるようにしている。換言すれば冷却水温が低くなるにつれ冷房をＯＮとしてからマグネットクラッチ５がＯＮとなるまでの所定時間を短く設定するようにしている。
Therefore, in this embodiment, the timing for turning on the
すなわち本実施形態ではカウンタが所定値ａとなるタイミングを速く設定している。これにより、負荷見込み補正量ＤＳＫＰによる吸気量増大が行なわれるタイミングで回転数の吹き上がりが始まってもその後速やかにマグネットクラッチがＯＮとなる。これにより回転数の吹き上がりはマグネットクラッチがＯＮとなることによる内燃機関の負荷の増大により速やかに抑えられ、ドライバは回転数の吹き上がりを違和感としてとらえることが無い。 That is, in this embodiment, the timing at which the counter reaches the predetermined value a is set quickly. As a result, even when the increase in the rotational speed starts at the timing when the intake air amount is increased by the estimated load correction amount DSKP, the magnet clutch is immediately turned on. As a result, the speed increase is quickly suppressed by an increase in the load of the internal combustion engine due to the magnet clutch being turned on, and the driver does not perceive the speed increase as a strange feeling.
以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る制御装置たるＥＣＵ０は、回転数の吹き上がりによるドライバの違和感を解消することに資するものとなっている。またエアコンディショナをより早いタイミングで作動させることにより、ドライバの快適さの向上にも資するものとなっている。すなわち本実施形態によれば、ドライバにとってより快適な環境を提供し得るものとなっている。 By adopting the above-described configuration, the ECU 0 serving as the control device according to the present embodiment contributes to eliminating the driver's uncomfortable feeling due to the rising speed. In addition, by operating the air conditioner at an earlier timing, it contributes to improving the comfort of the driver. That is, according to the present embodiment, a more comfortable environment for the driver can be provided.
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では電子スロットルバルブを用いて吸気量を制御する態様を開示したが、勿論、アイドルスピードコントロールバルブにより吸気量を制御するようにしたものであってもよい。また内燃機関の内部や他の補機の具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the aspect in which the intake air amount is controlled using the electronic throttle valve is disclosed, but the intake air amount may be controlled by the idle speed control valve. Further, specific modes of the internal combustion engine and other auxiliary machines are not limited to those of the above-described embodiment, and various modes including existing ones can be applied.
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明は車両に搭載され、エンジン回転を伝達することによりオルタネータその他の補機を駆動するシステムとして利用することができる。 The present invention is mounted on a vehicle and can be used as a system for driving an alternator and other auxiliary machines by transmitting engine rotation.
０…制御装置（ＥＣＵ）
５…クラッチ（マグネットクラッチ）
0 ... Control unit (ECU)
5 ... Clutch (Magnet Clutch)
Claims (1)
前記エアコンディショナを稼働させる指示が出されたタイミングで吸気量を増量補正し、前記タイミングから所定時間経過後であり且つ前記増量補正の後に前記コンプレッサと前記クランクシャフトとの間に介在し回転駆動力を前記コンプレッサに伝えるためのクラッチの接続を行なうものとし、
始動時は前記所定時間を他の運転領域よりも短く設定していることを特徴とする制御装置。 Controlling an air conditioner comprising a compressor for refrigerant compression that rotates by receiving transmission of rotational driving force from a crankshaft of an internal combustion engine mounted on a vehicle,
The intake air amount is corrected to increase at a timing when an instruction to operate the air conditioner is issued, and after a predetermined time elapses from the timing and after the increase correction, the rotation drive is interposed between the compressor and the crankshaft. A clutch is connected to transmit the force to the compressor.
The control device characterized in that the predetermined time is set shorter than the other operation regions at the time of starting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012040500A JP2013174221A (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2013174221A true JP2013174221A (en) | 2013-09-05 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013174221A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017008793A (en) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | ダイハツ工業株式会社 | Control device |
-
2012
- 2012-02-27 JP JP2012040500A patent/JP2013174221A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017008793A (en) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | ダイハツ工業株式会社 | Control device |
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