| 【発明の名称】 |
車両用空調制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】門井 勝 【住所又は居所】東京都港区芝五丁目33番8号・三菱自動車工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、空調装置を取付けるエンジンの型式が異なり、それに対応してエンジン発熱量が異なる場合でも、共用化することができる車両用空調制御装置を提供することにある。
【解決手段】エンジン制御装置4が記憶するエンジン型式情報(ECARB)、(EMPI)、(EDI)、(EDIESEL)を受信して、車両に搭載されたエンジン2,2aが、低発熱エンジンELか否かを判定する判定手段B1と、判定手段B1において、低発熱エンジンELと判断した場合には、ヒータコア55へのエアの取込み量を規制するエアミックスダンパ64の基本開度θbを、低発熱エンジンEL以外(通常発熱エンジンTn)と判断した場合よりもエアの取込み量が増加するホット側に補正するエアミックスダンパ基本開度補正手段B2とを有することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】エンジン制御装置が記憶するエンジン型式情報を受信して、車両に搭載されたエンジンが低発熱エンジンか否かを判定する判定手段と、上記判定手段において上記低発熱エンジンと判断した場合には、ヒータコアへのエアの取込み量を規制するダンパの基本開度を、低発熱エンジン以外と判断した場合よりも上記エアの取込み量が増加する側に補正するエアミックスダンパ基本開度補正手段とを有することを特徴とする車両用空調制御装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンに取付けられる車両用空調制御装置、特に、エンジン駆動に連動して暖房運転される車両用空調制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】車両の空調装置はヒータ系と冷却系を備え、これらを選択的に駆動制御することで、車内雰囲気温度を乗員の所望とする状態に維持するよう制御している。ここで暖房系はエンジンに設けられエンジン冷却機能を備える冷却水循環系を利用してヒータを形成しており、これにより車室内の暖房を行っている。ところで、エンジンの発熱量はエンジン型式により異なり、特に、ディーゼルエンジンや、筒内噴射ガソリンエンジンはキャブ式エンジン、MPIエンジン等と比較して、エネルギ変換効率が高いため、エンジン排熱量が比較的小さいことが知られている。ここで、空調制御装置のヒータ制御機能の設定にあたり、特に、ヒータコアへのエアの取込み量を規制するエアミックスダンパの基本開度の設定において次のような設定処理がされている。 【0003】エンジン発熱量が比較的大きい通常のMPIエンジン等に冷却水循環系を用いたヒータを取付ける場合は、ヒータコアの放熱量を十分確保できるので、図5(a)に示すように、エアミックスダンパ開度は、外気温度T1域においてヒータコアへのエアの取込み量を比較的抑えたクール側(閉じ側)に基本開度θbを設定することとなる。これに対し、エンジン発熱量が比較的小さい筒内噴射ガソリンエンジン等にその冷却水循環系を用いたヒータを取付ける場合は、エンジン排熱量が比較的小さくヒータコアの放熱量が比較的低いので、図5(b)に示すように、エアミックスダンパ開度マップの特性線は、ヒータコアへのエアの取込み量を比較的増加させるホット側(開側)に基本開度θbを設定し、熱量不足を補うこととなる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、特定の車両、例えば通常のMPIエンジンに特定の空調装置が取付けられ、MPIエンジンの発熱量に適した空調制御装置が採用された場合、このMPIエンジン用の空調装置をそのまま他の車両、例えばエンジン発熱量が比較的小さい筒内噴射ガソリンエンジンに取付けたとする。この場合、エンジン制御装置は通常のMPIエンジンに適した基本開度マップを用いヒータコアへのエアの取込み量を設定する制御を行うこととなり、このため、エアミックスダンパがクール側に基本開度を保つことでエンジン発熱量が比較的小さい筒内噴射ガソリンエンジンのヒータコアからは適正な熱量を確保できず、暖房性能が低下することとなる。 【0005】このため、エンジン型式が異なる複数のエンジンに空調装置を共用するには、エンジン発熱量が比較的大きいMPIエンジン等である場合と、エンジン発熱量が比較的小さい筒内噴射ガソリンエンジン等である場合とで、それぞれ異なる型式のエンジンに適した基本開度マップを格納した空調制御装置を別途用意しておき、選択的に採用する必要があり、これがコスト増の要因となっている。本発明は、以上のような課題に基づき、空調装置を取付けるエンジンの型式が異なり、それに対応してエンジン発熱量が異なる場合でも、共用化することができる車両用空調制御装置を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、エンジン制御装置が記憶するエンジン型式情報を受信して、車両に搭載されたエンジンが低発熱エンジンか否かを判定する判定手段と、上記判定手段において上記低発熱エンジンと判断した場合には、ヒータコアへのエアの取込み量を規制するダンパの基本開度を、低発熱エンジン以外と判断した場合よりも上記エアの取込み量が増加する側に補正するエアミックスダンパ基本開度補正手段とを有することを特徴とする。このように、エンジン型式が低発熱エンジンであるとエアミックスダンパ基本開度補正手段が通常エンジン用のダンパの基本開度をエアの取込み量が増加する側に補正した値の基本開度を算出し、同補正基本開度となるようにダンパ開度制御をするするので、通常エンジンでも低発熱エンジンでも、それぞれ異なる型式のエンジンに適した基本開度を確保して、常に、暖房性能を適正に維持できる。 【0007】好ましくは、上記ダンパはヒータコアへのエアの取込み量を規制するエアミックスダンパで良く、この場合、通常の空調装置を利用できる。好ましくは上記ダンパの基本開度をエアの取込み量を増加する側はホット側で良く、この場合、通常の空調装置を利用できる。 【0008】 【発明の実施の形態】図1には本発明が適用された車両用空調制御装置及び同装置に制御系通信回線を介し接続されるエンジン制御装置の概略構成を示す。車両用空調制御装置は図示しない車両に搭載されたエンジン(EDI)2の回転トルクを受けて駆動する空調装置3の一部であり、空調制御装置1がその主要部を成す。ここで、空調制御装置(以後単にエアコンECUと記す)1はエンジン(EDI)2の制御機能部を成すエンジン制御装置(以後単にエンジンECUと記す)4と制御系通信回線であるCAN(Controller Arer Network)相互通信システム(以後単にCAN通信装置と記す)5により相互通信可能に連結される。 【0009】エンジン(EDI)2は複数の図示しない燃焼室に供給される吸気の量を調整する吸気系6と、燃料量を調整する燃料供給系7と、点火時期を調整して点火処理する点火系8とを備える。吸気系6は図示いない吸気路に介在されるスロットル弁及びアイドル制御弁を有した吸気量調整部9を備え、ここには吸気量情報を検出するエアフローセンサ11と温度センサ12とが配備され、これらの各信号はエンジンECU4に出力される。なお、吸気制御部A1をエンジンECU4内に備える。 【0010】燃料供給系7は図示しない燃焼室に燃料噴射を行うインジェクタを有する燃料調整部13を備え、ここには空燃比センサ14が配備され、その信号はエンジンECU4に出力される。なお、燃料制御部A2をエンジンECU4内に備える。点火系8は点火プラグを含んだ点火回路を有する点火調整部15を備え、ここにはクランク角情報θを検出するクランク角センサ16が配備され、その信号はエンジンECU4に出力され、点火時期制御に使用されるとともにエンジン回転数Neの算出に用いられる。なお、点火制御部A3をエンジンECU4内に備える。 【0011】エンジンECU4は入出力回路17と、記憶回路18と、演算部を成すCPU19とを有し、しかも、同CPU19にはエアコンECU1との間で相互にデータ通信するためのCAN通信装置5との接続用のCANIC21とを備える。ここで、入出力回路17は信号回線に接続される多数のポートを有し、エアフローセンサ11、温度センサ12、空燃比センサ14、クランク角センサ16等よりの検出信号を入力でき、吸気量調整部9、燃料調整部13、点火調整部15に制御信号を送出するよう機能する。 【0012】記憶回路18はエンジン制御に使用する各種制御データやエンジン(EDI)2の型式情報(EDI)等を記憶するROM181と、制御処理中の演算データを一時記憶するRAM182とを備える。CPU19は周知のエンジン制御処理、即ち、上述の吸気制御部A1、燃料制御部A2、点火制御部A3としての制御機能を備える。 【0013】CANIC21はコントロール部211とドライバー部212を備え、コントロール部211が周知の接続用ソフトウエアに沿ってCPU19から伝送されてきた送信データをCAN通信用に構成し、ドライバー部212を介し回線部501に発信する。同じく、他のECUであるエアコンECU1からCAN通信装置5を介し受信された受信データを入力信号として構成しCPU19に伝送する。なお、CAN通信装置5で用いる回線部501は2本のバスラインw1、w2と、これら両バスラインの両端の終端抵抗R1,R2と、GND線w3とで構成される。ここでのCAN通信装置5は、エンジンECU4とエアコンECU1と、図示しないその他の車載機器の制御装置を回線部501に接続し、相互通信可能であり、この場合相互データ通信に用いる接続回線が比較的簡素化されるという利点がある。 【0014】エンジン(EDI)2のエンジン出力軸22にはプーリ23が結合され、このプーリ23と空調装置3のコンプレッサ25側のプーリ24との間にベルト26が巻き掛けられている。なお、コンプレッサプーリ24は電磁クラッチ20を介してコンプレッサ24の主部側に断続可能に連結される。この電磁クラッチ20は駆動回路201を介しエンジンECU4に接続される。エンジン(EDI)2で駆動される空調装置3のコンプレッサ25は冷媒管路Cに接続され、この冷媒管路Cにはコンデンサ27、リキッドタンク28、膨張弁29、エバポレータ31がこの順に接続されている。 【0015】空調装置3はこのような冷却系に加え、ヒータ系を備え、このヒータ系はエンジン冷却機能を備える冷却水循環系を利用して構成される。ここでエンジン本体には周知の冷却水循環系の要部を成すウォータジャケットWJが形成され、その高圧側の適所に流出分岐管51が低圧側の適所に流入分岐管52が取付けられている。流出分岐管51及び流入分岐管52は各パイプ53、54を介し、ヒータコア55に接続され、ヒータコア55に冷却水を循環可能に構成される。なお、パイプ53には冷却水温度センサ68が配備され、冷却水温度情報がエアコンECU1に出力されている。 【0016】空調装置3のケーシング56は内外気流入口57を一端に、第1、第2吹出し口58、59を他端に形成する。内外気流入口57の直下には内外気流入口57よりエアを吸い込むブロア61を備え、ブロア61のモータ62は駆動回路63を介し、エアコンECU1に接続される。ケーシング56内にはブロア61と第1、第2吹出し口58、59の間にエバポレータ31及びヒータコア55が配備され、ヒータコア55のエアの取込み口の開度がエアミックスダンパ64で切換えられる。エアミックスダンパ64の回転軸はステップモータ65に連結され、ステップモータ65は駆動回路651を介し、エアコンECU1に接続される。ここで、エアミックスダンパ64はその開度θを切り替えることでヒータコア55へのエアの取込み量を100%とする全開位置p1と、エバポレータ31からのエアを全てバイパスさせ取込み量を0%とする全閉位置p2との間に切換え可能に構成される。なお、第1、第2吹出し口58、59の開度は各第1、第2ダンパ66、67によりエアコンECU1が適宜切換え制御できる。 【0017】空調装置3はエアコンパネル32のエアコンスイッチ(A/CSW)33の入力で操作者のエアコンオン、オフの意志を、その他の図示しない温度、風量、モード等の各設定スイッチの入力に応じたエアコン制御を行う。更に、冷媒管路Cの高圧側でコンデンサ27の出口近傍にはコンプレッサ24の出口側管路圧力を検出する冷媒圧力センサ34が装着され、この冷媒圧力センサ34はその冷媒圧センサ圧力値HPに応じた電圧をエアコンECU1に出力する。 【0018】エアコンECU1は入出力回路35と、記憶回路36と、演算部を成すCPU37とを有し、しかも、同CPU37にはエンジンECU4との間で相互にデータ通信するためのCAN通信装置5との接続用のCANIC38を備える。ここで、入出力回路35は信号回線に接続される多数のポートを有し、エアコンスイッチ(A/CSW)33、冷媒圧力センサ34、冷却水温度センサ68、等よりの検出信号を入力でき、ブロア61の駆動指令、エアミックスダンパ64の開度θ指令を出力することができる。記憶回路36はROM361と制御処理中の演算データを一時記憶するRAM362とを備える。ROM361にはエアコン制御に使用する各種制御データやこの空調制御装置1が用いる制御マップma,mbを格納する。 【0019】ここには後述の判別手段B1が用いる種分けマップmaとエアミックスダンパ基本開度補正手段B2が用いるダンパ開度マップmbが格納される。この種分けマップmaは、例えば、図3に示す種分け機能を備える。ここで、複数のエンジン型式の内、(ECARB)はキャブレター式エンジンを、(EMPI)はマルチポイントインジェクタ式エンジンを、(EDI)は上述の筒内噴射ガソリンエンジンを、(EDIESEL)はディーゼルエンジンをそれぞれ示す。このうち、型式(ECARB)、(EMPI)のエンジンは通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)に種分けされ、(EDI)、(EDIESEL)のエンジンは低発熱量のEL(低発熱エンジン)に種分けされている。 【0020】更に、ダンパ開度マップmbは、例えば、図4に示すように、エアミックスダンパ開度算出機能を備える。ここでは、通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)の基本開度特性線L1と、低発熱量のEL(低発熱エンジン)の基本開度特性線L2が設定される。ここでダンパ開度マップmbのEn(通常発熱エンジン)の基本開度特性線L1はヒータコアで十分な熱量確保が可能な場合として、ヒータコアへのエアの取込み量を比較的抑えたクール側に基本開度θbを設定する。これに対し、EL(低発熱エンジン)の基本開度特性線L2はヒータコアでの熱量確保が不足がちな場合として、ヒータコアへのエアの取込み量を比較的増加させるホット側に基本開度θbを設定し、熱量不足を補うようにしている。 【0021】エアコンECU1のCPU37は冷房制御部Dとヒータ制御部Bとでエアコン制御を行う。即ち、エアコンスイッチ(A/CSW)33の入力で操作者のエアコンオン、オフの意志を、その他の図示しない温度、風量、モード等の各設定スイッチの入力に応じたエアコン制御、即ち、冷房制御及びヒータ制御を行う。ここで、冷房制御部Dはエアコンスイッチ(A/CSW)33の切換えに応じて、あるいはエアコンの各制御機能に応じてコンプレッサ25の作動/非作動を演算し、エンジンECU4に送信する。しかも、エアコンECU1は冷媒圧力センサ34の出力値HPとエンジンECU4から送信されたエンジン回転数Neに基づいて負荷トルクTeを算出する。 【0022】ヒータ制御部Bは判別手段B1及びエアミックスダンパ基本開度補正手段B2として機能する。判別手段B1はエンジン型式(ECARB)、(EMPI)、(EDI)、(EDIESEL)情報を受信して、車両に搭載されたエンジンが低発熱量のEL(低発熱エンジン)か、通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)かに種分するよう機能し、ここでは図3に示す種分けマップmaを用い演算する。 【0023】エアミックスダンパ基本開度補正手段B2は判定手段B1において、低発熱エンジンELと判断した場合には、ヒータコア55へのエアの取込み量を規制するエアミックスダンパ64の基本開度θbを、低発熱エンジン以外と判断した場合よりもエアの取込み量が増加する側であるホット側(開き側)に補正するように設定しており、ここでは図4に示すダンパ開度マップmbを用い演算する。 【0024】エアコンECU1のCANIC38は回線部501との接続用であり、コントロール部381により周知の接続用ソフトウエアに沿ってCPU37から伝送されてきた送信データをCAN通信用に構成し、ドライバー部382を介し回線部501に発信する。同じく、他のECUであるエンジンECU4からCAN通信装置5を介し受信された受信データを入力信号として構成してCPU37に伝送する。 【0025】このようなエアコンECU1とエンジンECU4がCAN通信装置5で相互にデータ通信可能に構成されたエンジン(EDI)2が駆動するとする。エンジン制御では運転者の走行時の意志を図示しないアクセルの開度情報等より採りこみ、エンジン回転数Ne、外気温Tw等により各種エンジン情報を取込み、出力制御等を行い、その際、吸気量調整を行う図示しないスロットルバルブ及びアイドル制御弁を有した吸気量調整部9により吸気量制御を、燃料噴射を行う図示しないインジェクタを有する燃料調整部13により燃料量制御を、図示しない点火プラグを含んだ点火回路を有する点火調整部15により点火制御を行う。 【0026】エンジンのメインルーチンの途中でコンプレッサ制御を行う。これに先立ちエアコンECU1のエアコン制御を説明する。ここで、エアコンECU1は冷房制御及びヒータ制御を行う。ここで、冷房制御でエアコンECU1は、エアコンスイッチ(A/CSW)33の切換えに応じて、あるいはエアコンの各制御機能に応じてコンプレッサ25の作動/非作動を演算し、エンジンECU4に送信し、更に、冷媒圧力センサ34の出力値HPとエンジンECU4から送信されたエンジン回転数Neに基づいて負荷トルクTeを算出する。 【0027】ヒータ制御でエアコンECU1は、判別手段B1としてここでのエンジン型式(EDI)情報より車両に搭載されたエンジンが低発熱量のEL(低発熱エンジン)と種分けマップmaを用い種分する。次いで、エアミックスダンパ基本開度補正手段B2として、図4に示すダンパ開度マップmbを用い、低発熱エンジンELの基本開度特性線L2及び温度センサ12の外気温度に沿ってエアミックスダンパ64の基本開度θbを演算し、同開度に修正すべくステップモータ65を介しエアミックスダンパ64の開度を修正する。このように、エンジン型式が低発熱エンジンELであると通常発熱エンジンEn用のエアミックスダンパ64の基本開度θbをエアの取込み量が増加する側に補正した値として算出し、同補正済み基本開度θbとなるようにダンパ開度制御をするするので、低発熱エンジンでも暖房性能を適正に維持できる。 【0028】一方、エンジン出力軸22に加わる負荷トルクTeを送信されたエンジンECU4は、的確に型式(ECVT)のエンジン2のエンジン制御を行え、特に、エアコン切換え制御時にはエンジン出力軸22に加わる負荷トルクTeの急変に対し、応答性よく適正な出力補正制御を行え、エアコン切換え時のエンジン回転数の変動やトルクショックを排除できる。次に、このようなエアコンECU1を備えた空調装置3が上述の型式(EDI)のエンジン(EDI)2に代えて、他の型式、ここでは型式(EMPI)のマルチポイントインジェクタ式のエンジン(EMPI)2aに取付けられた場合を説明する。なお、ここで空調装置3及びCAN通信装置5は図1のものと同一であり、エンジン2aはエンジン型式が上述のエンジン2と相違する点以外は同様の構成を採り、同一部材に同一符号を付し、重複説明を略す。 【0029】図2に示すように、型式(EMPI)のエンジン2aは通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)に種分けされるもので、上述の低発熱量のEL(低発熱エンジン)にあたるエンジン(EDI)2と比較し、比較的発熱量が大きく、エアミックスダンパ開度θの算出時には、図4に示す、通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)の基本開度特性線L1を採用する。なお、記憶回路18’はエンジン制御に使用する各種制御データやエンジン型式(EMPI)情報等を記憶するROM181’と、制御処理中の演算データを一時記憶するRAM182’とを備える。 【0030】このような型式(EMPI)のエンジン2aの駆動時に、エンジンECU4aはエンジン制御に加え、コンプレッサ制御を行う。図1のエンジンECU4aと同様にエンジン制御の途中でコンプレッサ制御に入り、特に、エアコンECU1からのエアコンスイッチ33の切換えあるいはエアコンの各制御機能に応じたコンプレッサ25の作動/非作動情報に沿ってコンプレッサ切換え制御を行う。 【0031】一方、エアコンECU1は図1のエンジンECU4aと同様に冷房制御を行う。次いでヒータ制御では判別手段B1としてここでのエンジン型式(EMPI)情報より車両に搭載されたエンジンが通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)と種分けマップmaを用い種分する。次いで、エアミックスダンパ基本開度補正手段B2として、図4に示すダンパ開度マップmbを用い、通常発熱エンジンEnの基本開度特性線L1及び温度センサ12の外気温度に沿ってエアミックスダンパ64の基本開度θbを演算し、同開度に修正すべくステップモータ65を介しエアミックスダンパ64の開度を修正する。 【0032】このように、エンジン型式が通常発熱エンジンEnであると通常発熱エンジンEn用のエアミックスダンパ64の基本開度θbをエアの取込み量が減少する側に補正した値として算出し、同補正済み基本開度θbとなるようにダンパ開度制御をするので、通常発熱エンジンEnでも暖房性能を適正に維持できる。この場合も負荷トルクTeを送信されたエンジンECU4aは、的確に型式(EMPI)のエンジン2aのエンジン制御を行え、エアコン切換え時のエンジン回転数の変動やトルクショックを排除できる。 【0033】このように、エアコンECU1は実際に連結される各エンジン2、2a等のエンジン型式(ECARB)、(EMPI)、(EDI)、(EDIESEL)を各エンジンECU4,4a等より受信し、低発熱量のEL(低発熱エンジン)であれば基本開度特性線L2に沿って、通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)であれば基本開度特性線L1に沿ってエアミックスダンパ開度を調整し、ヒータコアへのエアの取込み量を調整する。このため、En(通常発熱エンジン)場合はヒータコアで十分な熱量確保が可能な場合としてヒータコアへのエアの取込み量を比較的抑えたクール側に基本開度を調整でき、EL(低発熱エンジン)の場合はヒータコアでの熱量確保が不足がちな場合として、ヒータコアへのエアの取込み量を比較的増加させるホット側に基本開度を調整でき、熱量不足を補うので、常に暖房性能を適正に維持できる。 【0034】上述のところにおいて、エアコンECU1はヒータコア55を循環する冷却水の温度を冷却水温度センサ68から得ていたが、エンジンECU4が保有する冷却水温度情報をCAN通信装置5を介し受信し、これをもとにヒータコア55を循環する冷却水の温度を演算して得るようにしても良い。上述のところにおいて、エアミックスダンパ31は単一構成であったが、ヒータコアへのエアの取込み量を2つ以上の組合わせダンパで調整する構成を採っても良く、この場合も、図1の装置と同様の作用効果が得られる。 【0035】上述のところにおいて、通常エンジン発熱量のEn(通常発熱エンジン)として型式(EMPI)のエンジン2aを説明したが、エンジン型式(ECARB)の場合も同様の作用効果が得られる。同じく、低発熱量のEL(低発熱エンジン)として型式(EDI)のエンジン2を説明したが、エンジン型式(EDIESEL)の場合も同様の作用効果が得られる。上述のところにおいて、CAN通信装置5を用いてエアコンECU1とエンジンECU4を相互通信可能に連結するとの構成を採っていたが、エアコンECU1とエンジンECU4を送信用線、受信用線及びGND線で接続した周知の通信回線を用いて構成しても良く、この場合も、図1の装置と同様の作用効果が得られる。 【0036】 【発明の効果】以上のように、本発明は、エンジン型式が低発熱エンジンであるとエアミックスダンパ基本開度補正手段が通常エンジン用のダンパの基本開度をエアの取込み量が増加する側に補正した値の基本開度を算出し、同補正基本開度となるようにダンパ開度制御をするので、通常エンジンでも低発熱エンジンでも、それぞれ異なる型式のエンジンに適した基本開度を確保して、常に、暖房性能を適正に維持できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000006286 【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社 【住所又は居所】東京都港区芝五丁目33番8号
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| 【出願日】 |
平成13年11月14日(2001.11.14) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100067873 【弁理士】 【氏名又は名称】樺山 亨 (外1名)
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| 【公開番号】 |
特開2003−146044(P2003−146044A) |
| 【公開日】 |
平成15年5月21日(2003.5.21) |
| 【出願番号】 |
特願2001−349156(P2001−349156) |
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