(57)【要約】【課題】エアコンが稼働する前の準備期間に運転者に与える違和感を低減すること。【解決手段】車両１０には、マグネットクラッチ６８によって締結されるエンジン１２およびエアコン７０が搭載される。エアコンスイッチ６４のオン操作を受け付けると、エンジンＥＣＵおよびエアコンＥＣＵ６６は、その後の準備期間にエンジン１２にリザーブトルクを蓄積させ、準備期間の経過後にマグネットクラッチ６８を起動し、そしてエンジン１２に蓄積されたリザーブトルクを解放する。ここで、エンジン１２に蓄積させるリザーブトルクの量は、エンジン１２の負荷に応じて変更される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチによって締結される内燃機関および補機が搭載された車両の制御装置であって、
補機稼働指示を受け付けた後の準備期間に前記内燃機関にリザーブトルクを蓄積させる蓄積手段、
前記準備期間の経過後に前記クラッチを起動する起動手段、
前記蓄積手段によって蓄積されたリザーブトルクを前記起動手段の処理に関連して解放する解放手段、および
前記蓄積手段によって蓄積させるリザーブトルクの量を前記内燃機関の負荷に応じて変更する変更手段を備える、制御装置。
【請求項２】
前記蓄積手段は、前記内燃機関の吸気量を増大させる吸気量増大手段、および前記内燃機関の点火時期を遅角させる遅角手段を含む、請求項１記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の制御装置に関し、特に、クラッチによって締結される内燃機関および補機が搭載された車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、点火時期はエアコン駆動前に徐々に遅角補正され、エンジン発生トルクはエアコン駆動損失に相応する領域まで低下する。遅角補正された点火時期はエアコンが駆動されると同時に通常時制御に移行され、これによってエンジン発生トルクが増大する。エアコン駆動時の損失は、増大したエンジン発生トルクによって相殺される。この結果、車輌駆動力の急激な変化が緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
点火時期の遅角化だけでは、エンジン発生トルクは低下する。これを防ぐには、点火時期の遅角化とともに吸気量を増量する必要がある。
【０００５】
しかし、高負荷運転領域でベース吸気量が多い場合、スロットルバルブの開度の増大に対するエンジン発生トルクの感度が低いため、点火時期の遅角で生じるエンジン発生トルクの低下をスロットルバルブの開度の増大によって補うことができない。この結果、高負荷運転領域でエアコンを稼働させる際に、減速感などの違和感を運転者に与えてしまう。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、補機稼働前の準備期間に運転者に与える違和感を低減させることができる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る制御装置は、クラッチによって締結される内燃機関および補機が搭載された車両の制御装置であって、補機稼働指示を受け付けた後の準備期間に内燃機関にリザーブトルクを蓄積させる蓄積手段、準備期間の経過後にクラッチを起動する起動手段、蓄積手段によって蓄積されたリザーブトルクを起動手段の処理に関連して解放する解放手段、および蓄積手段によって蓄積させるリザーブトルクの量を内燃機関の負荷に応じて変更する変更手段を備える。
【０００８】
好ましくは、蓄積手段は、内燃機関の吸気量を増大させる吸気量増大手段、および内燃機関の点火時期を遅角させる遅角手段を含む。
【発明の効果】
【０００９】
補機稼働指示を受け付けた後の準備期間に内燃機関に蓄積されたリザーブトルクは、準備期間の経過後に解放され、クラッチを介して補機に伝達される。これを踏まえて、準備期間に蓄積されるリザーブトルクの量は、内燃機関の負荷に応じて変更される。これによって、補機稼働前の準備期間に運転者に与える違和感を低減することができる。
【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】この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。
【図２】この実施例の車両の要部構成の他の一部を示すブロック図である。
【図３】図２に示すエアコンＥＣＵによって参照されるマップの一例を示す図解図である。
【図４】図２に示すエアコンＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図５】図１に示すエンジンＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図６】（Ａ）は制御開始フラグの変化の一例を示す波形図であり、（Ｂ）はマグネットクラッチフラグの変化の一例を示す波形図であり、（Ｃ）はリザーブトルクの変化の一例を示す波形図であり、（Ｄ）はＡＣ補正トルクの変化の一例を示す波形図であり、（Ｅ）は点火時期の変化の一例を示す波形図であり、（Ｆ）はスロットル開度（ＩＳＣ分）の変化の一例を示す波形図であり、（Ｇ）は吸入空気量の変化の一例を示す波形図であり、（Ｈ）はスロットル開度（アクセルペダル＋ＩＳＣ分）の変化の一例を示す波形図である。
【図７】（Ａ）は制御開始フラグの変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｂ）はマグネットクラッチフラグの変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｃ）はリザーブトルクの変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｄ）はＡＣ補正トルクの変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｅ）は点火時期の変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｆ）はスロットル開度（ＩＳＣ分）の変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｇ）は吸入空気量の変化の他の一例を示す波形図であり、（Ｈ）はスロットル開度（アクセルペダル＋ＩＳＣ分）の変化の他の一例を示す波形図である。
【図８】点火時期に対するトルクの変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１および図２を参照して、この実施例の車両１０は、４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。燃焼室１６を有する気筒１４には、吸気管３２および排気管３４が結合される。また、吸気管３２の開口部と燃焼室１６との間には吸気弁１８が配され、排気管３４の開口部と燃焼室１６との間には排気弁２０が配される。
【００１３】
なお、図１では単一の気筒１４しか示していないが、エンジン１２は複数の気筒１４を有する。吸気管３２は、吸気弁１８の上流の位置で各気筒１４に分岐する。
【００１４】
吸気管３２には、バルブモータ４０によって開度が調整される単一のスロットルバルブ３６と、吸気管３２に燃料を噴射するべく各気筒１４に割り当てられた燃料噴射装置３８とが設けられる。スロットルバルブ３６よりも下流でかつ燃料噴射装置３８よりも上流の位置（吸気管３２の分岐位置）には、空気流量を平準化するためのサージタンク４２が設けられる。
【００１５】
イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン１２を始動するべく図２に示すリレー５８をオンする。バッテリ６０の電力はオン状態のリレー５８を介してスタータ６２に供給され、スタータ６２はバッテリ６０の電力によってクランキングを実行する。これによって、エンジン１２が始動する。
【００１６】
エンジン１２が始動すると、エンジンＥＣＵ５０は、アイドル回転数が維持されるように、バルブモータ４０を通してスロットルバルブ３６の開度を調整する。吸入空気量は、スロットルバルブ３６によって規定され、燃料噴射装置３８の燃料噴射量は、理論空燃比を示す混合気が生成されるように調整される。
【００１７】
この状態からアクセルペダル４８が踏み込まれると、エンジンＥＣＵ５０は、バルブモータ４０を通してスロットルバルブ３６を開く。これによって、理論空燃比を保ちつつ吸入空気量および燃料噴射装置３８の燃料噴射量が増大する。
【００１８】
混合気は、吸気弁１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２４を介してクランクシャフト２６と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ３０によって点火される。
【００１９】
ピストン２２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２６が回転する。混合気を燃焼した後の空気つまり燃焼ガスは、排気弁２０が開かれたときに燃焼室１６から排出され、排気管３４およびマフラー４６を介して車両１０から排出される。
【００２０】
クランクシャフト２６にはフライホイール２８が装着され、クランクシャフト２６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２８によって抑制される。また、エンジン１２の回転数はエンジン回転センサ４４によって検知され、エンジンＥＣＵ５０に与えられる。
【００２１】
クランクシャフト２６の回転力は、図２に示すトランスミッション５２を介して、ドライブシャフト（図示せず）に伝達される。これによって、車両１０が前進または後進する。クランクシャフト２６の回転力はまた、ベルト５４を介してオルタネータ５６の回転軸５６ｓに伝達される。回転軸５６ｓの回転力は電力に変換され、変換された電力はバッテリ６０およびエアコン（補機）７０に供給される。
【００２２】
クランクシャフト２６の先端には、マグネットクラッチ６８が設けられる。室内に設けられたエアコンスイッチ６４がオンされると、エアコンＥＣＵ６６は、マグネットクラッチ６８への電流の供給を開始する。この結果、マグネットクラッチ６８が起動し（磁力を発揮し）、クランクシャフト２６がエアコン７０のコンプレッサ（図示せず）に締結される。
【００２３】
また、エアコンスイッチ６４がオフされると、エアコンＥＣＵ６６は、マグネットクラッチ６８への電流の供給を停止する。この結果、マグネットクラッチ６８が磁力を失い、クランクシャフト２６がコンプレッサから解放される。車室内の温度は、こうして起動／停止するエアコン７０によって調整される。
【００２４】
エアコン７０が起動するとエンジン１２の負荷が急激に増大するため、運転者に違和感を与える。そこで、この実施例では、エアコンスイッチ６４のオン操作に応答して、スロットルバルブ３６の開度が増大され、かつ点火時期が徐々に遅角される。エンジン１２には、リザーブトルクが蓄積される。
【００２５】
オン操作から所定の準備期間が経過すると、エンジン１２に蓄積されたリザーブトルクが解放され、かつクランクシャフト２６がコンプレッサに締結される。コンプレッサは、解放されたリザーブトルクに基づいて駆動される。これによって、クランクシャフト２６をコンプレッサに締結する時に運転者に与える違和感を低減することができる。
【００２６】
ただし、スロットルバルブ３６の性質上、スロットルバルブ３６の開度の増大幅は、エンジン１２の回転数が高くなるほど小さくなる。したがって、点火時期の遅角量がエンジン１２の回転数に関わらず一定であると、スロットルバルブ３６の開度の増大幅と点火時期の遅角量との間で整合が取れず、上述した準備期間において運転者に違和感を与えるおそれがある。
【００２７】
そこで、この実施例では、エンジン１２に蓄積させるリザーブトルクの量をエンジン１２の負荷率に応じて変更し、準備期間に運転者に与える違和感を低減するようにしている。このような制御は、図４に示すフロー図に従う遅延量算出処理をエアコンＥＣＵ６６に繰り返し実行させ、かつ図５に示すフロー図に従うトルク制御処理をエンジンＥＣＵ５０に繰り返し実行させることで実現される。
【００２８】
なお、図４に示すフロー図に対応する制御プログラムは図２に示すメモリ６６ｍに記憶され、図５に示すフロー図に対応する制御プログラムは図１に示すメモリ５４ｍに記憶される。
【００２９】
また、図４に示すフロー図を実行する際には、図３に示すマップ６６ｍｐが参照される。マップ６６ｍｐは、エンジン１２の負荷率と補正係数との対応関係を示すマップである。図３によれば、負荷率“２０”，“４０”および“６０”の各々に補正係数“１”が割り当てられ、負荷率“８０”に補正係数“０．５”が割り当てられ、負荷率“１００”に補正係数“０．３”が割り当てられる。
【００３０】
図４を参照して、ステップＳ１では、エアコンスイッチ６４のオン操作が行われたか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば上階層のルーチンに復帰し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ３に進む。ステップＳ３ではエアコン７０の冷媒圧を検出し、ステップＳ５およびＳ７ではエンジン１２の回転数およびスロットルバルブ３６の開度をエンジンＥＣＵ５０から取得する。
【００３１】
ステップＳ９では、ステップＳ３で検出された冷媒圧とステップＳ５で取得されたエンジン１２の回転数とに基づいて、ベースリザーブトルクを算出する。ステップＳ１１では、ステップＳ５で取得されたエンジン１２の回転数とステップＳ７で取得されたスロットルバルブ３６の開度とに基づいて、エンジン１２の負荷率を算出する。
【００３２】
ステップＳ１３では、図３に示すマップを参照して、ステップＳ１１で算出された負荷率に対応する補正係数を算出する。ステップＳ１７では、ステップＳ１３で算出された補正係数をステップＳ９で算出されたベースリザーブトルクに掛け算する。これによって、エンジン１２に蓄積すべきリザーブトルクの量が算出される。ステップＳ１７では、ステップＳ１５で算出されたリザーブトルク量が得られる点火時期の遅角量を算出する。
【００３３】
遅角量が算出されると、ステップＳ１９で制御開始フラグをセットする。続くステップＳ２１では、後述するステップＳ４９の処理によってマグネットクラッチフラグがセットされたか否かを繰り返し判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ２３に進み、マグネットクラッチ６８への電流の供給を開始する。
【００３４】
この結果、クランクシャフト２６がエアコン７０のコンプレッサと締結される。コンプレッサは、エンジン１２から解放されたリザーブトルクに基づいて駆動される。ステップＳ２３の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。
【００３５】
図５を参照して、ステップＳ３１では制御開始フラグがリセット状態からセット状態に遷移したか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば上階層のルーチンに復帰し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ３３に進む。
【００３６】
ステップＳ３３では、ステップＳ１７で算出された点火時期の遅角量をエアコンＥＣＵ６６から取得する。ステップＳ３５では、取得した遅角量に応じた角度だけスロットルバルブ３６を開き、ステップＳ３７では取得した遅角量を変数θｓに設定する。
【００３７】
ステップＳ３９では点火時期を所定角度だけ遅角させ、ステップＳ４１では現在の遅角量を変数θｃに設定する。ステップＳ４３では所定時間だけ待機し、ステップＳ４５では変数θｃが変数θｓに達したか否かを判別する。
【００３８】
判別結果がＮＯであればステップＳ３９に戻り、判別結果がＹＥＳであればステップＳ４７に進む。エンジン１２に蓄積されるリザーブトルクの量は、ステップＳ３９〜Ｓ４５の処理の繰り返しによって徐々に増大する。ステップＳ４７ではリザーブトルクを解放するべく点火時期を初期化し、ステップＳ４９ではマグネットクラッチフラグをセットする。ステップＳ４９の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。
【００３９】
このような処理が実行されることで、車両１０の動作状態は、エンジン１２の回転数が低い領域（低回転領域）では図６（Ａ）〜図６（Ｈ）に示す要領で変化する一方、エンジン１２の回転数が高い領域（高回転領域）では図７（Ａ）〜図７（Ｈ）に示す要領で変化する。
【００４０】
つまり、図６（Ａ）または図７（Ａ）に示すタイミングＴ１で制御開始フラグがセットされると、アイドル回転数を維持する分（ＩＳＣ分）のスロットルバルブ３６の開度が、図６（Ｆ）または図７（Ｆ）に示す要領で増大される。吸入空気量は、スロットルバルブ３６の開度の増大によって、図６（Ｇ）または図７（Ｇ）に示す要領で増大する。
【００４１】
図６（Ｆ）または図７（Ｆ）から分かるように、低回転領域でのスロットルバルブ３６の開度の増大幅は、高回転領域でのスロットルバルブ３６の開度の増大幅よりも大きくなる。また、図６（Ｇ）または図７（Ｇ）から分かるように、低回転領域での吸入空気量の増大幅も、高回転領域での吸入空気量の増大幅よりも大きくなる。
【００４２】
なお、アクセルペダル４８の踏み込みも考慮したスロットルバルブ３６の開度の変化については、図６（Ｈ）または図７（Ｈ）に示す。
【００４３】
点火時期は、こうして増大されたスロットルバルブ３６の開度と整合する角度まで徐々に遅角される（図６（Ｅ），図７（Ｅ）参照）。この結果、エンジン１２の回転数に応じて異なる量のリザーブトルクがエンジン１２に徐々に蓄積される（図６（Ｃ），図７（Ｃ）参照）。
【００４４】
タイミングＴ１から準備期間が経過すると、図６（Ｅ）または図７（Ｅ）に示す要領で点火時期が初期化される。これによって、エンジン１２に蓄積されたリザーブトルクが解放される（図６（Ｃ），図７（Ｃ）参照）。
【００４５】
マグネットクラッチフラグは、準備期間が経過した後のタイミングＴ２でセットされる（図６（Ｂ），図７（Ｂ）参照）。これによって、マグネットクラッチ６８に電流が供給され、クランクシャフト２６がエアコン７０のコンプレッサと締結される。コンプレッサは、エンジン１２から解放されたリザーブトルクに基づくエアコン補正トルクによって駆動される（図６（Ｄ），図７（Ｄ）参照）。
【００４６】
なお、高回転領域では、リザーブトルクだけではエアコン補正トルクを補うことができず（図７（Ｃ），図７（Ｄ）参照）、クランクシャフト２６の締結時に運転者に違和感を与える。ただし、高回転領域においてエンジン１２が発生しているトルクは、エアコン補正トルクの不足分に対して十分に大きい。したがって、運転者に与える違和感は相対的に小さくなる。
【００４７】
以上の説明から分かるように、車両１０には、マグネットクラッチ６８によって締結されるエンジン１２およびエアコン７０が搭載される。エアコンスイッチ６４のオン操作を受け付けると、エンジンＥＣＵ５０およびエアコンＥＣＵ６６は、その後の準備期間にエンジン１２にリザーブトルクを蓄積させ(S1, S19, S31~S45)、準備期間の経過後にマグネットクラッチ６８を起動し(S49, S21, S23)、そしてエンジン１２に蓄積されたリザーブトルクを解放する(S47)。ここで、エンジン１２に蓄積させるリザーブトルクの量は、エンジン１２の負荷率に応じて変更される(S3~S17)。これによって、エアコン７０が稼働する前の準備期間に運転者に与える違和感を低減することができる。
【００４８】
参考までに、リザーブトルクについて、図８を参照して補足的に説明する。図５に示すステップＳ３５の処理によって吸入空気量が増大される前は、トルク特性は、点火時期に対して曲線ＣＶ１を描く。これに対して、ステップＳ３５の処理によって吸入空気量が増大された後は、トルク特性は、点火時期に対して曲線ＣＶ２を描く。
【００４９】
曲線ＣＶ１およびＣＶ２のいずれにおいても、トルクは、点火時期がＭＢＴ(Minimum advance for Best Torque)点から離れるにつれて減少する。通常時の点火時期は、実際には、ＭＢＴ点よりもやや遅角側の基準点に合わせられる。
【００５０】
ステップＳ３５の処理の後、吸入空気量は徐々に増加する。また、点火時期は、ステップＳ３７〜Ｓ４５の処理によって徐々に遅角される。この結果、基準点におけるカーブＣＶ１・ＣＶ２間の距離に相当する量のリザーブトルクがエンジン１２に蓄積される。ステップＳ４７では点火時期が基準点に戻され、これによってリザーブトルクが解放される。
【００５１】
なお、この実施例ではエアコン７０の起動する際の処理について説明したが、起動の際だけでなく、エアコン７０を停止する際にも、上述と同様の処理を実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０  …車両
１２  …エンジン
３２  …吸気管
３６  …スロットルバルブ
５０  …エンジンＥＣＵ
６４  …エアコンスイッチ
６６  …エアコンＥＣＵ
６８  …マグネットクラッチ
７０  …エアコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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