(57)【要約】【課題】低燃費化を図りつつエアコンプレッサを適切に作動させることができるエアコンプレッサ制御装置を提供する。【解決手段】エアコンプレッサ２と、ワンウェイバルブ３と、エアドライヤ４と、ワンウェイバルブ５と、エアタンク６と、ＥＣＵ７と、を備えるエアコンプレッサ制御システム１において、ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると、エアコンプレッサ２を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエアコンプレッサの作動制御を行うエアコンプレッサ制御装置であって、
前記エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると、前記エアコンプレッサを作動させる、
エアコンプレッサ制御装置。
【請求項２】
エアタンクの圧力が設定上限値を下回る場合に、前記エアコンプレッサを作動する、
請求項１に記載のエアコンプレッサ制御装置。
【請求項３】
エンジン回転数及びエンジン要求トルクに基づいて現在のエンジン効率を判断する、
請求項１又は２に記載のエアコンプレッサ制御装置。
【請求項４】
エンジン回転数及びエンジン要求トルクと燃料消費量とが対応付けられたエンジン効率マップに基づいて現在のエンジン効率を判断する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のエアコンプレッサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラックやバス等の車両に搭載されたエアコンプレッサの作動制御を行うエアコンプレッサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等の車両では、エアコンプレッサにより圧縮空気をエアタンクに充填し、エアタンクに充填された圧縮空気を用いてエアブレーキ等の機器を作動させている。このようなエアコンプレッサは、エンジンの駆動により作動するため、エアコンプレッサを作動させると燃料消費量が増加する。
【０００３】
近年の低燃費化の要請から、特許文献１では、燃料を噴射しない減速時にエアコンプレッサを作動させ、燃料を噴射する加速時にエアコンプレッサを停止させることで、エンジンの燃費性能を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−００１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、エアコンプレッサには、エアタンク内の圧力が所定範囲になるように、エアコンプレッサの作動又は停止を行うバルブが設けられており、エアタンク内の圧力が設定下限値を下回ると、バルブを閉じてエアコンプレッサを作動させ、エアタンク内の圧力が設定上限値を上回ると、バルブを開いてエアコンプレッサを停止させている。しかしながら、エアタンクに充填された圧縮空気は様々な機器の作動に用いられるため、エアタンク内の圧力が設定下限値を下回る時期を制御することはできない。このため、エンジン効率の悪いタイミングでエアコンプレッサが作動する場合があり、燃料消費量が増大する可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１に開示された技術では、燃料を噴射しない減速時にしかエアコンプレッサを作動させないことから、エアタンクに十分な圧縮空気が充填されず、エアタンク内の圧力が設定下限値を下回る確率が高くなる可能性がある。その結果、エンジン効率の悪いタイミングでエアコンプレッサが作動して、燃料消費量が増大する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、低燃費化を図りつつエアコンプレッサを適切に作動させることができるエアコンプレッサ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】
【０００８】
本発明に係るエアコンプレッサ制御装置は、車両に搭載されたエアコンプレッサの作動制御を行うエアコンプレッサ制御装置であって、エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると、エアコンプレッサを作動させる。
【０００９】
本発明によれば、エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断した場合にエアコンプレッサを作動させるため、エアコンプレッサを作動させてもエンジン効率の向上により燃料消費量の低下を図ることができる。これにより、低燃費化を図りつつエアコンプレッサを適切に作動させることができる。
【００１０】
この場合、エアタンクの圧力が設定上限値を下回る場合に、エアコンプレッサを作動するものとすることができる。このように、エアタンクの圧力が設定上限値を下回る場合にエアコンプレッサを作動させることで、エアタンクが過圧力状態となるのを防止することができる。しかも、エアタンクの圧力が設定下限値を下回る前にエアコンプレッサを作動させることができるため、常にエンジン効率の良いタイミングでエアコンプレッサを作動させることができる。
【００１１】
また、エンジン回転数及びエンジン要求トルクに基づいて現在のエンジン効率を判断するものとすることができる。エンジン効率の指標である燃料消費率は、主にエンジン回転数及びエンジン要求トルクにより定まることから、このように、エンジン回転数及びエンジントルクに基づいて現在のエンジン効率を判断することで、エンジン効率を適切に判断することができる。
【００１２】
また、エンジン回転数及びエンジン要求トルクと燃料消費量とが対応付けられたエンジン効率マップに基づいて現在のエンジン効率を判断するものとすることができる。このように、エンジン効率マップを利用することで、迅速にエアコンプレッサの作動制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低燃費化を図りつつエアコンプレッサを適切に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るエアコンプレッサ制御装置を含むエアコンプレッサ制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】エンジン回転数及びエンジン要求トルクと燃料消費率との関係を示したエンジン効率マップを示す図である。
【図３】ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【図４】比較例におけるエアコンプレッサの作動状態を説明するための図である。
【図５】実施形態におけるエアコンプレッサの作動状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、実施形態に係るエアコンプレッサ制御装置を含むエアコンプレッサ制御システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、エアコンプレッサ制御システム１は、圧縮空気を送り出すエアコンプレッサ２と、エアコンプレッサ２から送り出された圧縮空気を一方方向にのみ通過させるワンウェイバルブ３と、ワンウェイバルブ３を通過した圧縮空気を乾燥させるエアドライヤ４と、エアドライヤ４により乾燥された圧縮空気を一方方向にのみ通過させるワンウェイバルブ５と、ワンウェイバルブ５を通過した圧縮空気が充填されるエアタンク６と、ＥＣＵ７と、を備える。なお、エアコンプレッサ２、ワンウェイバルブ３、エアドライヤ４、ワンウェイバルブ５及びエアタンク６は、周知の物を用いることができる。
【００１７】
ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２の作動制御を行うエアコンプレッサ制御装置である。ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると、エアコンプレッサ２を作動させる。
【００１８】
ここで、図２を参照して、エンジン効率について説明する。図２は、エンジン回転数及びエンジン要求トルクと燃料消費率との関係を示したエンジン効率マップを示す図である。図２において、曲線Ｌは、燃料消費率の等しい等燃費曲線を示しており、図２は、等燃費曲線Ｌの中心に向かうほど、燃料消費率が向上することを示している。
【００１９】
図２に示すように、エンジン効率の指標である燃料消費率は、主にエンジン回転数及びエンジン要求トルクにより定まる。換言すると、エンジン回転数及びエンジン要求トルクが変動すると、エンジン効率の指標である燃料消費率も変動する。
【００２０】
ところで、エアコンプレッサ２は、エンジンの駆動により作動する。このため、エアコンプレッサ２を作動させると、エンジンがエアコンプレッサ２を駆動する分だけ、エンジン要求トルクが増加する。エンジン効率は、主にエンジン回転数及びエンジン要求トルクにより定まることから、エアコンプレッサ２を作動させることによりエンジン要求トルクが増加すると、エンジン要求トルクの増加に応じてエンジン効率が変動する。
【００２１】
一方、上述したように、等燃費曲線Ｌの中心に向かうほど、エンジン効率（燃料消費率）が向上するが、図２に示すように、エンジン効率はエンジン要求トルクと比例関係にない。このため、エアコンプレッサ２を作動させることによりエンジン要求トルクが増加すると、エンジン効率が向上する場合とエンジン効率が低下する場合とがある。
【００２２】
そこで、ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させる前に、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなるか否かを判断する。
【００２３】
現在のエンジン効率は、現在のエンジン回転数及びエンジン要求トルクと、図２に示すエンジン効率マップと、を照らし合わせることにより求めることができる。
【００２４】
ここで、現在のエンジン回転数及びエンジン要求トルクは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等により、エンジン回転数及び燃料噴射量等の車両情報を取得することにより、求めることができる。なお、エンジン回転数は、例えば、エンジンの出力軸であるクランクシャフト等の回転数を計測することにより求めることができる。
【００２５】
また、エンジン効率は、車両の種類により変わるが、車両の種類が同じであれば、基本的に同一のエンジン効率を示す。そこで、車両の種類ごとに、予め、エンジン回転数及びエンジン要求トルクと燃料消費率との関係を計測してエンジン効率マップを作成しておき、車両に搭載されたメモリ等に当該車両の種類に対応するエンジン効率マップを登録しておく。
【００２６】
エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率は、現在のエンジン効率に、エアコンプレッサ２を作動させた場合に増加するエンジン効率を加算することにより求めることができる。
【００２７】
ここで、エアコンプレッサ２を作動させた場合に増加するエンジン効率は、次のように求めることができる。予め、エンジン回転数を変えてエアコンプレッサ２を作動させた場合に増加するエンジン要求トルクを計測しておき、この計測データを車両に搭載されたメモリ等に登録しておく。そして、この登録された情報を参照することで、現在のエンジン回転数においてエアコンプレッサ２を作動させた場合に増加するエンジン要求トルクを取得し、この取得したエンジン要求トルクと現在のエンジン回転数とをエンジン効率マップに照らし合わせることにより、エアコンプレッサ２を作動させた場合に増加するエンジン効率が求められる。
【００２８】
そして、ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると、エアコンプレッサ２を作動させる。図２に示すように、現在のエンジン効率をＡとし、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率をＢとした場合は、ＢがＡよりも高い場合に、エアコンプレッサ２を作動させ、ＢがＡと同じ又はＢがＡよりも低い場合に、エアコンプレッサ２を作動させない。但し、エアタンク６の圧力が設定下限値を下回る場合等、特殊な事情がある場合は、ＢがＡと同じ又はＢがＡよりも低い場合であっても、エアコンプレッサ２を作動させてもよい。
【００２９】
エアコンプレッサ２を作動させる条件は、特に制限されるものではないが、例えば、車速が０ｋｍ／ｈではない場合（車両が動いている場合）であって、エアタンク６の圧力が設定上限値を下回る場合に、エアコンプレッサ２を作動させるものとすることができる。
【００３０】
車速は、ＣＡＮ通信等により取得されるエンジン回転数や車輪速により求めることができる。
【００３１】
設定上限値は、エアタンク６に充填される圧縮空気の最大圧力として設定される値であって、エアタンク６が過圧力状態とならない範囲で適宜設定することができる。
【００３２】
設定下限値は、エアタンク６に充填される圧縮空気の最小圧力として設定される値であって、エアブレーキ等の機器を適切に作動させるために必要な範囲で適宜設定することができる。
【００３３】
次に、図３を参照して、エアコンプレッサ制御装置であるＥＣＵ７の処理動作について説明する。図３は、ＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【００３４】
図３に示すように、ＥＣＵ７は、まず、車速が０ｋｍ／ｈではないか否かを判断する（ステップＳ１）。そして、車速が０ｋｍ／ｈであると判断すると（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ７は、ステップＳ１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３５】
一方、車速が０ｋｍ／ｈではないと判断すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は、エアタンク６の圧力が上限設定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、エアタンク６の圧力が上限設定値未満ではないと判断すると（ステップＳ２：ＮＯ）、ＥＣＵ７は、ステップＳ１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３６】
一方、エアタンク６の圧力が上限設定値未満であると判断すると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなるか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くならないと判断すると（ステップＳ３：ＮＯ）、ＥＣＵ７は、ステップＳ１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３７】
一方、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ７は、エアコンプレッサ２を作動させる（ステップＳ４）。ステップＳ４では、エアタンク６の圧力が設定上限値に至るまで、エアコンプレッサ２を作動させ、エアタンク６の圧力が設定上限値に至ると、エアコンプレッサ２の作動を停止させる。この場合、エアコンプレッサ２の作動を継続することでエンジン効率が低下する場合等の特殊な事情がある場合は、エアタンク６の圧力が設定上限値に至る前に、エアコンプレッサ２の作動を停止させてもよい。また、エアコンプレッサ２を作動させた後、所定時間経過した段階で、又は、エアタンク６が所定圧力増加した段階で、エアコンプレッサ２の作動を停止させてもよい。
【００３８】
次に、比較例との比較により本実施形態の作用効果について説明する。
【００３９】
比較例は、本実施形態のように、エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断した場合にエアコンプレッサを作動させるものではなく、エアタンク６の圧力が設定下限値を下回った場合にのみエアコンプレッサを作動させるものである。
【００４０】
図４は、比較例におけるエアコンプレッサの作動状態を説明するための図である。図４に示すように、比較例では、エアタンク６の圧力が設定下限値に至ると、エアコンプレッサ２を作動させてエアタンク６に圧縮空気を充填する。そして、比較例では、エアタンク６に充填された圧縮空気が消費されてエアタンク６の圧力が設定下限値に至るまでは、エアコンプレッサ２を作動させない。そして、エアタンク６の圧力が設定下限値に達したタイミングで、エアコンプレッサ２を作動させる。
【００４１】
このように、比較例では、エアコンプレッサ２を作動させるタイミングを制御できないため、エアコンプレッサ２を作動させることによりエンジン効率が悪化して、燃料消費量が増大する可能性がある。
【００４２】
図５は、実施形態におけるエアコンプレッサの作動状態を説明するための図である。図５に示すように、本実施形態では、エアタンク６の圧力が設定下限値に至ると、エアコンプレッサ２を作動させてエアタンク６に圧縮空気を充填する。しかしながら、本実施形態では、エアタンク６に充填された圧縮空気が消費されてエアタンク６の圧力が設定上限値を下回ると、エアタンク６の圧力が設定下限値に至る前であっても、エアコンプレッサ２を作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断した場合は、エアコンプレッサ２を作動させてエアタンク６に圧縮空気を充填する。
【００４３】
このように、本実施形態では、エアコンプレッサ２を作動させてもエンジン効率の向上により燃料消費量の低下を図ることができる。これにより、低燃費化を図りつつエアコンプレッサ２を適切に作動させることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、エアタンク６の圧力が設定上限値を下回る場合にエアコンプレッサ２を作動させることで、エアタンク６が過圧力状態となるのを防止することができる。しかも、エアタンク６の圧力が設定下限値を下回る前にエアコンプレッサ２を作動させることができるため、常にエンジン効率の良いタイミングでエアコンプレッサ２を作動させることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、エンジン回転数及びエンジントルクに基づいて現在のエンジン効率を判断することで、エンジン効率を適切に判断することができる。この場合、エンジン効率マップを利用することで、迅速にエアコンプレッサの作動制御を行うことができる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
例えば、上記実施形態では、エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が現在のエンジン効率よりも高くなると判断した場合に、エアコンプレッサを作動させる条件を説明したが、このような条件は無くてもよく、また、他の条件としてもよい。例えば、現在のエンジン効率に対するエアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率の増加割合又は増加量が所定値以上であること、エアコンプレッサを作動させた場合の予測エンジン効率が所定値以上であること、等をエアコンプレッサを作動させる条件としてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、エンジン回転数及びエンジン要求トルクに基づいてエンジン効率を求めるものとして説明したが、エンジン回転数及びエンジン要求トルク以外のＥＣＵ７が取得する車両情報等にも基づいてエンジン効率を求めてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、エンジン効率マップに基づいて現在のエンジン効率を求めるものとして説明したが、このようなエンジン効率マップを用いることなく、ＥＣＵ７が取得する車両情報等により現在のエンジン効率を求めるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…エアコンプレッサ制御システム、２…エアコンプレッサ、３…ワンウェイバルブ、４…エアドライヤ、５…ワンウェイバルブ、６…エアタンク、７…ＥＣＵ（エアコンプレッサ制御装置）。
【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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