(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、外的な車速変動要因があっても、定速走行制御を円滑に維持することができる車両用空調制御装置を提供すること。【解決手段】  本発明の車両用空調制御装置は、車両１に搭載された内燃機関２と、車両１の車速を検出する車速検出手段３と、車速検出手段３の検出結果を利用して所定速度を維持して車両を走行させる定速走行手段１５，１７と、内燃機関２の出力を用いて可変容量型コンプレッサ６を駆動するエアコンディショナー５と、コンプレッサ６の駆動を制御する制御手段１６とを備えており、定速走行手段１５，１７による所定速度を維持した走行中における車速変動を車速検出手段３を用いて検出し、該車速変動を抑制するように制御手段１６によってコンプレッサ６を制御して内燃機関のエアコン負荷を調節することを特徴としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段の検出結果を利用して所定速度を維持して前記車両を走行させる定速走行手段と、前記内燃機関の出力を用いて可変容量型コンプレッサを駆動するエアコンディショナーと、前記コンプレッサの駆動を制御する制御手段とを備えており、
前記定速走行手段による所定速度を維持した走行中における車速変動を前記車速検出手段を用いて検出し、該車速変動を抑制するように前記制御手段によって前記コンプレッサを制御して前記内燃機関のエアコン負荷を調節することを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項２】
前記エアコンディショナーが、生成した冷熱を蓄える蓄冷部を備えており、該蓄冷部に蓄えた冷熱によって車室内冷房を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定速度を維持して前記車両を走行させる定速走行制御とエアコンディショナー制御とを協調させて行う車両用空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路の走行などで車速を一定に維持して車両を走行させる技術（クルーズコントロールシステム）は既に実用化されている。この技術によって、運転者はアクセルを踏まなくても設定した車速を維持して走行することが可能となり、運転時の疲労軽減などに役立っている。なお、定速走行制御中にブレーキが踏まれると定速走行制御はキャンセルされる。最近は、単に車速を一定に維持するだけでなく、定速走行制御中に前方車両との車間距離をレーザーセンサなどを用いて検出し、車間距離が短くなったらエンジン出力を絞ったり油圧ブレーキを作動させたり、あるいは、運転者にブレーキ操作を施したりするものも実用化されている（レーザークルーズコントロールシステム）。このようなものは、車間距離が確保された後には、再度設定された車速まで車速を上げる制御も行われ得る。
【特許文献１】特開２００３−１３９４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような定速走行制御中には、道路勾配や風の影響などによって車速が変動し得る。道路勾配が上り勾配となれば車速は減速するし、向かい風が強くなっても車速は減速する。定速走行制御では、このような車速変動を吸収するために、エンジン２の出力を調整し、車速が一定となるようにしている。具体的には、スロットルバルブを電子制御式のものとし、スロットル開度を制御（併せて、燃料噴射量制御も協調して行われ得る）することで車速変動を吸収する。上述した［特許文献１］に記載の発明も、定速走行制御時の車速変動をスロットル開度を調節することで吸収しようとするものである。
【０００４】
しかし、スロットル開度変化に対するエンジン出力変動の感度は敏感であり、オーバーシュートやアンダーシュートなどが生じやすかった。状況にもよるが、オートマチックトランスミッション車の場合などは、オーバーシュートやアンダーシュートが発生することでギヤチェンジが発生し、スムーズな走行とならなくなってしまう場合も懸念される。そこで、このような問題を改善するような改良が要望されていた。従って、本発明の目的は、外的な車速変動要因があっても、定速走行制御を円滑に維持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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の車両用空調制御装置は、車両に搭載された内燃機関と、車両の車速を検出する車速検出手段と、車速検出手段の検出結果を利用して所定速度を維持して車両を走行させる定速走行手段と、内燃機関の出力を用いて可変容量型コンプレッサを駆動するエアコンディショナーと、コンプレッサの駆動を制御する制御手段とを備えており、定速走行手段による所定速度を維持した走行中における車速変動を車速検出手段を用いて検出し、該車速変動を抑制するように制御手段によってコンプレッサを制御して内燃機関のエアコン負荷を調節することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用空調制御装置において、エアコンディショナーが、生成した冷熱を蓄える蓄冷部を備えており、この蓄冷部に蓄えた冷熱によって車室内冷房を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の車両用空調制御装置によれば、定速走行制御中の車速変動を、エアコンディショナーの可変容量型コンプレッサの容量（冷媒吐出容量）を変化させることで内燃機関に対するエアコン負荷を変動させて吸収させる。エアコン負荷変化による車両駆動力調整は敏感過ぎず、車速制御にオーバーシュートやアンダーシュートを発生させない。また、コンプレッサの容量制御は応答性も良く、制御性も良好である。このため、外的な車速変動要因（道路勾配変化や風による影響の変化など）があっても、定速走行制御を円滑に維持することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の車両用空調制御装置によれば、定速走行制御中の車速変動を吸収するためにコンプレッサを可変制御しても冷熱部に蓄えられた冷熱を利用することができるため、エアコン性能を犠牲にすることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の制御装置の一実施形態について以下に説明する。本実施形態の制御装置を有する車両の主要構成部を図１に示す。車両１を駆動させる駆動力は、内燃機関であるエンジン２によって生成される。エンジン２自体は公知の一般的なエンジンである。エンジン２の出力は、トランスミッションやディファレンシャルギア（図示せず）を介して駆動輪に伝達され、車両１を駆動する。また、エンジン２の出力の一部を利用して駆動されるオルタネータ（発電機）４及びエアコンディショナー５のコンプレッサ６とが、このエンジン２に付随して設けられている。オルタネータ４やコンプレッサ６は、エンジン２の出力を利用してエネルギーを発生する補機類である。
【００１０】
オルタネータ４は、交流発電機で、発電した交流電流を整流して直流電流化する整流器と一定の出力を得るために電圧を調整するＩＣレギュレータを内蔵しており、直流電力を出力する。オルタネータ４で発電された電力は、そのままエンジン２や他の補機類によって利用されるほか、バッテリ７の充電にも利用される。バッテリ７は、オルタネータ４で発電した電気エネルギーを蓄積する。オルタネータ４は、その励起電流を制御することで発電量を制御できる。
【００１１】
エアコンディショナー５は、車室内を冷房する冷熱源となる熱交換器８によって冷却された空気や、温熱源となるヒータコア（図示せず）によって暖められた空気をブロアファン９によって車室内に導入させ、車室内の冷暖房（あるいは除湿）を行う。エアコンディショナー５においては、コンプレッサ６−コンデンサ１０−蓄冷部１２−コンプレッサ６で一つの冷媒循環系を形成している。また、蓄冷部１２−熱交換器８との間でもう一つの循環系が形成されている。即ち、エアコンディショナー５で生成される冷熱は一旦蓄冷部１２に蓄えられ、蓄冷部１２の冷熱が熱交換器８を介して車内に導入される。この蓄冷部１２と上述したバッテリ７は、エネルギーを蓄積する蓄積装置（エネルギー蓄部）１１として機能している。
【００１２】
エアコンディショナー５における冷熱の生成について簡単に説明する。コンプレッサ６で冷媒を圧縮し、コンデンサ１０で熱を奪って冷媒を液化し、蓄冷部１２に内蔵されたエキスパンジョンバルブで霧状にして冷媒を気化しやすくし、蓄冷部１２本体で冷媒を気化させ、このときの気化熱によって蓄冷部１２内部の蓄冷材を冷却している。蓄冷部１２は、内部の蓄冷材の温度を低く保つことで冷熱を蓄積している。蓄冷部１２から出た冷媒はコンプレッサ６によって再度圧縮され、上述したコンプレッサ６−コンデンサ１０−蓄冷部１２を繰り返し循環する。
【００１３】
さらに、蓄冷部１２−熱交換器８との間の循環管の内部にも冷媒が充填されており、蓄冷部１２に蓄えられた冷熱がこの冷媒の循環によって車室内の熱交換器８に伝えられる。熱交換器８の持つ冷熱は、上述したブロアファン９によって車室内に導入される。上述した蓄冷部１２−熱交換器８との間の循環管に充填される冷媒としては、水や塩水（ブライン）、エチレングリコール溶液などの液体や、二酸化炭素などの気体などが利用される。蓄冷部１２は、内部の蓄冷材温度と冷媒の温度とをそれぞれ検出する温度センサが内蔵されている。また、熱交換器８も温度センサを内蔵している。
【００１４】
上述した本実施形態のコンプレッサ６は、外部制御式可変容量型のものであり、外部からの信号（ＤＵＴＹ信号）によって冷媒の圧縮吐出量を連続的に可変制御し得るものである。その構造は、公知の一般的な斜板式のものであり、この斜板の傾きを変えることで容量を変えている。上述したＤＵＴＹ信号でこの斜板の傾きを制御している。コンプレッサ６は、容量をゼロにして冷媒を吐出させないことも可能であり、クラッチなどを必要としない。
【００１５】
上述したオルタネータ４は、エンジン２を制御している電子制御コントロールユニット（ＥＣＵ）１５に接続されており、その発電量が可変制御されている。エンジンＥＣＵ１５には、各車輪に取り付けられた車輪速センサ（車速検出手段）３も接続されている。車輪速センサ３は車輪の回転速度を検出しており、この検出結果から車両１の速度を検出することもできる。また、上述したコンプレッサ６は、エアコンディショナー５を制御しているエアコンＥＣＵ（制御手段）１６に接続されており、その冷媒突出量（コンプレッサ容量）が可変制御されている。エアコンＥＣＵ１６には、車室内の温度を検出する車室内温度センサ２０や操作パネル２１も接続されている。操作パネル２１によって、設定温度や送風モード・風量などが設定される。上述したコンプレッサ６の制御ＤＵＴＹ信号もエアコンＥＣＵ１６によって生成され、コンプレッサ６に対して送出される。エンジンＥＣＵ１５及びエアコンＥＣＵ１６は、車両１全体の各種制御を総括的に制御している統合ＥＣＵ１７に接続されている。
【００１６】
統合ＥＣＵ１７は、車両１を設定された所定車速を維持して走行する定速走行制御を司る制御部としても機能している。統合ＥＣＵ１７は、定速走行制御時にはエンジンＥＣＵ１５などと協調して、エンジン２の出力を制御し（必要であれば、トランスミッションのギア変更やブレーキ制御も行う）、車両１の速度を一定に維持する。この際、上述した車輪速センサ３によって検出された車速が定速走行制御に利用される。なお、定速走行制御において、前方車両との車間距離をも考慮した制御が行われても良い。この場合は、統合ＥＣＵ１７に、前方車両との車間距離を検出する手段（例えば、レーダーセンサやミリ波センサなど）も接続される。これらのＥＣＵ１５〜１７によって、エンジン２の制御、及び、エアコンディショナー５による空調制御が協調されている。また、バッテリ７も統合ＥＣＵ１７に接続されており、バッテリ７の電圧が統合ＥＣＵ１７によって監視されている。
【００１７】
次に、上述した装置を用いた制御について説明する。本実施形態装置による制御フローチャートを図２に示す。図２のフローチャートの制御は、所定時間毎に繰り返し実行されている。まず、図２に示されるように、定速走行制御が実行中であるかを、これは、定速走行制御における目標車速（セット車速）が設定されているか否かを判定する（ステップ２００）。クルーズコントロールシステムなどでは、通常は、８０ｋｍ走行時にセットボタンを押して定速走行制御の目標車速を８０ｋｍに設定するなどの手順で行われる。
目標車速が設定されていない場合、即ち、定速走行制御が行われておらず、ステップ２００が否定される場合は、図２のフローチャートの制御を一旦終了する。
【００１８】
一方、目標車速が設定されている場合、即ち、定速走行制御が行われており、ステップ２００が肯定される場合は、次に、車輪速センサ３の検出結果から車両１の実車速を求める（ステップ２１０）。なお、定速走行制御は実施中であるため、この制御の中で当然実車速は検出されている。次いで、検出した実車速と目標車速との比較を行う。具体的には、実車速が目標車速を超えているか否かを判定する（ステップ２２０）。ステップ２２０が肯定される場合は、目標車速に対して実車速が速い状況である。この場合は、コンプレッサ６がエンジン２に対して与える負荷（コンプレッサ負荷）が増加するようにコンプレッサ６の制御ＤＵＴＹ比が変更される（ステップ２３０）。
【００１９】
ここでは、制御ＤＵＴＹ比を大きくするとコンプレッサ６の容量が増加して冷媒の吐出量が増加し、コンプレッサ負荷が増加する。ステップ２３０におけるコンプレッサ負荷変更時には、この制御ＤＵＴＹ比を予め決められた分だけ増加させる。図２のフローチャートの制御が繰り返し実行され、ステップ２２０が再度肯定されるようであれば、同じ分だけコンプレッサ６の制御ＤＵＴＹ比が増加される。このように、制御ＤＵＴＹ比（コンプレッサ負荷）は徐々に増加される。コンプレッサ負荷が増加されることで、エンジン２の負荷が高くなり、エンジン出力のうち車両１の駆動に用いられる分が目減りし、車速が低下する。この結果、車両１の実車速は目標車速に近づく。
【００２０】
一方、ステップ２２０が否定される場合は、目標車速に対して実車速が遅い状況である。この場合は、コンプレッサ６がエンジン２に対して与える負荷（コンプレッサ負荷）が減少するようにコンプレッサ６の制御ＤＵＴＹ比が変更される（ステップ２４０）。ここでは、制御ＤＵＴＹ比を小さくするとコンプレッサ６の容量が減少して冷媒の吐出量が減少し、コンプレッサ負荷が減少する。ステップ２４０におけるコンプレッサ負荷変更時には、この制御ＤＵＴＹ比を予め決められた分だけ減少させる。図２のフローチャートの制御が繰り返し実行され、ステップ２２０が再度否定されるようであれば、同じ分だけコンプレッサ６の制御ＤＵＴＹ比が減少される。このように、制御ＤＵＴＹ比（コンプレッサ負荷）は徐々に減少される。コンプレッサ負荷が減少されることで、エアコンディショナーのために目減りしていたエンジン出力が減り、車両１の駆動に用いられる分を増やすことができ、車速が上昇する。この結果、車両１の実車速は目標車速に近づく。
【００２１】
コンプレッサ負荷の変動に伴うエンジン出力の変動は、スロットルバルブによる吸入空気量調整によって生じるエンジン出力変動ほど敏感ではない。このため、上述したようにエアコンディショナー５のコンプレッサ６の負荷を可変制御することで定速走行制御時の車速変動を吸収させるようにすると、車速変動があったときにこれを目標車速に収束させる際にオーバーシュートやアンダーシュートを生じさせにくい。この結果、定速走行制御を円滑に維持することが可能となる。
【００２２】
また、本実施形態では、エアコンディショナー５が生成した冷熱を蓄えておく蓄冷部１２を備えているので、定速走行制御時にコンプレッサ６の容量を変えても、蓄冷部１２に蓄えておいた冷熱を利用することができ、冷房の効きが悪くなったり、冷房が行えなくなったりすることを回避できる。なお、本発明の制御装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態では、統合ＥＣＵ１７とエンジンＥＣＵ１５とエアコンＥＣＵ１６とが分担して制御を行っているが、その分担の仕方は上述した実施形態に限定されない。また、本発明の制御装置にＥＣＵを利用する場合に、その数は３つでなければならないということでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の制御装置の一実施形態を有する車両の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の制御装置の一実施形態による制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１…車両、２…エンジン（内燃機関）、３…車輪速センサ（車速検出手段）、５…エアコンディショナー、６…コンプレッサ、８…熱交換器、９…ブロアファン、１０…コンデンサ、１２…蓄冷部、１５…エンジンＥＣＵ（定速走行手段）、１６…エアコンＥＣＵ（制御手段）、１７…統合ＥＣＵ（定速走行手段）。
【図１】
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【図２】
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