(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンＳＷ入力時に駆動可能とされ、エンジン出力により駆動されるコンプレッサと、
エアコンＳＷ入力時に、前記コンプレッサの駆動、非駆動と無関係に、前記コンプレッサの駆動に必要なトルクよりも低く設定された所定量だけエンジンの発生トルクを増大するエンジントルク制御手段と、
前記エンジンの出力軸に連結され前記コンプレッサを駆動する電動発電モータと、
エアコンＳＷ入力時に、前記コンプレッサが駆動される場合、エンジンの発生トルクの増大量が前記コンプレッサの駆動トルクよりも不足する量のトルクを前記電動発電モータの駆動により与え、前記コンプレッサが駆動されない場合、エンジンの発生トルクの増大量によって前記電動発電モータを駆動させて発電を行う電動発電モータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１の車両用制御装置であって、
前記電動発電モータと電気的に接続されたバッテリの容量を検出する容量検出手段を有し、
前記エンジントルク制御手段は、該容量検出手段によって検出されたバッテリ容量に基づいて、トルクの増大すべき前記所定量を設定し、エンジンの発生トルクを制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行エンジンにより駆動される冷房用コンプレッサを備える車両用の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用空調装置では、エンジンからの動力の一部を取り出し、電磁クラッチを介しコンプレッサを駆動して冷房を行っている。室内を設定された一定温度に保つ調整機能を有する車両用空調装置（オートエアーコントローラ）では、スイッチがオンされると、設定温度よりも車室温度が高い際には、電磁クラッチを係合させ、エンジン出力にてコンプレッサを駆動して冷房を行い、また、車室が設定温度以下の時には、電磁クラッチの係合を解き、コンプレッサを停止することで、車室の温度を一定に保っている。
【０００３】
当該コンプレッサの駆動には数馬力を必要とする。ここで、車両停止中のアイドリング状態においては、エンジンがコンプレッサ駆動馬力を発生していないため、アイドルアップ制御が行われ、エンジンの発生トルクが高められる。当該アイドルアップ制御は、エンジンのアイドリング回転中のみならず、通常の走行時にも継続され、電磁クラッチが入り、コンプレッサにトルクを奪われることで、走行中に駆動トルクの低下することを防いでいる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように冷房スイッチが入れられているときには、電磁クラッチが係合してコンプレッサが駆動される際に、アイドルアップによりエンジンの発生トルクが増大し、反対に、電磁クラッチの係合が解かれた時には、アイドルアップの解除によってエンジンのトルクが低下する。このコンプレッサのオン・オフによるエンジンのトルクの変動により、走行フィーリングが損なわれていた。
【０００５】
更に、従来技術の車両用空調装置においては、コンプレッサの駆動に必要なトルク以上にアイドルアップによってエンジントルクを高めており、これが燃料消費を増大させる原因の一つになっていた。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、冷房中のエンジントルクの変動を無くし得る車両用制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用制御装置では、エアコンＳＷ入力時に駆動可能とされ、エンジン出力により駆動されるコンプレッサと、
エアコンＳＷ入力時に、前記コンプレッサの駆動、非駆動と無関係に、前記コンプレッサの駆動に必要なトルクよりも低く設定された所定量だけエンジンの発生トルクを増大するエンジントルク制御手段と、
前記エンジンの出力軸に連結され前記コンプレッサを駆動する電動発電モータと、
エアコンＳＷ入力時に、前記コンプレッサが駆動される場合、エンジンの発生トルクの増大量が前記コンプレッサの駆動トルクよりも不足する量のトルクを前記電動発電モータの駆動により与え、前記コンプレッサが駆動されない場合、エンジンの発生トルクの増大量によって前記電動発電モータを駆動させて発電を行う電動発電モータ制御手段と、
を備えたことを技術的特徴とする。
【０００９】
請求項２では、請求項１の車両用制御装置であって、前記電動発電モータと電気的に接続されたバッテリの容量を検出する容量検出手段を有し、
前記エンジントルク制御手段は、該容量検出手段によって検出されたバッテリ容量に基づいて、トルクの増大すべき前記所定量を設定し、エンジンの発生トルクを制御することを技術的特徴とする。
【００１０】
請求項１においては、エンジントルク制御手段が、エアコンＳＷ入力時に、コンプレッサの駆動、非駆動と無関係に、コンプレッサの駆動に必要なトルクよりも低く設定された所定量だけエンジンの発生トルクを高める。そして、エアコンＳＷ入力時に、コンプレッサを駆動し、エンジンの発生トルクが該コンプレッサにて消費される際には、電動発電モータを駆動してエンジンの発生トルクの増大量がコンプレッサの駆動トルクよりも不足する量のトルクを発生させコンプレッサを駆動する。反対に、エアコンＳＷ入力時に、コンプレッサを停止中には、エンジンの発生トルクの増大量によって電動発電モータにて発電を行い、エンジンの高められた発生トルクを該電動発電モータにて消費させる。このため、エンジンから動力として車輪側に伝達されるトルクが、コンプレッサの駆動・非駆動により変動することがなくなる。
【００１１】
請求項２においては、エンジントルク制御手段が、容量検出手段によって検出されたバッテリ容量に基づいて、トルクの増大すべき所定量を設定し、エアコンＳＷ入力時に増大させるエンジンの発生トルクを制御するため、発生トルクを調整することで、バッテリ容量を一定に保つことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態に係る車両用制御装置について図を参照して説明する。
図１は第１実施態様の車両用制御装置を搭載した車両の構成を示すブロック図である。ガソリンエンジン１１には、クラッチＣ１を介して変速機１２が接続されている。そして、変速が行われた後の回転は自動変速機１２から図示しない駆動輪に伝達される。また、該エンジン１１には、発電機として交流を発生し得ると共に、電動機としてコンプレッサ１５を駆動し得るモータＭが、後述するＶベルトを介して連結されている。
【００１３】
モータＭからの電力は、第１インバータ３０にて整流され、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３４を介して１２ＶのバッテリＢを充電するよう構成されている。また、該第１インバータ３０にて整流された直流電力は、第２インバータ３８にて交流に変換されコンセント５２から外部へ商用１１０Ｖを供給できるようになっている。
【００１４】
エンジン１１、第１インバータ３０、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３４、及び、第２インバータ３８は、ＥＣＵ４０にて制御されるようになっている。該ＥＣＵ４０には、車速、変速機１２の変速段を示すシフト位置、クラッチＣ１の接・離、エンジン１１の回転数、スロットル開度が入力され、エンジンに対してスロットルを開かせるスロットルアクチュエータ信号を送出するように構成されている。更に、該ＥＣＵ４０は、バッテリＢの電圧値Ｖｂが入力され、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ３４に対して、充放電制御の信号を送出し、第１インバータ３０、第２インバータ３８に対してインバータ制御信号を送出するように構成されている。
【００１５】
図２は図１に示す車両のエンジン出力の伝達を示す概念図であり、図３はＶベルトによる動力伝達を示す説明図である。
図２中の内燃エンジン（Ｅ／Ｇ）１１は、図１に示すＥＣＵ４０によって制御され、車両の走行中において駆動され、停車中においては停止させられる。自動変速機１２は上記内燃エンジン１１と連結され、該内燃エンジン１１によって発生させられた回転を受けて変速を行う。
【００１６】
また、内燃エンジン１１の出力軸１１ａの回転は、ワンウェイクラッチＦを介して受けるクランクプーリ１３に伝達される。該クランクプーリ１３には、図３に示すようにＶベルト２１を介して補機用プーリ２２、２３が、Ｖベルト２５を介して補機用プーリ２６、２７がそれぞれ連結され、上記補機用プーリ２２にエアコン１５が、補機用プーリ２３に電気モータＭが、補機用プーリ２６にオイルポンプ１６が、補機用プーリ２７に図示しないブレーキ系に真空を供給するブレーキバキュームポンプ１８がそれぞれ連結される。
【００１７】
したがって、各補機は上記内燃エンジン１１からクランクプーリ１３に伝達された回転を受けて作動させられる。
この場合、上記クランクプーリ１３と各補機用プーリ２２、２３、２６、２７とは、クランクプーリ１３をプライマリプーリとし、各補機用プーリ２２、２３、２６、２７をセカンダリプーリとするＶベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）をそれぞれ構成する。
【００１８】
そして、上記クランクプーリ１３及び各補機用プーリ２２、２３、２６、２７には、それぞれ図示しない固定プーリ、可動プーリ及び油圧サーボＫ−１〜Ｋ−５が配設され、該油圧サーボＫ−１〜Ｋ−５にそれぞれ所定の油圧を供給することによって各可動プーリを移動させ、上記クランクプーリ１３及び各補機用プーリ２２、２３、２６、２７の各「Ｖ」字状の溝の間隔を変更することによって、上記クランクプーリ１３及び各補機用プーリ２２、２３、２６、２７の各有効経を変化させ、無段階の変速比で変速を行うようになっている。
【００１９】
したがって、各補機用プーリ２２、２３、２６、２７の回転数を制御することによって、エアコン１５、オイルポンプ１６、電気モータＭ、ブレーキバキュームポンプ１８等を高効率な状態で作動させることができる。
【００２０】
上記電気モータＭには、第１インバータ３０及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３４を介して、１２〔Ｖ〕の補機用のバッテリＢが接続される。この車両用制御装置においては、車両のエンジン停止中においても、バッテリＢから電力を供給させ電気モータＭにてコンプレッサ１５を駆動し、車内の空調を続け得るように構成されている。
【００２１】
この車両用制御装置においては、空調装置（エアコン）の温度が設定されると、コンプレッサの駆動の有無に関わらずエンジンのアイドルアップが行われる。一般に、アイドルアップとは、アイドリング回転中において回転数を上昇させトルクを高めることを言うが、本実施形態では、アイドリング回転時のみならず、走行時においてもトルクの嵩上げを継続するため、トルクアップと呼称する。
【００２２】
ここで、エアコンのスイッチがオン（以下冷房中と称する）であるがコンプレッサの駆動されていない状態においては、電気モータＭは、発電機として制御されバッテリＢを充電し、アイドルアップされた分のエンジントルクを消費する。反対に、コンプレッサが駆動された状態においては、電気モータＭは、バッテリＢから電力の供給を受け、エンジン１１を補助するため、電動機としてコンプレッサ１５を回動する。
【００２３】
ここで、冷房中のコンプレッサ１５及び電気モータＭの動作について、図４〜図６を参照して説明する。
図４及び図５は、コンプレッサ１５及び電気モータＭを制御するＥＣＵ４０による処理を示す。また、図６は、図中最上段に車速を、図中央にエアコンスイッチ、コンプレッサのオン・オフ、電気モータＭの発電／駆動の切替、エンジンのトルクを示し、最下段に経過時刻ｔ１〜ｔ１４を示している。ここでは、エンジンを始動し（ｔ１〜ｔ２）、エンジンをアイドリングし（ｔ２〜ｔ５）、加速し（ｔ５〜Ｔ８）、定速運転し（ｔ８〜ｔ１１）、減速する際に（ｔ１１〜ｔ１４）、エアコンスイッチをオン・オフし、コンプレッサ１５が駆動、停止した際のエンジントルク（インプット：エンジン発生トルク）、及び、エンジンから駆動輪に伝達されるエンジントルク（アウトプット）を示している。
【００２４】
ＥＣＵ４０は、先ず、バッテリ残量、エアコンスイッチのオン・オフ、ＥＣＵ４０の回転数を入力し（図４に示すＳ１０）、該入力した情報からアイドルアップ（トルクアップ）量を設定する（Ｓ１２）。その後、操作パネルに配設された図示しないエアコンスイッチがオンされているか否かを判断する（Ｓ１４）。ここで、エアコンスイッチがオンされると（Ｓ１４がＹｅｓ）、アイドルアップ（トルクアップ）を行う（Ｓ１６）。このトルクアップ量としては、従来技術の車両のトルクアップ量よりも低い（半分程度）値、即ち、従来技術では、コンプレッサ１５の駆動に必要なトルクより高めにアイドルアップさせていたのに対して、本実施形態では、コンプレッサ１５の駆動に必要なトルクの半分程度の値を設定する。
【００２５】
即ち、本実施形態の車両用制御装置においては、エアコンスイッチがオンされると、コンプレッサ１５の駆動の有無に関わらず、図示しないマップに基づきトルクアップを行う。図６中で、アイドル時のトルクアップ（インプット参照）を時刻ｔ３〜ｔ５に、加速時のトルクアップを時刻ｔ６〜ｔ８に、定速走行時のトルクアップを時刻ｔ９〜ｔ１１、減速時のトルクアップを時刻ｔ１２〜ｔ１４に示す。なお、この実施形態では、マップに基づき所定量だけトルクアップを行ったが、トルクアップ量をバッテリ残量に基づき設定することも可能である。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、コンプレッサ１５の駆動信号がオンされたかを判断する。コンプレッサ１５は、車内温度が設定された温度よりも所定値だけ高くなると駆動される。ここで、コンプレッサ１５が駆動されるときには（Ｓ１８がＹｅｓ）、ＥＣＵ４０は、アイドルアップ量に応じて電気モータＭを駆動する（Ｓ２０）。即ち、上述したように、本実施形態では、トルクアップの量として、コンプレッサ１５の駆動に必要なトルクの半分程度しか上昇させていないため、この不足分をバッテリＢの電力を用いて、電気モータＭを回転することで補う。これにより、エンジン１１から駆動輪に伝達されるトルク（アウトプット）に変化を与えないようにする。図６中で、アイドル時のコンプレッサオンを時刻ｔ３〜ｔ４に、加速時を時刻ｔ６〜ｔ７に、定速走行時を時刻ｔ９〜ｔ１０、減速時を時刻ｔ１２〜ｔ１３に示す。
【００２７】
その後、現在までのバッテリ放電量Ｗ１に、該ＥＣＵ４０によるマシンサイクル中のバッテリ放電量Ｗ１’を加えることで、バッテリの放電量Ｗ１を算出し（Ｓ２２）、この放電量Ｗ１から後述するバッテリ充電量Ｗ２を引いた値が所定値αか、即ち、バッテリ残量が所定幅内にあるかを判断する（Ｓ２８）。ここで、所定値αに達するまでは（Ｓ２８がＮｏ）、上記処理を繰り返す。
【００２８】
一方、上述したコンプレッサ１５がオフのときには（Ｓ１８がＮｏ）、ＥＣＵ４０は、アイドルアップ量に応じて電気モータＭにて発電を行う（Ｓ２４）。即ち、上述したように本実施形態では、コンプレッサ１５のオン・オフに関わらず、トルクアップを行っているため、このトルクアップの量を消費するため、電気モータＭで発電してバッテリＢを充電する。これにより、エンジン１１から駆動輪に伝達されるトルク（アウトプット）に変化を与えないようにする。図６中で、アイドル時のコンプレッサオフを時刻ｔ４〜ｔ５に、加速時を時刻ｔ７〜ｔ８に、定速走行時を時刻ｔ１０〜ｔ１１、減速時を時刻ｔ１３〜ｔ１４に示す。
【００２９】
その後、現在までのバッテリ充電量Ｗ２に、該ＥＣＵ４０によるマシンサイクル中のバッテリ充電量Ｗ２’を加えることで、バッテリの充電量Ｗ２を算出し（Ｓ２６）、上述した放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が所定値αか、即ち、バッテリ残量が所定幅内にあるかを判断する（Ｓ２８）。ここで、所定値αに達するまでは（Ｓ２８がＮｏ）、上記処理を繰り返す。
【００３０】
このように、本実施形態では、エアコンスイッチがオンされると、コンプレッサ１５の駆動の有無に関わらずエンジンの発生トルクを高める。そして、コンプレッサを駆動し、エンジンの発生トルクが該コンプレッサにて消費される際には、エンジンを補助するため、電気モータＭを駆動してコンプレッサ１５を駆動する。反対に、コンプレッサ１５を停止中には、電気モータＭにて発電を行い、エンジンの高められた発生トルクを該電動発電モータにて消費させる。このため、エンジンから動力として車輪側に伝達されるトルクが、コンプレッサの駆動・非駆動により変動することがなくなる。
【００３１】
また、トルクアップ量を、コンプレッサ１５の駆動に必要な量に限定できるため、従来技術にて行われていた不要なアイドルアップを無くすことで、燃料消費を低減することができる。
【００３２】
フローチャートの説明を続ける。上記ステップ２８の判断において、放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が所定値αが所定幅内にないときには（Ｓ２８がＮｏ）、アイドルアップ（トルクアップ）量の再設定を行う（Ｓ３０）。ここでは、放電量が多いときには、トルクアップの量を高めさせ、発電量（充電量）を増大させる。反対に、充電量が多いときには、トルクアップの量を下げ、電力消費（放電）量を増大させる。
【００３３】
引き続き、エアコンスイッチがオフされ（Ｓ１４がＮｏ）、アイドルアップが終了した後（Ｓ３１）の処理について、図５を参照して説明する。本実施形態の車両用制御装置においては、エアコンがオフにされた際に、バッテリＢの残量をエアコン動作前の値に戻すよう電気モータＭを制御する。
【００３４】
先ず、放電量Ｗ１と充電量Ｓ２との差がゼロ、即ち、両者が等しいかを判断する（Ｓ３２）。ここで、両者が等くエアコンの動作前と動作後でバッテリ容量に変化のないときには（Ｓ３２がＹｅｓ）、処理を終了する。他方、両者が等しくないときには（Ｓ３２がＮｏ）、放電量Ｗ１から充電量Ｗ２を引いた値が０以上かを判断する（Ｓ３４）。ここで、放電量Ｗ１から充電量Ｗ２を引いた値が０以上のとき（Ｓ３４がＹｅｓ）、即ち、バッテリ容量が減少しているときには、
アイドルアップ（トルクアップ）を行い（Ｓ３６）、アイドルアップ量に応じて電気モータＭにて発電を行う（Ｓ４６）。その後、現在までのバッテリ充電量Ｗ２に、該ＥＣＵ４０によるマシンサイクル中のバッテリ充電量Ｗ２’を加えることで、バッテリの充電量Ｗ２を算出し（Ｓ４８）、上述した放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が０か、即ち、バッテリ残量がエアコンの動作前の値まで回復したかを判断する（Ｓ５０）。ここで、放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が０になるまでは（Ｓ５０がＮｏ）、ステップ４６に戻り充電を続ける。他方、引いた値が０になると（Ｓ５０がＹｅｓ）、ステップ４４へ進みアイドルアップを終了する。
【００３５】
一方、上述したステップ３４の判断において、放電量Ｗ１から充電量Ｗ２を引いた値が０以下のとき（Ｓ３４がＮｏ）、即ち、バッテリ容量がエアコン動作前よりも増大しているときには、電気モータＭを駆動してバッテリ容量を減少させる（Ｓ３８）。その後、現在までのバッテリ放電量Ｗ１に、該ＥＣＵ４０によるマシンサイクル中のバッテリ放電量Ｗ１’を加えることで、バッテリの放電量Ｗ１を算出し（Ｓ４０）、上述した放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が０か、即ち、バッテリ残量がエアコンの動作前の値まで減少したかを判断する（Ｓ４２）。ここで、放電量Ｗ１から該バッテリ充電量Ｗ２を引いた値が０になるまでは（Ｓ４２がＮｏ）、ステップ３８に戻り充電を続ける。他方、引いた値が０になると（Ｓ４２がＹｅｓ）、処理を終了する。
【００３６】
このように、本実施形態では、バッテリ容量を常に一定に保つため、バッテリの劣化を防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１によれば、コンプレッサを駆動する際には、電動発電モータをモータとして駆動し、反対に、コンプレッサを停止中には、電動発電モータにて発電を行い、エンジンの高められた発生トルクを該電動発電モータにて消費させる。このため、エンジンから動力として車輪側に伝達されるトルクが、コンプレッサの駆動・非駆動により変動することがなくなり、運転者に違和感を与えなくなる。
【００３８】
また、請求項２の発明によれば、検出されたバッテリ容量に応じて、エアコンＳＷ入力時に増大させるエンジンの発生トルク（トルクアップ量）を制御するため、発生トルクにより充電量を調整することで、バッテリ容量を一定に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる車両の概念図である。
【図２】図１に示す車両のエンジン出力の伝達を示す概念図である。
【図３】Ｖベルトによる動力伝達を示す説明図である。
【図４】ＥＣＵによる電気モータの制御を示すフローチャートである。
【図５】ＥＣＵによる電気モータの制御を示すフローチャートである。
【図６】コンプレッサ及び電気モータの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  内燃エンジン
１１ａ  出力軸
１５  コンプレッサ
４０  ＥＣＵ（エンジントルク制御手段、電動発電機制御手段、容量検出手段）
Ｂ  バッテリ
Ｍ  電気モータ
Ｃ２  電磁クラッチ（コンプレッサ制御手段）
【図１】
0003890577.tif 000002
【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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