(57)【要約】【課題】特別な制御部品を増設する必要なく、補機の駆動開始により駆動力源の回転数の変化が大きくなってしまうことを回避して、乗員に伝わるショックを少なくすることのできる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】エンジン１１０から回転動力を伝達して駆動させる補機１０を備える車両１００に搭載されて、当該補機の駆動を制御するエンジンＥＣＵ１５０であって、エンジンの回転数を検出する振動検出部１５３と、振動検出部により検出されたエンジンの回転数の変化量が規定値よりも大きいときにＯＮ応答信号を送って補機を駆動させる駆動開始タイミングと判定する補機ＯＮ判定部１５３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源から動力が伝達されて駆動される補機を備える車両に搭載されて、当該補機の駆動を制御する制御装置であって、
前記車両の揺れを検出する振動検出部と、
前記振動検出部により検出された前記車両の揺れに基づいて、前記補機の駆動開始タイミングを調節する補機タイミング制御部と、を備える、車両の制御装置。
【請求項２】
前記車両は、回転動力を発生する前記駆動力源を備え、
前記補機タイミング制御部は、前記駆動力源から伝達される回転動力の回転速度の変化量が規定値よりも大きいタイミングに前記補機への当該回転動力の伝達を開始させて該補機を駆動させる、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両は、回転動力を発生する前記駆動力源を備え、
前記振動検出部は、前記駆動力源の回転数から前記車両の揺れを検出する、請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、クランクを回転させて動力を出力する前記駆動力源を備え、
前記振動検出部は、前記駆動力源のクランク角から前記車両の揺れを検出する、請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記車両は、回転動力を発生する前記駆動力源と、前記駆動力源の回転速度を変速させて当該回転動力を伝達する変速機と、を備え、
前記振動検出部は、前記変速機の伝達する回転動力の回転数から前記車両の揺れを検出する、請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記車両は、加速度センサを備え、
前記振動検出部は、前記加速度センサにより検出された加速度から前記車両の揺れを検出する、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記車両は、前記補機として、発電機を搭載する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記車両は、前記補機として、空調装置のコンプレッサを搭載する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載する補機の駆動を制御する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを駆動力源として搭載する車両は、そのエンジンを共通使用する空調装置やオルタネータなどの補機が搭載される場合がある。このような車両においては、補機の駆動による負荷が増減する影響を抑制するために、エンジントルクを増減させることが行われている。
【０００３】
しかしながら、減速時など燃料噴射を停止しているときには、トルクを増減することができず、補機の駆動による負荷がエンジンの回転数に瞬間的に影響して、ショックとして乗員に伝わってしまう場合がある。
【０００４】
ここで、特許文献１には、エンジンの回転数に応じて、ロックアップクラッチを制御することにより、補機の駆動による負荷量を調整して燃料噴射カットによる燃費向上を実現する技術が提案されている。
【０００５】
この特許文献１に記載の技術により補機による負荷量を削減することが考えられる。しかし、特許文献１に記載の技術にあっては、エンジンの回転数に応じてロックアップクラッチを滑らせる制御を実行するだけである。
【０００６】
このため、特許文献１に記載の技術では、制御の実行期間中におけるエンジンの回転数に与えられる影響が長期に亘るだけであり、補機の負荷が加わることによる瞬間的なショックの大きさが多少緩和されるだけである。また、特許文献１に記載の技術では、補機を当初から十分に駆動させることができず、不都合が生じる場合も想定される。さらに、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチを設置しなければならず、余分なコストが掛かってしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３４７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、特別な制御部品を増設する必要なく、補機の駆動開始により駆動力源の回転数の変化が大きくなってしまうことを回避して、乗員に伝わるショックを少なくすることのできる車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する車両の制御装置の発明の一態様は、駆動力源から動力が伝達されて駆動される補機を備える車両に搭載されて、当該補機の駆動を制御する制御装置であって、前記車両の揺れを検出する振動検出部と、前記振動検出部により検出された前記車両の揺れに基づいて、前記補機の駆動開始タイミングを調節する補機タイミング制御部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明の一態様によれば、ロックアップクラッチのような特別な制御部品を増設する必要なく、車両の揺れに基づいて補機の駆動開始タイミングを調節することによって、補機の駆動開始により駆動力源の回転数の変化が大きくなってしまうことを回避することができる。
【００１１】
したがって、乗員に伝わるショックを少なくすることのできる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を示す図であり、その概略全体構成を示す関係ブロック図である。
【図２】図２は、補機の駆動開始タイミングを調節する制御処理を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、エンジンの出力軸の回転を説明する図であり、（ａ）はその出力軸の回転数の変化を示すグラフ、（ｂ）はその出力軸の回転数の変化量を示すグラフである。
【図４】図４は、補機の駆動開始時におけるエンジンの回転の状況を説明する図であり、（ａ）は補機の停止時におけるエンジンの回転数の変化を示すグラフ、（ｂ）は補機の駆動開始時に負荷による大きな影響を受けた場合のエンジンの回転数の変化を示すグラフ、（ｃ）は補機の駆動開始時に負荷による影響を小さく抑えた場合のエンジンの回転数の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を説明する図である。
【００１４】
図１において、車両１００は、内燃機関型のエンジン１１０を駆動力源として搭載し走行するようになっている。エンジン１１０は、出力軸１１１の一端側に配置されているクラッチ１２０を介して無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）１３０に回転動力を伝達して駆動輪１０１を転動させるようになっている。
【００１５】
エンジン１１０は、制御プログラムを実行するエンジンＥＣＵ１５０により統括制御されるようになっている。エンジンＥＣＵ１５０は、クランク角検出部１６１と、エンジン回転数検出部１６２と、変速機回転数検出部１６３と、が各種検出情報を取得可能に接続されている。クランク角検出部１６１は、エンジン１１０のクランク角を検出してエンジンＥＣＵ１５０に受け渡す。エンジン回転数検出部１６２は、エンジン１１０の出力軸１１１の回転数（回転速度）を検出してエンジンＥＣＵ１５０に受け渡す。変速機回転数検出部１６３は、無段変速機１３０の出力軸１３１の回転数（回転速度）を検出してエンジンＥＣＵ１５０に受け渡す。なお、クラッチ１２０や無段変速機１３０は、図示していないＥＣＵにより統括制御されるようになっている。
【００１６】
エンジンＥＣＵ１５０は、クランク角検出部１６１、エンジン回転数検出部１６２および変速機回転数検出部１６３などが検出する検出情報に基づいて予めメモリ１５１内に格納されている制御プログラムに従って各種制御処理を実行するようになっている。
【００１７】
また、車両１００は、エンジン１１０の回転動力により稼動する補機１０が搭載されている。補機１０は、例えば、発電機あるいはコンプレッサなどである。発電機の補機１０は、不図示のバッテリの充電残量が少なくなったときに稼動（発電）してバッテリを充電する際に利用される。また、コンプレッサの補機１０は、不図示の空調装置が稼動して冷媒を圧縮する際に利用される。
【００１８】
補機１０は、動力伝達機構２０を介してエンジン１１０の駆動力を受け取って稼動（駆動）するようになっている。動力伝達機構２０は、一組のプーリ１１５、１５と、ベルト２５と、から構成されている。プーリ１１５は、エンジン１１０の出力軸１１１の他端側に固定されている。プーリ１５は、補機１０の入力軸１１の端部に固定されている。ベルト２５は、これらプーリ１１５、１５に巻き掛けられている。この動力伝達機構２０は、エンジン１１０の出力軸１１１（プーリ１１５）にベルト２５が連れ回って補機１０の入力軸１１（プーリ１５）を回転させることによりエンジン１１０の回転動力を伝達するようになっている。
【００１９】
この補機１０は、予めメモリ５１内に格納されている制御プログラムを実行する補機ＥＣＵ５０により統括制御されるようになっており、エンジンＥＣＵ１５０から送られてくる後述のＯＮ応答信号を補機ＥＣＵ５０が受け取って駆動制御されるようになっている。
【００２０】
補機ＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ１５０や車両１００全体を統括制御する統括ＥＣＵ２００との間で各種情報をやり取り可能に接続されている。また、補機ＥＣＵ５０は、例えば、バッテリの充電のために統括ＥＣＵ２００から補機１０の駆動要求（あるいは、操作パネルの操作による空調要求）があったときに、エンジンＥＣＵ１５０にＯＮ要求信号を送ってＯＮ応答信号を要求するようになっている。
【００２１】
この補機ＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ１５０からのＯＮ応答信号に基づくＯＮ制御信号を補機１０に送って駆動させることにより、その補機１０を発電機あるいはコンプレッサなどの最適条件で稼動させるようになっている。なお、本実施形態では、補機ＥＣＵ５０とエンジンＥＣＵ１５０とで各種信号をやり取りすることにより補機１０の駆動開始タイミングなどを含む制御処理を分散制御処理する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、補機ＥＣＵ５０をエンジンＥＣＵ１５０に統合して、エンジンＥＣＵ１５０が補機１０の制御をも担当するようにしてもよい。
【００２２】
このとき、エンジン１１０は、補機１０が補機ＥＣＵ５０からのＯＮ制御信号を受け取って動力伝達機構２０を介する動力により駆動する際、その補機１０の駆動に伴う負荷が出力軸１１１に加わることになる。
【００２３】
このことから、エンジンＥＣＵ１５０は、車両１００が加速中などの場合、補機１０の駆動に伴う負荷の増加に応じて噴射燃料量を増量するなどしてエンジン１１０を安定駆動させる制御処理を実行するようになっている。これにより、エンジン１１０は、乗員の感じるショックを発生させることなく、駆動輪１０１側に安定した駆動力を出力することができる。
【００２４】
しかしながら、エンジンＥＣＵ１５０は、車両１００が減速中（フェールカット時）の場合、補機１０の負荷のみのためにエンジン１１０への燃料噴射を増量するのは難しく、また、増量すると燃費が悪化してしまう。
【００２５】
ところで、エンジン１１０は、エンジンＥＣＵ１５０の制御処理に応じた一定の回転速度で出力軸１１１を回転駆動させている場合でも、その出力軸１１１の回転中における回転速度が多種多様な要因により変動している。この出力軸１１１の回転速度は、エンジン１１０の燃焼室におけるピストンの上下動などに応じて小さく変動している。特に、車両１００が減速中の場合、エンジン１１０は、駆動輪１０１の回転を主な動力として連れ回されることから、例えば、図４（ａ）に示すように、小さな振幅で振動し（揺れ）つつ出力軸１１１の回転速度が減速していく。
【００２６】
このような回転特性を有する出力軸１１１は、例えば、図４（ｂ）に示すように、回転数が大きく減少するタイミングＤに、補機１０を駆動させる負荷が加わると、回転数の低下を助長してしまい、乗員が感じるほどの大きなショックに増大させてしてしまう場合がある。
【００２７】
そこで、エンジンＥＣＵ１５０は、振動検出部１５３と、補機ＯＮ判定部１５５と、を備えている。振動検出部１５３は、エンジン回転数検出部１６２（クランク角検出部１６１あるいは変速機回転数検出部１６３でもよい）の検出情報から出力軸１１１の回転速度を取得して振動（揺れ）を検出するようになっている。補機ＯＮ判定部１５５は、振動検出部１５３が検出する出力軸１１１の回転速度の振動（揺れ）の傾向に基づいて、駆動要求のあった補機１０の最適な駆動開始タイミングか否かを判定するようになっている。
【００２８】
このエンジンＥＣＵ１５０は、振動検出部１５３が検出するエンジン１１０の出力軸１１１の回転特性（揺れ）に応じて、補機ＯＮ判定部１５５が判定する駆動開始タイミングに補機１０の駆動を開始させるＯＮ応答信号を補機ＥＣＵ５０に送るようになっている。すなわち、エンジンＥＣＵ１５０が補機１０の駆動開始タイミングを調節する補機タイミング制御部として機能する。
【００２９】
具体的に、出力軸１１１の回転速度は、図３（ａ）に実線で示すように、例えば、エンジン回転数検出部１６２から一定の回転周期を持つ回転数（ｒｐｍ）の変動情報として取得することができる。
【００３０】
エンジンＥＣＵ１５０（振動検出部１５３）は、エンジン回転数検出部１６２からエンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅを繰り返し取得して、図３（ｂ）に示すように、その出力軸１１１の一定期間（繰り返し間隔）内における回転数Ｅの差分（Ｅ（ｔ）−Ｅ（ｔ−１））を変化量Ｆとして、エンジン１１０の揺れを検出する。
【００３１】
また、エンジンＥＣＵ１５０（補機ＯＮ判定部１５５）は、その出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆが予め設定されている揺れ規定値Ｒを越える場合に、補機１０の駆動を開始してもエンジン１１０の回転数を大きく変化させてしまうことがない揺れの状況であると判定して、補機ＥＣＵ５０に補機１０の駆動開始を指示するＯＮ応答信号を送るようになっている。
【００３２】
ここで、出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆは、絶対値の大きさではなく、回転数Ｅの大きさに応じて正負の値になる数値であり、本実施形態では、補機１０の駆動を開始可能にする機会を保つために、揺れ規定値Ｒは負の値の変化量Ｆに設定されている。この揺れ規定値Ｒは、補機１０の駆動の負荷によるエンジン１１０の回転数の低下をより小さく抑えるために大きな変化量Ｆを設定しても良い。また、本実施形態では、出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆを揺れ規定値Ｒとして設定しているが、これに限るものではない。例えば、出力軸１１１の回転数Ｅの変化量を微分値として取得して、その微分値を揺れ規定値として設定するようにしても良い。
【００３３】
なお、本実施形態の振動検出部１５３は、クランク角検出部１６１、エンジン回転数検出部１６２、あるいは、変速機回転数検出部１６３が検出する回転速度から振動（揺れ）を検出する場合を一例に説明するが、これに限るものではない。例えば、車両１００がＡＢＳ（Anti-lock Brake System）やナビゲーションシステムなどに搭載されている加速度センサ１７１を備える場合には、その加速度センサ１７１から直接、車両１００の振動（揺れ）を取得して補機ＯＮ判定部１５５が利用するようにしてもよい。
【００３４】
そして、エンジンＥＣＵ１５０は、補機ＥＣＵ５０からＯＮ要求信号が送られてきたときに、補機１０の駆動開始タイミングを含むＯＮ応答信号を作成して補機ＥＣＵ５０に送り返すようになっている。補機ＥＣＵ５０は、エンジンＥＣＵ１５０から送られてきたＯＮ応答信号に含まれる駆動開始タイミングに補機１０にＯＮ制御信号を送って最適条件下で駆動を開始させるようになっている。
【００３５】
具体的には、エンジンＥＣＵ１５０は、メモリ１５１内の制御プログラムに従う図２のフローチャートに示す制御処理を繰り返し実行することによって、補機ＥＣＵ５０により補機１０を最適なタイミングに駆動させるようになっている。
【００３６】
図２のフローチャートに示すように、まず、補機１０の駆動（ＯＮ）を要求するＯＮ要求信号が補機ＥＣＵ５０から送られてきたか否か確認する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１において、ＯＮ要求信号が確認できなかった場合には、この制御処理を一旦終了して、再度、ステップＳ１１から繰り返す。
【００３７】
ステップＳ１１において、ＯＮ要求信号を確認できた場合には、前回の制御処理でも補機１０がＯＦＦ状態（非駆動状態）であったか否か確認する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２において、前回の制御処理により補機１０がＯＮ状態にされていることを確認した場合には、既に補機１０は駆動開始されているとして、この制御処理を一旦終了して、再度、ステップＳ１１から繰り返す。これにより、既に駆動している補機１０を無駄に駆動開始させる制御処理を継続してしまうことを回避することができる。
【００３８】
ステップＳ１２において、補機１０のＯＦＦ状態を確認した場合には、前回の制御処理で補機１０のＯＮ要求信号を既に受け取っているか否か確認する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３において、前回の制御処理における補機１０のＯＮ要求信号を確認した場合には、既に、備えるタイマ（カウンタ）５５を起動させていることから、そのまま次のステップＳ１５に進む。
【００３９】
ステップＳ１３において、前回の制御処理における補機１０のＯＮ要求信号を確認できなかった場合には、１回目の補機１０のＯＮ要求信号であることから、タイマ５５を起動して補機１０のＯＮ要求信号の受け取りからの経過時間の計時（カウント）を開始してから（ステップＳ１４）、次のステップＳ１５に進む。
【００４０】
ステップ１５では、エンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅの一定期間における変化量Ｆ（Ｅ（ｔ）−Ｅ（ｔ−１））が揺れ規定値Ｒを超えるか否か確認する。このステップＳ１５において、出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆが揺れ規定値Ｒを超えていることを確認した場合には、そのまま次のステップＳ１８に進む。
【００４１】
ステップＳ１５において、エンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆが揺れ規定値Ｒを超えていることを確認できなかった場合には、タイマ５５のカウンタが予め設定されている許容規定値Ｔ以上に達しているか否か確認する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、タイマ５５のカウンタが許容規定値Ｔ以上に達していないことを確認した場合には、未だ、補機１０の駆動開始タイミングを最適化する制御処理を継続可能と判断して、タイマ５５のカウンタをインクリメント（＋１）した後に（ステップＳ１７）、この制御処理を一旦終了して、再度、ステップＳ１１から繰り返す。
【００４２】
ステップＳ１６において、タイマ５５のカウンタが許容規定値Ｔ以上に達したことを確認した場合には、そのまま次のステップＳ１８に進む。これにより、補機１０の駆動開始タイミングを最適化するために、補機１０の駆動開始が許容規定値Ｔを超えて遅くなってしまうことを回避することができ、許容規定値Ｔ内のタイミングに補機１０を駆動させることができる。
【００４３】
ステップＳ１８では、補機ＥＣＵ５０に補機１０の駆動を開始させるＯＮ応答信号を送って、その補機ＥＣＵ５０により補機１０をＯＮ制御信号により駆動（ＯＮ）させた後に（ステップＳ１８）、タイマ５５のカウンタをリセットし（ステップＳ１９）、この制御処理を一旦終了して、再度、ステップＳ１１から繰り返す。これにより、ステップＳ１５においてエンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅの変化量Ｆが揺れ規定値Ｒを超える揺れの状態であり、補機１０を駆動させるのに最適なタイミングと確認（判定）したときに、あるいは、ステップＳ１６において補機１０を駆動させるのに許容可能な限界タイミング（許容既定値Ｔ）に達したときに、補機１０の駆動を開始させることができる。
【００４４】
したがって、車両１００は、図３（ａ）に破線で示すように、エンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅが高くて減少傾向に移行する前や、その回転数Ｅが増加傾向にあるタイミングに、補機１０の駆動を開始することができ、エンジン１１０の回転数Ｅが急激に落ちてしまうことを回避することができる。
【００４５】
このため、車両１００は、例えば、図４（ｃ）に示すように、エンジン１１０の回転数Ｅが増加傾向のタイミングＵに、補機１０の駆動を開始させることができ、エンジン１１０の出力軸１１１の回転数Ｅの増加を補機１０の駆動の負荷により相殺させて変動を平滑化させることができる。このため、車両１００は、図４（ｂ）に示すように、補機１０の駆動の負荷によって減速の程度を増大させて（急激に減速させて）、乗員が感じる大きなショックを引き起こしてしまうことなく、補機１０の駆動を開始させることができる。
【００４６】
このように、本実施形態のエンジンＥＣＵ１５０においては、エンジン１１０の回転数（回転速度）Ｅから車両１００の揺れを検出して、補機１０の駆動を開始するタイミングを調整するので、ロックアップクラッチのような特別な制御部品を増設することなく、また、エンジン１１０の回転数Ｅが急激に変化して乗員に伝わるショックとなってしまうことなく、補機１０の駆動を開始させることができる。
【００４７】
本実施形態の他の態様としては、本実施形態では燃料噴射の停止時を一例にして説明するが、これに限るものではない。例えば、加速時における燃料噴射と合わせて実行しても良い。
【００４８】
また、補機１０の駆動を開始するタイミングだけでなく、補機１０の駆動を停止してエンジン１１０から切り離すタイミングに適用してもよい。例えば、本実施形態とは逆にエンジン１１０の回転数Ｅの変化量Ｆが揺れ規定値よりも小さい（例：回転数の微分値が負である）タイミングに補機１０の駆動を停止してエンジン１１０から切り離すようにして、エンジン１１０の回転数Ｅが急上昇しないようにしても良い。
【００４９】
さらに、エンジン１１０の回転数Ｅだけでなく、無段変速機１３０の回転条件や駆動輪１０１の車輪速とエンジン１１０の回転数との関係から車両１００の揺れの方向や量を導出して、補機１０の駆動や停止のタイミングを調節するようにしても良い。
【００５０】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 補機
１１ 入力軸
２０ 動力伝達機構
５０ 補機ＥＣＵ
５１、１５１ メモリ
５５ タイマ
１００ 車両
１０１ 駆動輪
１１０ エンジン
１１１ 出力軸
１３０ 無段変速機
１５０ エンジンＥＣＵ（補機タイミング制御部）
１５３ 振動検出部
１５５ 補機ＯＮ判定部
１６１ クランク角検出部
１６２ エンジン回転数検出部
１６３ 変速機回転数検出部
１７１ 加速度センサ
２００ 統括ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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