車両用制御装置
【課題】エンジンにより駆動される発電機および空調装置用のコンプレッサーをそれぞれ適正に制御することにより、車両の減速時に乗員が覚える違和感を軽減しつつ、燃費性能を向上させる。
【解決手段】本発明の車両用制御装置は、発電機３の出力電圧を制御する電圧制御手段（２１）と、空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を制御する容量制御手段（２２）とを備える。上記電圧制御手段（２１）は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させて上記バッテリー４への充電を促進し、非減速時には上記発電機３の出力電圧を抑制するとともに、上記容量制御手段（２２）は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定する。
【解決手段】本発明の車両用制御装置は、発電機３の出力電圧を制御する電圧制御手段（２１）と、空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を制御する容量制御手段（２２）とを備える。上記電圧制御手段（２１）は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させて上記バッテリー４への充電を促進し、非減速時には上記発電機３の出力電圧を抑制するとともに、上記容量制御手段（２２）は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの駆動力により発電する発電機の出力電圧（発電電圧）を、車両の減速時に上昇させてバッテリーを集中的に充電することにより、バッテリーの容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることが行われている。
【０００３】
このような技術の一例として、例えば下記特許文献１に開示された発電制御システムが知られている。特に、この特許文献１では、発電機の出力電圧の上昇（それに伴う発電機の所要駆動トルクの増大）に起因して比較的大きな減速度が生じたとしても、それによって乗員が覚える違和感が小さいと予想されるときにのみ、発電機の出力電圧を上昇させることにより、乗員の違和感を軽減させるようにしている。
【０００４】
一方、多くの車両には空調装置（エアコン）が設けられるが、この空調装置用の冷媒を圧送するためのコンプレッサーも、上記発電機と同様、エンジンにより駆動される。このような車両においては、従来から、減速時に生じる減速エネルギーを無駄なく回収すること等を目的として、冷媒の吐出容量が可変な可変容量コンプレッサーを上記コンプレッサーとして設け、この可変容量コンプレッサーの吐出容量を、車両の減速時に増大設定することが行われている（例えば下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２５２９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３１０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１では、例えば運転者によりブレーキペダルが踏み込み操作されている（つまり運転者に車両を減速させる意図がはっきりと存在する）場合にのみ、発電機の出力電圧を上昇させてバッテリー充電を行うことにより、このような発電電圧の上昇に起因して想定以上の大きな減速度が生じても、乗員があまり違和感を覚えないように配慮している。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のように、発電機の出力電圧を上昇させる制御をブレーキペダルの踏み込み時にのみ行うようにしたとしても、例えばこれと同時に、空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を増大設定する上記特許文献２のような制御が行われた場合には、発電機およびコンプレッサーの所要駆動トルクがともに増大することで、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が発生し、乗員が違和感を覚えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンにより駆動される発電機および空調装置用のコンプレッサーをそれぞれ適正に制御することにより、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることが可能な車両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】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置であって、上記電圧制御手段は、車両の減速時に上記発電機の出力電圧を上昇させて上記バッテリーへの充電を促進し、非減速時には上記発電機の出力電圧を抑制するとともに、上記容量制御手段は、上記発電機の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサーの吐出容量を設定することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、車両の減速時に発電機の出力電圧を増大設定してバッテリーを集中的に充電することにより、車両減速時のエネルギーをバッテリーの充電に無駄なく利用することができ、バッテリーの容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることができる。しかも、上記出力電圧の上昇に伴い発電機の所要駆動トルクが増大したとしても、空調装置に対する冷房要求レベルが低い場合には、空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を基本吐出量よりも低く設定してその所要駆動トルクを低減するようにしたため、発電機およびコンプレッサーの所要駆動トルクが車両の減速時にともに増大してエンジンの回転速度が急低下するといったことがなく、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止することができる。
【００１０】
本発明の車両用制御装置は、さらに、車両に備わる特定の電装品が作動中か否かを判定する作動判定手段と、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動中であることが上記作動判定手段により判定されると、上記電装品による消費電力を減少させる制御を行う電気負荷調整手段とを備えることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサーの吐出容量を下げられない状況下で、作動中の特定の電装品を停止させてその分の電気負荷を削減することにより、コンプレッサーの吐出容量を十分に確保しつつ、発電機の所要駆動トルクを低減することができる。したがって、車両の減速時に発電機とコンプレッサーとの合計の所要駆動トルクが増大して過大な減速度が生じるのを効果的に防止することができ、冷房能力を高いレベルに維持しながら減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００１２】
上記電圧制御手段は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動していないことが上記作動判定手段により判定されると、上記発電機の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧よりも所定量低い値に設定することが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、特定の電装品を停止させることで発電機の所要駆動トルクを低減するという上記のような措置が採れない場合でも、発電機の出力電圧を相対的に下げることにより、コンプレッサーの吐出容量を確保して冷房能力を十分に維持しながら、減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００１４】
上記冷房要求レベルは、車室温度、外気温度、上記コンプレッサーの吐出側の冷媒圧力のうち少なくとも１つに基づいて判断されることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、どの程度の冷房能力が必要かを左右する各種状態量に基づいて冷房要求レベルを適正に判断することができ、その判断結果を利用して、コンプレッサー等に関する必要な制御を適正に実施できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の車両用制御装置によれば、エンジンにより駆動される発電機および空調装置用のコンプレッサーをそれぞれ適正に制御することにより、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置を概略的に示すブロック図である。本図において、１はエンジン、２はコンプレッサー、３は発電機である。コンプレッサー２および発電機３は、それぞれ、エンジン１のクランクシャフト１ａに巻き掛けられたベルト５を介してエンジン１と連動連結されており、エンジン１の運転時に上記クランクシャフト１ａが回転するのに伴い、上記コンプレッサー２および発電機３の各駆動軸２ａ，３ａが回転駆動されるようになっている。
【００１８】
上記コンプレッサー２は、車室内の空調を担う図外の空調装置用の冷媒を圧送する装置として設けられている。すなわち、このコンプレッサー２は、エンジン１の駆動力により駆動軸２ａが回転駆動されるのに伴い、エバポレータ８から上流側の冷媒配管７Ａを通じて流れてくる冷媒に圧力を加え、その冷媒を下流側の冷媒配管７Ｂを通じて図外のコンデンサー等に送り出すように構成されている。
【００１９】
また、上記コンプレッサー２は、内蔵された制御弁６の作動により冷媒の吐出容量が変化する可変容量コンプレッサーとして構成されている。具体的には、後述するコントローラ２０から制御弁６に送られるデューティ信号のデューティ比が、上記空調装置に対する冷房要求レベルに応じて増減されることにより、コンプレッサー２の吐出容量が適宜増減されるようになっている。
【００２０】
上記発電機３は、その駆動軸３ａとともに回転駆動される磁極を有しており、この磁極の回転により発電を行ういわゆる回転磁界型のオルタネーターとして構成されている。また、この発電機３は、そのフィールド電流（オルタネーター内の電磁石を磁化させる電流）が、後述するコントローラ２０の指令に基づき増減されることにより、発電量が可変制御されるようになっている。
【００２１】
上記発電機３には、蓄電装置としてのバッテリー４が接続されており、発電機３で発電された電力の一部が上記バッテリー４に蓄えられるようになっている。これら発電機３およびバッテリー４は、上記空調装置や、ランプ類（ヘッドライトやフォグランプ等）、オーディオ機器、およびエンジンの始動系・点火系の電気機器等からなる各種電装品と接続されており、これら電装品の作動電力が、上記発電機３により発電された電力、もしくはバッテリー４に蓄えられた電力によって賄われるようになっている。
【００２２】
すなわち、上記発電機３の発電量は、エンジン１の回転速度や上記フィールド電流の設定値により異なるが、この発電量が電装品のトータルの電気負荷量よりも多い場合には、発電機３のみが電源として働き、余った電力が充電電力としてバッテリー４に供給される。一方、発電機３の発電量が上記電装品の電気負荷量よりも少ない場合には、発電機３による発電のみでは電装品の作動電力が不足するため、この不足分の電力がバッテリー４からの放電により賄われることになる。
【００２３】
なお、図１には、車両に備わる電装品の一つを符号１０で示している。詳細は後述するが、この電装品１０は、作動中であっても一定の条件が成立すると強制停止される。このため、電装品１０と、上記発電機３およびバッテリー４とをつなぐ配線の途中には、ＯＮ／ＯＦＦ用のスイッチ１１が介設されている。以下では、このように一定の条件下で強制停止される電装品１０を、特定電装品１０と称する。この特定電装品１０としては、一時的に停止させても車両の安全性や商品性に大した影響を及ぼさないものが好適であり、例えば車体後部に設けられるリヤフォグランプがその好適例として挙げられる。
【００２４】
次に、車両用制御装置の制御系について説明する。車両には、従来周知のＣＰＵや各種メモリ等からなるコントローラ２０が設けられており、このコントローラ２０の指令に基づき、上記コンプレッサー２および発電機３等の動作が統括的に制御されるようになっている。
【００２５】
上記コントローラ２０には、車両の運転に関わる各種状態量を検出するセンサ類が電気的に接続されている。具体的に、コントローラ２０には、バッテリー４に対し入出力される電流の値（つまり充放電電流の値）を検出する電流センサ１２と、コンプレッサー２の吐出側の冷媒配管７Ｂ内を通る冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ１３と、自車両の走行速度を検出する車速センサ１４と、乗員により踏み込み操作される図外のアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１５と、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角度を検出するクランク角センサ１６と、車外の温度（外気温度）を検出する外気温センサ１７と、車室内の温度（車室温度）を検出する室温センサ１８とがそれぞれ接続されており、これら各種センサ類の検出値が電気信号として上記コントローラ２０に入力されるようになっている。
【００２６】
また、上記コントローラ２０は、その機能要素として、発電機制御部２１、コンプレッサー制御部２２、作動判定部２３、および電気負荷調整部２４を有している。
【００２７】
上記発電機制御部２１は、本発明にかかる電圧制御手段に相当し、車両の運転状態に応じて上記発電機３のフィールド電流を調節することにより、発電機３の出力電圧を増減設定するものである。より具体的に、この発電機制御部２１は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させてバッテリー４への充電を促進し、非減速時には発電機３の出力電圧を低下させてバッテリー４への充電を抑制するように構成されている。
【００２８】
上記コンプレッサー制御部２２は、本発明にかかる容量制御手段に相当し、空調装置に対する冷房要求レベル（つまり、車室内を目標温度に冷やすのに要求される冷房能力のレベル）の大小に応じて、上記コンプレッサー２からの冷媒の吐出容量を増減設定するものである。すなわち、このコンプレッサー制御部２２により設定されるコンプレッサー２の吐出容量は、基本的に、上記冷房要求レベルが高いほど大きい値に設定される。以下では、このように冷房要求レベルに比例して設定される吐出容量を、基本吐出容量と称する。なお、ここでいう「冷房要求レベルに比例して」とは、冷房要求レベルに線形的に比例する場合に限定される趣旨ではなく、冷房要求レベルに応じて段階的に吐出容量が設定される場合をも含む趣旨である。
【００２９】
このように、コンプレッサー制御部２２は、基本的に、冷房要求レベルに比例した基本吐出容量で冷媒が圧送されるようにコンプレッサー２を制御するが、一定の条件下では、この基本吐出容量よりも所定量低い値にコンプレッサー２の吐出容量を設定する。具体的に、上記コンプレッサー制御部２２は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、上記基本吐出量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定する。
【００３０】
上記作動判定部２３は、本発明にかかる作動判定手段に相当し、電装品の１つとしての上記特定電装品１０が作動しているか否かを、この特定電装品１０への供給電力の有無等に応じて判定するものである。
【００３１】
上記電気負荷調整部２４は、本発明にかかる電気負荷調整手段に相当し、一定の条件が成立すると上記スイッチ１１に開信号を出力して上記特定電装品１０への電力の供給を強制的に遮断することにより、この特定電装品１０による消費電力をゼロにして、発電機３およびバッテリー４に対するトータルの電気負荷を減少させるものである。具体的に、この電気負荷調整部２４は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記特定電装品１０が作動中であることが上記作動判定部２３により判定されると、上記スイッチ１１を遮断して特定電装品１０の作動を停止させるように構成されている。
【００３２】
次に、以上のように構成されたコントローラ２０により行われる制御動作の具体的内容を、図２および図３に示されるフローチャートに基づき説明する。図外のイグニッションスイッチがＯＮにされて図２のフローチャートがスタートすると、コントローラ２０は、まず、電流センサ１２、冷媒圧力センサ１３、車速センサ１４、アクセル開度センサ１５、クランク角センサ１６、外気温センサ１７、および室温センサ１８の各検出値に基づいて、バッテリー４の充放電電流Ｉｂ、コンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃ、自車両の走行速度Ｖｓ、アクセルペダルの開度θａ、エンジン回転速度Ｎｅ、外気温度Ｔａ、および車室温度Ｔｒをそれぞれ読み込む処理を実行する（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、コントローラ２０は、上記クランク角センサ１６の検出値に基づき読み込まれた上記エンジン回転速度Ｎｅが、あらかじめ定められた所定値Ｎｅ１（例えば６００ｒｐｍ程度）以上であるか否かを判定することにより、エンジン１が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２）。そして、ここでＹＥＳと判定されてエンジン１が始動したことが確認された場合に、バッテリーの初期容量が確定したか否かを示すバッテリー初期容量確定フラグＦ１が「１」であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３）。
【００３４】
上記ステップＳ３でＮＯと判定されてＦ１≠１（Ｆ１＝０）であることが確認された場合、すなわち、エンジン始動後まもないためにバッテリー４の初期容量が確定していないことが確認された場合、コントローラ２０は、発電機３のフィールド電流を増大させることにより、発電機３の出力電圧（発電電圧）を、バッテリー４の端子電圧（１２．５Ｖ）よりも大きい所定の高出力値（例えば１５Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ４）。これにより、発電機３からバッテリー４に対し多量の電流が直ちに流れ込み、バッテリー４が速やかに充電される。なお、ここで行われる出力電圧の設定処理は、上述したように、コントローラ２０の発電機制御部２１が担うことになる。このことは、後述するステップＳ２２，Ｓ２５，Ｓ２６でも同様である。
【００３５】
図４は、エンジン始動直後のバッテリー４の充放電電流Ｉｂの変化を示すグラフである。なお、充放電電流Ｉｂは、充電側がプラス、放電側がマイナスであるものとする。本図に示すように、エンジン１が始動すると、その直後のステップＳ４で急速充電が開始されることにより、バッテリー４には直ちに多量の電流が流れ込むが、時間経過に伴ってバッテリー４が満充電状態に近づくことで、電流値Ｉｂは徐々に減少していく。そして、ある程度の時間ｔ１が経過し、バッテリー４の充電率が例えば約９５％程度になった時点で、バッテリー４に充電される電流の値Ｉｂはある一定の値Ｉｂ１（＞０）に収束することになる。なお、電流値Ｉｂが上記所定値Ｉｂ１に収束する時間ｔ１は、充電を行う前のバッテリー４の残容量によって変化し、充電前のバッテリー４が満充電に近いほど上記時間ｔ１は短くなる。
【００３６】
上記ステップＳ４でバッテリー４への急速充電が開始された後、コントローラ２０は、次のステップＳ５に移行して、上記充放電電流Ｉｂが、図４に示した所定値Ｉｂ１以下まで低下したか否かを判定することにより、バッテリー４の充電状態が一定の充電レベルに収束したか否かを判定する。すなわち、充放電電流Ｉｂが所定値Ｉｂ１以下（Ｉｂ≦Ｉｂ１）になったときとは、上述したように、バッテリー４の充電状態が満充電に近いある一定の充電レベル（例えば充電率９５％程度）に収束したときであるから、このときのバッテリー４の容量を初期容量ＳＯＣｉとすると、上記のようにＩｂ≦Ｉｂ１になった時点をもって、バッテリー４の容量が上記初期容量ＳＯＣｉに収束したと判断することができる。
【００３７】
そして、コントローラ２０は、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてバッテリー４の容量が初期容量ＳＯＣｉに収束したことが確認された場合に、バッテリー初期容量確定フラグＦ１に「１」を入力し（ステップＳ６）、逆にＮＯと判定された場合には、バッテリー初期容量確定フラグＦ１に「０」を入力する（ステップＳ７）。
【００３８】
次に、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されて上記フラグＦ１＝１であることが確認された場合の制御動作、すなわち、バッテリー容量が一旦初期容量ＳＯＣｉに収束した後に行われる制御動作について説明する。この場合、コントローラ２０は、図３のステップＳ８に移行して、バッテリー４の残容量ＳＯＣを算出する処理を実行する。具体的に、コントローラ２０は、バッテリー容量が上記初期容量ＳＯＣｉに収束した時点（つまり図４に示した時点ｔ１）を基準に、バッテリー４の充放電電流Ｉｂを積算する等により、これまでのバッテリー４に対する充電量または放電量を算出し、これによって求まる現時点でのバッテリー容量を、バッテリー４の残容量ＳＯＣとして取得する。
【００３９】
このようしてバッテリー４の残容量ＳＯＣが求まると、コントローラ２０は、次のステップＳ９〜Ｓ１１での判定処理に移行して、車両が減速中であるか否かを判定する。具体的には、上記車速センサ１４により検出された自車両の速度Ｖｓがゼロより大きい（Ｖｓ＞０ｋｍ／ｓ）か否かを判定し（ステップＳ９）、ここでＹＥＳと判定されて自車両が停止していないことが確認されると、上記アクセル開度センサ１５により検出されたスロットル開度θａが全閉（０％）であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。さらに、このステップＳ１０でＹＥＳと判定されてアクセルペダルが全閉状態にあることが確認されると、エンジン回転速度Ｎｅがあらかじめ定められた所定値Ｎｅ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、このステップＳ１１での判定基準となる閾値Ｎｅ２は、例えば減速時に行われる燃料カット（エンジン１に供給される燃料をカットする制御）の実行領域の下限にあたる回転速度に設定され、アイドリング時の回転速度よりも若干高い値に設定される。
【００４０】
以上のステップＳ９〜Ｓ１１でいずれもＹＥＳと判定されると、コントローラ２０は、車両が減速中であると判断し（ステップＳ１２）、次のステップＳ１３〜Ｓ１６での判定処理に移行して、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベル以上であるか否かを判定する。
【００４１】
具体的に、このステップＳ１３〜Ｓ１６による判定処理では、まず、上記室温センサ１８により検出された車室温度Ｔｒと、例えば乗員が空調装置を操作する等により設定された目標温度との差が、あらかじめ定められた閾値α以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳと判定されてＴｒ−（目標温度）≧αであることが確認されると、上記外気温センサ１７により検出された外気温度Ｔａの上昇率が、あらかじめ定められた閾値β以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、外気温度Ｔａの上昇率は、例えば、外気温度Ｔａの今回の検出値と前回の検出値との偏差等に基づいて算出することができる。
【００４２】
そして、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されて外気温度Ｔａの上昇率≧βであることが確認されると、上記冷媒圧力センサ１３により検出されたコンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃが、あらかじめ定められた閾値γ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５）、ここでＹＥＳと判定されて冷媒圧力Ｐｃ≧γであることが確認されると、この冷媒圧力Ｐｃの上昇率があらかじめ定められた閾値ε以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。なお、冷媒圧力Ｐｃの上昇率は、例えば、冷媒圧力Ｐｃの今回の検出値と前回の検出値との偏差等に基づいて算出することができる。
【００４３】
以上のように、上記ステップＳ１３〜Ｓ１６では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、および冷媒圧力Ｐｃの各値もしくはその変化率等が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベル以上であるか否かが判定される。そして、これらステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳと判定された場合、コントローラ２０は、冷房要求レベルが所定レベル以上である判断し（ステップＳ１７）、次のステップＳ１８で、図１に示した特定電装品１０が作動しているか否かを判定する処理を実行する。なお、ここでの判定処理は、上述したように、コントローラ２０の作動判定部２３が担うことになる。
【００４４】
上記ステップＳ１８でＹＥＳと判定されて特定電装品１０が作動中であることが確認された場合、コントローラ２０は、上記特定電装品１０用のスイッチ１１を遮断することにより、特定電装品１０の作動を強制的に停止させてその消費電力をゼロにする処理を実行する（ステップＳ１９）。なお、このステップＳ１９での処理は、上述したように、コントローラ２０の電気負荷調整部２４が担うことになる。
【００４５】
このようにして特定電装品１０の作動が強制停止されると、コントローラ２０は、発電機３の出力電圧を、上記ステップＳ４で設定したのと同じ高出力値（１５Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ２２）。これにより、発電機３からバッテリー４に比較的多くの電力が供給され、バッテリー４への充電が促進される。
【００４６】
一方、上記ステップＳ１８でＮＯと判定されて特定電装品１０が作動していないことが確認された場合、コントローラ２０は、発電機３の出力電圧を、上記ステップＳ２２のときの出力電圧（１５Ｖ）よりも低くかつバッテリー４の端子電圧（１２．５Ｖ）よりも高い中程度の出力値（例えば１３Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ２５）。これにより、発電機３からバッテリー４への供給電力が上記ステップＳ２２のときよりも少なくなり、バッテリー４への充電がやや抑制される。
【００４７】
次に、冷房要求レベルを調べる上記ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理において全てＮＯと判定された場合の制御動作について説明する。この場合、コントローラ２０は、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断し（ステップＳ２０）、コンプレッサー２の吐出容量を、上述した基本吐出容量（つまり冷房要求レベルに比例して定まる基本的な吐出容量）よりも所定量小さい値に設定した上で（ステップＳ２１）、発電機３の出力電圧を１５Ｖ程度の高出力値に設定する処理を実行する（ステップＳ２２）。なお、上記ステップＳ２１で行われる吐出容量の低減処理は、上述したように、コントローラ２０のコンプレッサー制御部２２が担うことになる。
【００４８】
また、車両が減速中か否かを調べる上記ステップＳ９〜Ｓ１１のいずれかでＮＯと判定された場合、コントローラ２０は、車両は減速していないと判断し（ステップＳ２３）、次のステップＳ２４で、上記ステップＳ８で算出したバッテリー４の残容量ＳＯＣが、あらかじめ定められた下限値Ｃｍｉｎよりも小さいか否かを判定する処理を実行する。
【００４９】
そして、上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定されてバッテリー４の残容量ＳＯＣが下限値Ｃｍｉｎよりも小さいことが確認された場合、コントローラ２０は、次のステップＳ２５で、発電機３の出力電圧を１３Ｖ程度の中程度の出力値に設定し、バッテリー４に対しやや緩やかな充電を行う。一方、上記ステップＳ２３でＮＯと判定されてバッテリー４の残容量ＳＯＣが下限値Ｃｍｉｎ以上であることが確認された場合には、上記ステップＳ２５のときの出力電圧（１３Ｖ）よりもさらに低い電圧として、バッテリー４の端子電圧と略同じ１２．５Ｖ程度の低出力値に設定する（ステップＳ２６）。これにより、発電機３で発電された電力はバッテリー４の充電に用いられず、バッテリー４は基本的に放電状態になる。
【００５０】
以上説明したように、当実施形態の車両用制御装置は、エンジン１の駆動力により発電してバッテリー４に充電電力を供給する発電機３の出力電圧を制御する電圧制御手段としての発電機制御部２１と、エンジン１により駆動される空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を制御する容量制御手段としてのコンプレッサー制御部２２とを備える。そして、上記発電機制御部２１は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させて上記バッテリー４への充電を促進し、非減速時には上記発電機３の出力電圧を抑制するとともに、上記コンプレッサー制御部２２は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると（ステップＳ１３〜Ｓ１６でいずれもＮＯ）、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定するように構成されている（ステップＳ２１）。このような構成によれば、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることができる。
【００５１】
すなわち、上記実施形態では、車両の減速時に発電機３の出力電圧を増大設定してバッテリー４を集中的に充電することにより、車両減速時のエネルギーをバッテリー４の充電に無駄なく利用することができ、バッテリー４の容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることができる。しかも、上記出力電圧の上昇に伴い発電機３の所要駆動トルク（駆動軸３ａを回転させるのに必要なトルク）が増大したとしても、空調装置に対する冷房要求レベルが低い場合には、空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を基本吐出量よりも低く設定してその所要駆動トルク（駆動軸２ａを回転させるのに必要なトルク）を低減するようにしたため、発電機３およびコンプレッサー２の所要駆動トルクが車両の減速時にともに増大してエンジン１の回転速度が急低下するといったことがなく、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止することができる。
【００５２】
さらに、上記実施形態の車両用制御装置は、車両に備わる特定電装品１０が作動中か否かを判定する作動判定手段としての作動判定部２３と、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、上記特定電装品１０が作動中であることが上記作動判定部２３により判定されると、上記特定電装品１０の作動を停止させてその消費電力をゼロにする電気負荷調整手段としての電気負荷調整部２４とを備えているため、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサー２の吐出容量を下げられない場合でも、車両に過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止できるという利点がある。
【００５３】
すなわち、上記構成によれば、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサー２の吐出容量を下げられない状況下で、作動中の特定電装品１０を停止させてその分の電気負荷を削減することにより、コンプレッサー２の吐出容量を十分に確保しつつ、発電機３の所要駆動トルクを低減することができる。したがって、車両の減速時に発電機３とコンプレッサー２との合計の所要駆動トルクが増大して過大な減速度が生じるのを効果的に防止することができ、冷房能力を高いレベルに維持しながら減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００５４】
なお、上記実施形態では、特定電装品１０を停止させた後に発電機３の出力電圧を高出力値に設定しているが（ステップＳ１９→Ｓ２２）、このように発電機３の出力電圧を上げた場合でも、特定電装品１０での消費電力が減る分だけ発電機３からの出力電流が減少するため、これによって発電機３の所要駆動トルクを低減することが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、上記特定電装品１０が作動していないことが作動判定部２３により判定されると、上記発電機制御部２１が、上記発電機３の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧（ステップＳ２２での出力電圧）よりも所定量低い値に設定するように構成されているため（ステップＳ２５）、特定電装品１０を停止させることで発電機３の所要駆動トルクを低減するという上記のような措置が採れない場合でも、発電機３の出力電圧を相対的に下げることにより、コンプレッサー２の吐出容量を確保して冷房能力を十分に維持しながら、減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００５６】
また、上記実施形態では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、コンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃに基づいて上記冷房要求レベルを判断するようにしたため、どの程度の冷房能力が必要かを左右する各種状態量に基づいて冷房要求レベルを適正に判断することができ、その判断結果を利用して、コンプレッサー２等に関する必要な制御を適正に実施できるという利点がある。
【００５７】
なお、上記実施形態では、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、特定電装品１０が作動中であることが作動判定部２３により判定されると、スイッチ１１を遮断して上記特定電装品１０の作動を完全に停止させることにより（ステップＳ１９）、特定電装品１０での消費電力をゼロにして発電機３に対する電気負荷を減らすようにしたが、例えば特定電装品１０に供給される電力をデューティ制御等によって調整し、上記特定電装品１０での消費電力を所定量減らすことにより、発電機３に対する電気負荷の低減を図るようにしてもよい。もちろん、このようにすると電気負荷の削減効果は小さくなるが、供給電力が完全に遮断されないため、特定電装品１０の最低限の作動を確保しながら電気負荷を削減できるという利点がある。
【００５８】
また、上記実施形態では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、および冷媒圧力Ｐｃの各種パラメータに基づいて冷房要求レベルを判断するようにしたが、冷房要求レベルは、このうちの少なくとも１つ以上のパラメータを用いることで判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】上記車両用制御装置による制御動作の前半部分を示すフローチャートである。
【図３】上記車両用制御装置による制御動作の後半部分を示すフローチャートである。
【図４】エンジン始動直後の充放電電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ エンジン
２ コンプレッサー
３ 発電機
４ バッテリー
１０ 特定電装品（電装品）
２１ 発電機制御部（電圧制御手段）
２２ コンプレッサー制御部（容量制御手段）
２３ 作動判定部（作動判定手段）
２４ 電気負荷調整部（電気負荷調整手段）
Ｔａ 外気温度
Ｔｒ 車室温度
Ｐｃ 冷媒圧力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの駆動力により発電する発電機の出力電圧（発電電圧）を、車両の減速時に上昇させてバッテリーを集中的に充電することにより、バッテリーの容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることが行われている。
【０００３】
このような技術の一例として、例えば下記特許文献１に開示された発電制御システムが知られている。特に、この特許文献１では、発電機の出力電圧の上昇（それに伴う発電機の所要駆動トルクの増大）に起因して比較的大きな減速度が生じたとしても、それによって乗員が覚える違和感が小さいと予想されるときにのみ、発電機の出力電圧を上昇させることにより、乗員の違和感を軽減させるようにしている。
【０００４】
一方、多くの車両には空調装置（エアコン）が設けられるが、この空調装置用の冷媒を圧送するためのコンプレッサーも、上記発電機と同様、エンジンにより駆動される。このような車両においては、従来から、減速時に生じる減速エネルギーを無駄なく回収すること等を目的として、冷媒の吐出容量が可変な可変容量コンプレッサーを上記コンプレッサーとして設け、この可変容量コンプレッサーの吐出容量を、車両の減速時に増大設定することが行われている（例えば下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２５２９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３１０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１では、例えば運転者によりブレーキペダルが踏み込み操作されている（つまり運転者に車両を減速させる意図がはっきりと存在する）場合にのみ、発電機の出力電圧を上昇させてバッテリー充電を行うことにより、このような発電電圧の上昇に起因して想定以上の大きな減速度が生じても、乗員があまり違和感を覚えないように配慮している。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のように、発電機の出力電圧を上昇させる制御をブレーキペダルの踏み込み時にのみ行うようにしたとしても、例えばこれと同時に、空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を増大設定する上記特許文献２のような制御が行われた場合には、発電機およびコンプレッサーの所要駆動トルクがともに増大することで、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が発生し、乗員が違和感を覚えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンにより駆動される発電機および空調装置用のコンプレッサーをそれぞれ適正に制御することにより、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることが可能な車両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】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置であって、上記電圧制御手段は、車両の減速時に上記発電機の出力電圧を上昇させて上記バッテリーへの充電を促進し、非減速時には上記発電機の出力電圧を抑制するとともに、上記容量制御手段は、上記発電機の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサーの吐出容量を設定することを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、車両の減速時に発電機の出力電圧を増大設定してバッテリーを集中的に充電することにより、車両減速時のエネルギーをバッテリーの充電に無駄なく利用することができ、バッテリーの容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることができる。しかも、上記出力電圧の上昇に伴い発電機の所要駆動トルクが増大したとしても、空調装置に対する冷房要求レベルが低い場合には、空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を基本吐出量よりも低く設定してその所要駆動トルクを低減するようにしたため、発電機およびコンプレッサーの所要駆動トルクが車両の減速時にともに増大してエンジンの回転速度が急低下するといったことがなく、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止することができる。
【００１０】
本発明の車両用制御装置は、さらに、車両に備わる特定の電装品が作動中か否かを判定する作動判定手段と、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動中であることが上記作動判定手段により判定されると、上記電装品による消費電力を減少させる制御を行う電気負荷調整手段とを備えることが好ましい（請求項２）。
【００１１】
この構成によれば、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサーの吐出容量を下げられない状況下で、作動中の特定の電装品を停止させてその分の電気負荷を削減することにより、コンプレッサーの吐出容量を十分に確保しつつ、発電機の所要駆動トルクを低減することができる。したがって、車両の減速時に発電機とコンプレッサーとの合計の所要駆動トルクが増大して過大な減速度が生じるのを効果的に防止することができ、冷房能力を高いレベルに維持しながら減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００１２】
上記電圧制御手段は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動していないことが上記作動判定手段により判定されると、上記発電機の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧よりも所定量低い値に設定することが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、特定の電装品を停止させることで発電機の所要駆動トルクを低減するという上記のような措置が採れない場合でも、発電機の出力電圧を相対的に下げることにより、コンプレッサーの吐出容量を確保して冷房能力を十分に維持しながら、減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００１４】
上記冷房要求レベルは、車室温度、外気温度、上記コンプレッサーの吐出側の冷媒圧力のうち少なくとも１つに基づいて判断されることが好ましい（請求項４）。
【００１５】
この構成によれば、どの程度の冷房能力が必要かを左右する各種状態量に基づいて冷房要求レベルを適正に判断することができ、その判断結果を利用して、コンプレッサー等に関する必要な制御を適正に実施できるという利点がある。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の車両用制御装置によれば、エンジンにより駆動される発電機および空調装置用のコンプレッサーをそれぞれ適正に制御することにより、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置を概略的に示すブロック図である。本図において、１はエンジン、２はコンプレッサー、３は発電機である。コンプレッサー２および発電機３は、それぞれ、エンジン１のクランクシャフト１ａに巻き掛けられたベルト５を介してエンジン１と連動連結されており、エンジン１の運転時に上記クランクシャフト１ａが回転するのに伴い、上記コンプレッサー２および発電機３の各駆動軸２ａ，３ａが回転駆動されるようになっている。
【００１８】
上記コンプレッサー２は、車室内の空調を担う図外の空調装置用の冷媒を圧送する装置として設けられている。すなわち、このコンプレッサー２は、エンジン１の駆動力により駆動軸２ａが回転駆動されるのに伴い、エバポレータ８から上流側の冷媒配管７Ａを通じて流れてくる冷媒に圧力を加え、その冷媒を下流側の冷媒配管７Ｂを通じて図外のコンデンサー等に送り出すように構成されている。
【００１９】
また、上記コンプレッサー２は、内蔵された制御弁６の作動により冷媒の吐出容量が変化する可変容量コンプレッサーとして構成されている。具体的には、後述するコントローラ２０から制御弁６に送られるデューティ信号のデューティ比が、上記空調装置に対する冷房要求レベルに応じて増減されることにより、コンプレッサー２の吐出容量が適宜増減されるようになっている。
【００２０】
上記発電機３は、その駆動軸３ａとともに回転駆動される磁極を有しており、この磁極の回転により発電を行ういわゆる回転磁界型のオルタネーターとして構成されている。また、この発電機３は、そのフィールド電流（オルタネーター内の電磁石を磁化させる電流）が、後述するコントローラ２０の指令に基づき増減されることにより、発電量が可変制御されるようになっている。
【００２１】
上記発電機３には、蓄電装置としてのバッテリー４が接続されており、発電機３で発電された電力の一部が上記バッテリー４に蓄えられるようになっている。これら発電機３およびバッテリー４は、上記空調装置や、ランプ類（ヘッドライトやフォグランプ等）、オーディオ機器、およびエンジンの始動系・点火系の電気機器等からなる各種電装品と接続されており、これら電装品の作動電力が、上記発電機３により発電された電力、もしくはバッテリー４に蓄えられた電力によって賄われるようになっている。
【００２２】
すなわち、上記発電機３の発電量は、エンジン１の回転速度や上記フィールド電流の設定値により異なるが、この発電量が電装品のトータルの電気負荷量よりも多い場合には、発電機３のみが電源として働き、余った電力が充電電力としてバッテリー４に供給される。一方、発電機３の発電量が上記電装品の電気負荷量よりも少ない場合には、発電機３による発電のみでは電装品の作動電力が不足するため、この不足分の電力がバッテリー４からの放電により賄われることになる。
【００２３】
なお、図１には、車両に備わる電装品の一つを符号１０で示している。詳細は後述するが、この電装品１０は、作動中であっても一定の条件が成立すると強制停止される。このため、電装品１０と、上記発電機３およびバッテリー４とをつなぐ配線の途中には、ＯＮ／ＯＦＦ用のスイッチ１１が介設されている。以下では、このように一定の条件下で強制停止される電装品１０を、特定電装品１０と称する。この特定電装品１０としては、一時的に停止させても車両の安全性や商品性に大した影響を及ぼさないものが好適であり、例えば車体後部に設けられるリヤフォグランプがその好適例として挙げられる。
【００２４】
次に、車両用制御装置の制御系について説明する。車両には、従来周知のＣＰＵや各種メモリ等からなるコントローラ２０が設けられており、このコントローラ２０の指令に基づき、上記コンプレッサー２および発電機３等の動作が統括的に制御されるようになっている。
【００２５】
上記コントローラ２０には、車両の運転に関わる各種状態量を検出するセンサ類が電気的に接続されている。具体的に、コントローラ２０には、バッテリー４に対し入出力される電流の値（つまり充放電電流の値）を検出する電流センサ１２と、コンプレッサー２の吐出側の冷媒配管７Ｂ内を通る冷媒の圧力を検出する冷媒圧力センサ１３と、自車両の走行速度を検出する車速センサ１４と、乗員により踏み込み操作される図外のアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１５と、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角度を検出するクランク角センサ１６と、車外の温度（外気温度）を検出する外気温センサ１７と、車室内の温度（車室温度）を検出する室温センサ１８とがそれぞれ接続されており、これら各種センサ類の検出値が電気信号として上記コントローラ２０に入力されるようになっている。
【００２６】
また、上記コントローラ２０は、その機能要素として、発電機制御部２１、コンプレッサー制御部２２、作動判定部２３、および電気負荷調整部２４を有している。
【００２７】
上記発電機制御部２１は、本発明にかかる電圧制御手段に相当し、車両の運転状態に応じて上記発電機３のフィールド電流を調節することにより、発電機３の出力電圧を増減設定するものである。より具体的に、この発電機制御部２１は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させてバッテリー４への充電を促進し、非減速時には発電機３の出力電圧を低下させてバッテリー４への充電を抑制するように構成されている。
【００２８】
上記コンプレッサー制御部２２は、本発明にかかる容量制御手段に相当し、空調装置に対する冷房要求レベル（つまり、車室内を目標温度に冷やすのに要求される冷房能力のレベル）の大小に応じて、上記コンプレッサー２からの冷媒の吐出容量を増減設定するものである。すなわち、このコンプレッサー制御部２２により設定されるコンプレッサー２の吐出容量は、基本的に、上記冷房要求レベルが高いほど大きい値に設定される。以下では、このように冷房要求レベルに比例して設定される吐出容量を、基本吐出容量と称する。なお、ここでいう「冷房要求レベルに比例して」とは、冷房要求レベルに線形的に比例する場合に限定される趣旨ではなく、冷房要求レベルに応じて段階的に吐出容量が設定される場合をも含む趣旨である。
【００２９】
このように、コンプレッサー制御部２２は、基本的に、冷房要求レベルに比例した基本吐出容量で冷媒が圧送されるようにコンプレッサー２を制御するが、一定の条件下では、この基本吐出容量よりも所定量低い値にコンプレッサー２の吐出容量を設定する。具体的に、上記コンプレッサー制御部２２は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、上記基本吐出量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定する。
【００３０】
上記作動判定部２３は、本発明にかかる作動判定手段に相当し、電装品の１つとしての上記特定電装品１０が作動しているか否かを、この特定電装品１０への供給電力の有無等に応じて判定するものである。
【００３１】
上記電気負荷調整部２４は、本発明にかかる電気負荷調整手段に相当し、一定の条件が成立すると上記スイッチ１１に開信号を出力して上記特定電装品１０への電力の供給を強制的に遮断することにより、この特定電装品１０による消費電力をゼロにして、発電機３およびバッテリー４に対するトータルの電気負荷を減少させるものである。具体的に、この電気負荷調整部２４は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記特定電装品１０が作動中であることが上記作動判定部２３により判定されると、上記スイッチ１１を遮断して特定電装品１０の作動を停止させるように構成されている。
【００３２】
次に、以上のように構成されたコントローラ２０により行われる制御動作の具体的内容を、図２および図３に示されるフローチャートに基づき説明する。図外のイグニッションスイッチがＯＮにされて図２のフローチャートがスタートすると、コントローラ２０は、まず、電流センサ１２、冷媒圧力センサ１３、車速センサ１４、アクセル開度センサ１５、クランク角センサ１６、外気温センサ１７、および室温センサ１８の各検出値に基づいて、バッテリー４の充放電電流Ｉｂ、コンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃ、自車両の走行速度Ｖｓ、アクセルペダルの開度θａ、エンジン回転速度Ｎｅ、外気温度Ｔａ、および車室温度Ｔｒをそれぞれ読み込む処理を実行する（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、コントローラ２０は、上記クランク角センサ１６の検出値に基づき読み込まれた上記エンジン回転速度Ｎｅが、あらかじめ定められた所定値Ｎｅ１（例えば６００ｒｐｍ程度）以上であるか否かを判定することにより、エンジン１が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２）。そして、ここでＹＥＳと判定されてエンジン１が始動したことが確認された場合に、バッテリーの初期容量が確定したか否かを示すバッテリー初期容量確定フラグＦ１が「１」であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ３）。
【００３４】
上記ステップＳ３でＮＯと判定されてＦ１≠１（Ｆ１＝０）であることが確認された場合、すなわち、エンジン始動後まもないためにバッテリー４の初期容量が確定していないことが確認された場合、コントローラ２０は、発電機３のフィールド電流を増大させることにより、発電機３の出力電圧（発電電圧）を、バッテリー４の端子電圧（１２．５Ｖ）よりも大きい所定の高出力値（例えば１５Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ４）。これにより、発電機３からバッテリー４に対し多量の電流が直ちに流れ込み、バッテリー４が速やかに充電される。なお、ここで行われる出力電圧の設定処理は、上述したように、コントローラ２０の発電機制御部２１が担うことになる。このことは、後述するステップＳ２２，Ｓ２５，Ｓ２６でも同様である。
【００３５】
図４は、エンジン始動直後のバッテリー４の充放電電流Ｉｂの変化を示すグラフである。なお、充放電電流Ｉｂは、充電側がプラス、放電側がマイナスであるものとする。本図に示すように、エンジン１が始動すると、その直後のステップＳ４で急速充電が開始されることにより、バッテリー４には直ちに多量の電流が流れ込むが、時間経過に伴ってバッテリー４が満充電状態に近づくことで、電流値Ｉｂは徐々に減少していく。そして、ある程度の時間ｔ１が経過し、バッテリー４の充電率が例えば約９５％程度になった時点で、バッテリー４に充電される電流の値Ｉｂはある一定の値Ｉｂ１（＞０）に収束することになる。なお、電流値Ｉｂが上記所定値Ｉｂ１に収束する時間ｔ１は、充電を行う前のバッテリー４の残容量によって変化し、充電前のバッテリー４が満充電に近いほど上記時間ｔ１は短くなる。
【００３６】
上記ステップＳ４でバッテリー４への急速充電が開始された後、コントローラ２０は、次のステップＳ５に移行して、上記充放電電流Ｉｂが、図４に示した所定値Ｉｂ１以下まで低下したか否かを判定することにより、バッテリー４の充電状態が一定の充電レベルに収束したか否かを判定する。すなわち、充放電電流Ｉｂが所定値Ｉｂ１以下（Ｉｂ≦Ｉｂ１）になったときとは、上述したように、バッテリー４の充電状態が満充電に近いある一定の充電レベル（例えば充電率９５％程度）に収束したときであるから、このときのバッテリー４の容量を初期容量ＳＯＣｉとすると、上記のようにＩｂ≦Ｉｂ１になった時点をもって、バッテリー４の容量が上記初期容量ＳＯＣｉに収束したと判断することができる。
【００３７】
そして、コントローラ２０は、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてバッテリー４の容量が初期容量ＳＯＣｉに収束したことが確認された場合に、バッテリー初期容量確定フラグＦ１に「１」を入力し（ステップＳ６）、逆にＮＯと判定された場合には、バッテリー初期容量確定フラグＦ１に「０」を入力する（ステップＳ７）。
【００３８】
次に、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定されて上記フラグＦ１＝１であることが確認された場合の制御動作、すなわち、バッテリー容量が一旦初期容量ＳＯＣｉに収束した後に行われる制御動作について説明する。この場合、コントローラ２０は、図３のステップＳ８に移行して、バッテリー４の残容量ＳＯＣを算出する処理を実行する。具体的に、コントローラ２０は、バッテリー容量が上記初期容量ＳＯＣｉに収束した時点（つまり図４に示した時点ｔ１）を基準に、バッテリー４の充放電電流Ｉｂを積算する等により、これまでのバッテリー４に対する充電量または放電量を算出し、これによって求まる現時点でのバッテリー容量を、バッテリー４の残容量ＳＯＣとして取得する。
【００３９】
このようしてバッテリー４の残容量ＳＯＣが求まると、コントローラ２０は、次のステップＳ９〜Ｓ１１での判定処理に移行して、車両が減速中であるか否かを判定する。具体的には、上記車速センサ１４により検出された自車両の速度Ｖｓがゼロより大きい（Ｖｓ＞０ｋｍ／ｓ）か否かを判定し（ステップＳ９）、ここでＹＥＳと判定されて自車両が停止していないことが確認されると、上記アクセル開度センサ１５により検出されたスロットル開度θａが全閉（０％）であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。さらに、このステップＳ１０でＹＥＳと判定されてアクセルペダルが全閉状態にあることが確認されると、エンジン回転速度Ｎｅがあらかじめ定められた所定値Ｎｅ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、このステップＳ１１での判定基準となる閾値Ｎｅ２は、例えば減速時に行われる燃料カット（エンジン１に供給される燃料をカットする制御）の実行領域の下限にあたる回転速度に設定され、アイドリング時の回転速度よりも若干高い値に設定される。
【００４０】
以上のステップＳ９〜Ｓ１１でいずれもＹＥＳと判定されると、コントローラ２０は、車両が減速中であると判断し（ステップＳ１２）、次のステップＳ１３〜Ｓ１６での判定処理に移行して、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベル以上であるか否かを判定する。
【００４１】
具体的に、このステップＳ１３〜Ｓ１６による判定処理では、まず、上記室温センサ１８により検出された車室温度Ｔｒと、例えば乗員が空調装置を操作する等により設定された目標温度との差が、あらかじめ定められた閾値α以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳと判定されてＴｒ−（目標温度）≧αであることが確認されると、上記外気温センサ１７により検出された外気温度Ｔａの上昇率が、あらかじめ定められた閾値β以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、外気温度Ｔａの上昇率は、例えば、外気温度Ｔａの今回の検出値と前回の検出値との偏差等に基づいて算出することができる。
【００４２】
そして、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されて外気温度Ｔａの上昇率≧βであることが確認されると、上記冷媒圧力センサ１３により検出されたコンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃが、あらかじめ定められた閾値γ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５）、ここでＹＥＳと判定されて冷媒圧力Ｐｃ≧γであることが確認されると、この冷媒圧力Ｐｃの上昇率があらかじめ定められた閾値ε以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。なお、冷媒圧力Ｐｃの上昇率は、例えば、冷媒圧力Ｐｃの今回の検出値と前回の検出値との偏差等に基づいて算出することができる。
【００４３】
以上のように、上記ステップＳ１３〜Ｓ１６では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、および冷媒圧力Ｐｃの各値もしくはその変化率等が所定の閾値以上であるか否かに基づいて、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベル以上であるか否かが判定される。そして、これらステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳと判定された場合、コントローラ２０は、冷房要求レベルが所定レベル以上である判断し（ステップＳ１７）、次のステップＳ１８で、図１に示した特定電装品１０が作動しているか否かを判定する処理を実行する。なお、ここでの判定処理は、上述したように、コントローラ２０の作動判定部２３が担うことになる。
【００４４】
上記ステップＳ１８でＹＥＳと判定されて特定電装品１０が作動中であることが確認された場合、コントローラ２０は、上記特定電装品１０用のスイッチ１１を遮断することにより、特定電装品１０の作動を強制的に停止させてその消費電力をゼロにする処理を実行する（ステップＳ１９）。なお、このステップＳ１９での処理は、上述したように、コントローラ２０の電気負荷調整部２４が担うことになる。
【００４５】
このようにして特定電装品１０の作動が強制停止されると、コントローラ２０は、発電機３の出力電圧を、上記ステップＳ４で設定したのと同じ高出力値（１５Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ２２）。これにより、発電機３からバッテリー４に比較的多くの電力が供給され、バッテリー４への充電が促進される。
【００４６】
一方、上記ステップＳ１８でＮＯと判定されて特定電装品１０が作動していないことが確認された場合、コントローラ２０は、発電機３の出力電圧を、上記ステップＳ２２のときの出力電圧（１５Ｖ）よりも低くかつバッテリー４の端子電圧（１２．５Ｖ）よりも高い中程度の出力値（例えば１３Ｖ程度）に設定する処理を実行する（ステップＳ２５）。これにより、発電機３からバッテリー４への供給電力が上記ステップＳ２２のときよりも少なくなり、バッテリー４への充電がやや抑制される。
【００４７】
次に、冷房要求レベルを調べる上記ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理において全てＮＯと判定された場合の制御動作について説明する。この場合、コントローラ２０は、空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断し（ステップＳ２０）、コンプレッサー２の吐出容量を、上述した基本吐出容量（つまり冷房要求レベルに比例して定まる基本的な吐出容量）よりも所定量小さい値に設定した上で（ステップＳ２１）、発電機３の出力電圧を１５Ｖ程度の高出力値に設定する処理を実行する（ステップＳ２２）。なお、上記ステップＳ２１で行われる吐出容量の低減処理は、上述したように、コントローラ２０のコンプレッサー制御部２２が担うことになる。
【００４８】
また、車両が減速中か否かを調べる上記ステップＳ９〜Ｓ１１のいずれかでＮＯと判定された場合、コントローラ２０は、車両は減速していないと判断し（ステップＳ２３）、次のステップＳ２４で、上記ステップＳ８で算出したバッテリー４の残容量ＳＯＣが、あらかじめ定められた下限値Ｃｍｉｎよりも小さいか否かを判定する処理を実行する。
【００４９】
そして、上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定されてバッテリー４の残容量ＳＯＣが下限値Ｃｍｉｎよりも小さいことが確認された場合、コントローラ２０は、次のステップＳ２５で、発電機３の出力電圧を１３Ｖ程度の中程度の出力値に設定し、バッテリー４に対しやや緩やかな充電を行う。一方、上記ステップＳ２３でＮＯと判定されてバッテリー４の残容量ＳＯＣが下限値Ｃｍｉｎ以上であることが確認された場合には、上記ステップＳ２５のときの出力電圧（１３Ｖ）よりもさらに低い電圧として、バッテリー４の端子電圧と略同じ１２．５Ｖ程度の低出力値に設定する（ステップＳ２６）。これにより、発電機３で発電された電力はバッテリー４の充電に用いられず、バッテリー４は基本的に放電状態になる。
【００５０】
以上説明したように、当実施形態の車両用制御装置は、エンジン１の駆動力により発電してバッテリー４に充電電力を供給する発電機３の出力電圧を制御する電圧制御手段としての発電機制御部２１と、エンジン１により駆動される空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を制御する容量制御手段としてのコンプレッサー制御部２２とを備える。そして、上記発電機制御部２１は、車両の減速時に上記発電機３の出力電圧を上昇させて上記バッテリー４への充電を促進し、非減速時には上記発電機３の出力電圧を抑制するとともに、上記コンプレッサー制御部２２は、上記発電機３の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると（ステップＳ１３〜Ｓ１６でいずれもＮＯ）、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサー２の吐出容量を設定するように構成されている（ステップＳ２１）。このような構成によれば、車両の減速時に乗員が覚える違和感をより軽減しつつ、燃費性能を効果的に向上させることができる。
【００５１】
すなわち、上記実施形態では、車両の減速時に発電機３の出力電圧を増大設定してバッテリー４を集中的に充電することにより、車両減速時のエネルギーをバッテリー４の充電に無駄なく利用することができ、バッテリー４の容量低下を防止しつつ燃費性能の向上を図ることができる。しかも、上記出力電圧の上昇に伴い発電機３の所要駆動トルク（駆動軸３ａを回転させるのに必要なトルク）が増大したとしても、空調装置に対する冷房要求レベルが低い場合には、空調装置用のコンプレッサー２の吐出容量を基本吐出量よりも低く設定してその所要駆動トルク（駆動軸２ａを回転させるのに必要なトルク）を低減するようにしたため、発電機３およびコンプレッサー２の所要駆動トルクが車両の減速時にともに増大してエンジン１の回転速度が急低下するといったことがなく、乗員の想定レベルを超えた過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止することができる。
【００５２】
さらに、上記実施形態の車両用制御装置は、車両に備わる特定電装品１０が作動中か否かを判定する作動判定手段としての作動判定部２３と、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、上記特定電装品１０が作動中であることが上記作動判定部２３により判定されると、上記特定電装品１０の作動を停止させてその消費電力をゼロにする電気負荷調整手段としての電気負荷調整部２４とを備えているため、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサー２の吐出容量を下げられない場合でも、車両に過大な減速度が生じて乗員が違和感を覚えるのを効果的に防止できるという利点がある。
【００５３】
すなわち、上記構成によれば、冷房要求レベルが高いためにコンプレッサー２の吐出容量を下げられない状況下で、作動中の特定電装品１０を停止させてその分の電気負荷を削減することにより、コンプレッサー２の吐出容量を十分に確保しつつ、発電機３の所要駆動トルクを低減することができる。したがって、車両の減速時に発電機３とコンプレッサー２との合計の所要駆動トルクが増大して過大な減速度が生じるのを効果的に防止することができ、冷房能力を高いレベルに維持しながら減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００５４】
なお、上記実施形態では、特定電装品１０を停止させた後に発電機３の出力電圧を高出力値に設定しているが（ステップＳ１９→Ｓ２２）、このように発電機３の出力電圧を上げた場合でも、特定電装品１０での消費電力が減る分だけ発電機３からの出力電流が減少するため、これによって発電機３の所要駆動トルクを低減することが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、上記特定電装品１０が作動していないことが作動判定部２３により判定されると、上記発電機制御部２１が、上記発電機３の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧（ステップＳ２２での出力電圧）よりも所定量低い値に設定するように構成されているため（ステップＳ２５）、特定電装品１０を停止させることで発電機３の所要駆動トルクを低減するという上記のような措置が採れない場合でも、発電機３の出力電圧を相対的に下げることにより、コンプレッサー２の吐出容量を確保して冷房能力を十分に維持しながら、減速時の乗員の違和感を効果的に軽減できるという利点がある。
【００５６】
また、上記実施形態では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、コンプレッサー２の吐出側の冷媒圧力Ｐｃに基づいて上記冷房要求レベルを判断するようにしたため、どの程度の冷房能力が必要かを左右する各種状態量に基づいて冷房要求レベルを適正に判断することができ、その判断結果を利用して、コンプレッサー２等に関する必要な制御を適正に実施できるという利点がある。
【００５７】
なお、上記実施形態では、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるとき（ステップＳ１３〜Ｓ１６のいずれかでＹＥＳのとき）に、特定電装品１０が作動中であることが作動判定部２３により判定されると、スイッチ１１を遮断して上記特定電装品１０の作動を完全に停止させることにより（ステップＳ１９）、特定電装品１０での消費電力をゼロにして発電機３に対する電気負荷を減らすようにしたが、例えば特定電装品１０に供給される電力をデューティ制御等によって調整し、上記特定電装品１０での消費電力を所定量減らすことにより、発電機３に対する電気負荷の低減を図るようにしてもよい。もちろん、このようにすると電気負荷の削減効果は小さくなるが、供給電力が完全に遮断されないため、特定電装品１０の最低限の作動を確保しながら電気負荷を削減できるという利点がある。
【００５８】
また、上記実施形態では、車室温度Ｔｒ、外気温度Ｔａ、および冷媒圧力Ｐｃの各種パラメータに基づいて冷房要求レベルを判断するようにしたが、冷房要求レベルは、このうちの少なくとも１つ以上のパラメータを用いることで判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】上記車両用制御装置による制御動作の前半部分を示すフローチャートである。
【図３】上記車両用制御装置による制御動作の後半部分を示すフローチャートである。
【図４】エンジン始動直後の充放電電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１ エンジン
２ コンプレッサー
３ 発電機
４ バッテリー
１０ 特定電装品（電装品）
２１ 発電機制御部（電圧制御手段）
２２ コンプレッサー制御部（容量制御手段）
２３ 作動判定部（作動判定手段）
２４ 電気負荷調整部（電気負荷調整手段）
Ｔａ 外気温度
Ｔｒ 車室温度
Ｐｃ 冷媒圧力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置であって、
上記電圧制御手段は、車両の減速時に上記発電機の出力電圧を上昇させて上記バッテリーへの充電を促進し、非減速時には上記発電機の出力電圧を抑制するとともに、
上記容量制御手段は、上記発電機の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサーの吐出容量を設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用制御装置において、
車両に備わる特定の電装品が作動中か否かを判定する作動判定手段と、
車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動中であることが上記作動判定手段により判定されると、上記電装品による消費電力を減少させる制御を行う電気負荷調整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３】
請求項２記載の車両用制御装置において、
上記電圧制御手段は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動していないことが上記作動判定手段により判定されると、上記発電機の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧よりも所定量低い値に設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
上記冷房要求レベルは、車室温度、外気温度、上記コンプレッサーの吐出側の冷媒圧力のうち少なくとも１つに基づいて判断されることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項１】
エンジンの駆動力により発電してバッテリーに充電電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、エンジンにより駆動される空調装置用のコンプレッサーの吐出容量を制御する容量制御手段とを備えた車両用制御装置であって、
上記電圧制御手段は、車両の減速時に上記発電機の出力電圧を上昇させて上記バッテリーへの充電を促進し、非減速時には上記発電機の出力電圧を抑制するとともに、
上記容量制御手段は、上記発電機の出力電圧が増大設定される車両の減速時に、上記空調装置に対する冷房要求レベルが所定レベルよりも低いと判断されると、冷房要求レベルに応じて定められる基本吐出容量よりも所定量低い値に上記コンプレッサーの吐出容量を設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用制御装置において、
車両に備わる特定の電装品が作動中か否かを判定する作動判定手段と、
車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動中であることが上記作動判定手段により判定されると、上記電装品による消費電力を減少させる制御を行う電気負荷調整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３】
請求項２記載の車両用制御装置において、
上記電圧制御手段は、車両が減速中でかつ冷房要求レベルが所定レベル以上であるときに、上記電装品が作動していないことが上記作動判定手段により判定されると、上記発電機の出力電圧を、上記冷房要求レベルが所定レベルよりも低いときに設定される出力電圧よりも所定量低い値に設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
上記冷房要求レベルは、車室温度、外気温度、上記コンプレッサーの吐出側の冷媒圧力のうち少なくとも１つに基づいて判断されることを特徴とする車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３０４９４（Ｐ２０１０−３０４９４Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９６２２８（Ｐ２００８−１９６２２８）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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