説明

車両用制御装置

【課題】オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量の少ない動作点(最適動作点)へとエンジン10の現在の動作点を自動変速装置18の変速比の操作によって移行させる場合、オルタネータ26等の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量が増大するおそれがあること。
【解決手段】エンジン回転速度、オルタネータトルク及びコンプレッサトルクのそれぞれを互いに相違する複数の値に仮設定しつつ想定電費及び想定熱費を算出する。そして、想定電費及び想定熱費が許容上限値以下となること等を条件として、最適動作点でエンジン10を運転させるためのオルタネータトルク、コンプレッサトルク及びエンジン回転速度の目標値を算出する。そして、算出された目標値に基づく通電信号をオルタネータ26、コンプレッサ30及び変速制御用ECU52に同時に出力する処理を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関の動力により駆動されて且つ電子制御可能な車載補機と、前記内燃機関の出力軸の回転動力を駆動輪に伝達させる自動変速装置と、前記車載補機が単位エネルギを生成する上で消費される燃料量である補機燃料消費量を算出する補機燃料消費量算出手段とを備える車両に適用される車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の制御装置としては、下記特許文献1、2に見られるように、内燃機関の動力により駆動されて冷媒を圧縮する空調制御用の圧縮機や上記動力により駆動されて発電する発電機等の車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制するためのものが知られている。詳しくは、下記特許文献1には、圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量(想定熱費)が所定の閾値以下となる場合に、圧縮機を駆動させる技術が開示されている。また、下記特許文献2には、発電機の発電量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量(想定電費)が所定の閾値以下となる場合に、発電機を駆動させる技術が開示されている。これら技術によれば、内燃機関の燃料消費率が極力少ない動作点(内燃機関の発生トルク及び機関回転速度によって規定される内燃機関の運転状態)で内燃機関を運転させつつ圧縮機や発電機を駆動させることができ、圧縮機や発電機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制することが可能となる。
【0003】
また、上記制御装置の中には、下記特許文献3に見られるように、発電機を含む複数の車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制する技術も知られている。詳しくは、内燃機関の熱効率に所定の重み付けをした値及び上記熱効率と発電機の発電効率との乗算値に所定の重み付けをした値等の加算値が最大となる動作点で内燃機関を運転させつつ発電機等を駆動させるべく、内燃機関の現在の動作点が上記最大となる動作点からずれる場合、自動変速装置の変速比を操作することで、現在の機関回転速度を上記最大となる動作点に対応する機関回転速度に制御する。これにより、発電機等の複数の車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−012721号公報
【特許文献2】特開2006−340513号公報
【特許文献3】特表2002−502337号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記特許文献3に記載された技術によれば、内燃機関の現在の動作点と上記最大となる動作点とのずれが検出されてから自動変速装置の変速比の操作が開始されること等に起因して、内燃機関の現在の動作点が上記最大となる動作点へと移行するまでの期間が長くなったり、現在の動作点が発電機等の車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量が多い動作点を経由して上記最大となる動作点に移行したりすることがある。この場合、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量が増大するおそれがある。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を好適に抑制することのできる車両用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】
【0007】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【0008】
請求項1記載の発明は、内燃機関の動力により駆動されて且つ電子制御可能な車載補機と、前記内燃機関の出力軸の回転動力を駆動輪に伝達させる自動変速装置と、前記車載補機が単位エネルギを生成する上で消費される燃料量である補機燃料消費量を算出する補機燃料消費量算出手段とを備える車両に適用され、前記補機燃料消費量算出手段は、前記自動変速装置の出力軸の回転速度を現在の回転速度に保持しつつ該自動変速装置の変速比の操作によって実現可能な複数の値に前記内燃機関の出力軸の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて、前記車載補機の駆動トルクを仮設定した場合の前記補機燃料消費量を算出するものであり、前記補機燃料消費量の許容上限値を設定する許容上限値設定手段と、前記算出された複数の補機燃料消費量のうち、前記設定された許容上限値以下となるものに対応する前記車載補機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、目標駆動トルク及び目標回転速度のそれぞれとして設定する目標値設定手段と、前記車載補機の駆動トルクを前記設定された目標駆動トルクに制御すべく該車載補機を操作し、前記内燃機関の出力軸の回転速度が前記設定された目標回転速度となるように前記自動変速装置の変速比を操作する操作手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
上記発明では、内燃機関の出力軸の回転速度(機関回転速度)を上記態様にて複数の値に仮設定した場合のそれぞれについて、車載補機の駆動トルクを仮設定した場合の補機燃料消費量を算出する。そして、算出された複数の補機燃料消費量のうち、上記許容上限値以下となるものに対応する車載補機の駆動トルク及び機関回転速度のそれぞれを、車載補機の目標駆動トルク及び機関回転速度の目標値(目標回転速度)のそれぞれとして算出する。このため、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大量が少ない動作点で内燃機関を運転させるための適切な目標回転速度を算出することができる。そして、上記操作手段によって車載補機及び自動変速装置の変速比を操作することで、内燃機関の現在の動作点を上記少ない動作点へと速やかに移行させることができる。これにより、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を好適に抑制することができる。しかも、自動変速装置の出力軸の回転速度を現在の回転速度に保持しつつ変速比の操作によって実現可能な複数の値に機関回転速度を仮設定して目標回転速度を算出するため、上記操作手段によって目標回転速度となるように変速比が操作されることに起因する車両の走行速度の変化を抑制することができ、ひいてはドライバに違和感を与える事態の発生を回避することもできる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記補機燃料消費量算出手段は、前記車載補機の駆動トルクを複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記補機燃料消費量を算出することを特徴とする。
【0011】
上記発明では、上記態様にて車載補機の駆動トルクを仮設定するため、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量が少ない動作点で内燃機関を運転可能な目標駆動トルクを選択することができる。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記補機燃料消費量算出手段は、前記実現可能な複数の値に前記内燃機関の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて前記車載補機の駆動を停止した場合の前記内燃機関の燃料消費量を算出し、該算出された複数の燃料消費量のうちの最小値を最小燃料消費量として算出する手段を備え、前記車載補機の駆動に伴って前記内燃機関の燃料消費量が前記最小燃料消費量を上回る量に基づき前記補機燃料消費量を算出することを特徴とする。
【0013】
上記発明では、内燃機関の燃料消費量が車載補機の駆動に伴って最小燃料消費量を上回る量に基づき補機燃料消費量を算出するため、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大量を適切に把握することができる。これにより、車載補機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量が少ない動作点で内燃機関を運転させるための目標回転速度及び車載補機の駆動トルクをより適切に算出することができる。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記車載補機とは、発電機と、冷媒を圧縮するための空調制御用の圧縮機とであり、前記補機燃料消費量とは、前記発電機の発電量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量である想定電費と、前記圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量である想定熱費とであり、前記補機燃料消費量算出手段は、前記実現可能な複数の値に前記内燃機関の出力軸の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて、前記発電機の駆動トルク及び前記圧縮機の駆動トルクのそれぞれを複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記想定電費及び想定熱費を算出するものであり、前記目標値設定手段は、前記算出された複数の想定熱費及び想定電費のうち、該想定熱費及び想定電費のそれぞれが前記設定された許容上限値以下となるものに対応する前記発電機の駆動トルク、前記圧縮機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、該発電機の目標駆動トルク、該圧縮機の目標駆動トルク及び前記目標回転速度のそれぞれとして設定するものであり、前記操作手段は、前記発電機の駆動トルクを前記設定された発電機の目標駆動トルクに制御すべく該発電機を操作し、前記圧縮機の駆動トルクを前記設定された圧縮機の目標駆動トルクに制御すべく該圧縮機を操作することを特徴とする。
【0015】
上記発明では、上記態様にて発電機の目標駆動トルク及び圧縮機の目標駆動トルク等を算出するため、発電機及び圧縮機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量が少ない動作点で内燃機関を運転可能な発電機及び圧縮機の目標駆動トルクを選択することができる。
【0016】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記目標値設定手段は、前記算出された複数の想定熱費及び想定電費のうち、該想定熱費及び想定電費のそれぞれが前記設定された許容上限値以下となって且つ前記発電機の発電量及び前記圧縮機の駆動によって生成される熱量の加算値が最大となるものに対応する前記発電機の駆動トルク、前記圧縮機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、該発電機の目標駆動トルク、該圧縮機の目標駆動トルク及び前記目標回転速度のそれぞれとして設定することを特徴とする。
【0017】
上記発明では、上記態様にて発電機及び圧縮機の目標駆動トルクと、目標回転速度とを算出し、これら算出値に基づき発電機、圧縮機及び自動変速装置の変速比を操作することで、発電機及び圧縮機の駆動に伴う内燃機関の燃料消費量の増大を抑制しつつ、発電機の発電量及び圧縮機の駆動によって生成される熱量を好適に増大させることができる。
【0018】
請求項6記載の発明は、請求項4又は5記載の発明において、前記補機燃料消費量算出手段は、前記発電機及び前記圧縮機の駆動トルクの双方が0より大きい値に仮設定される場合、これら発電機及び圧縮機の駆動に伴う燃料消費量の増大量を、これら発電機及び圧縮機のそれぞれに分配される前記内燃機関の出力比で分割したものをこれら発電機及び圧縮機のそれぞれの駆動に伴う燃料消費量の増大量とすることを特徴とする。
【0019】
上記発明では、発電機及び圧縮機のそれぞれの駆動に伴う燃料消費量の増大量を適切に把握することができる。
【0020】
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記補機燃料消費量算出手段によって算出された複数の補機燃料消費量の全てが前記設定された許容上限値を上回る場合、前記車載補機の駆動を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする。
【0021】
上記発明では、例えば車載補機の駆動要求度合いが小さい場合に車載補機の駆動を停止させることができ、内燃機関の燃料消費量の増大を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】一実施形態にかかるシステム構成図。
【図2】一実施形態にかかる補機変速機協働処理を示す機能ブロック図。
【図3】一実施形態にかかる補機変速機協働処理の手順を示すフローチャート。
【図4】一実施形態にかかる最小燃料消費量算出処理の手順を示すフローチャート。
【図5】一実施形態にかかる目標値算出処理の手順を示すフローチャート。
【図6】一実施形態にかかる補機変速機協働処理の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明にかかる制御装置を内燃機関(エンジン)を搭載した車両(自動車)に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0024】
図1に本実施形態にかかるエンジンシステム及び空気調節システム(エアコンシステム)の全体構成を示す。
【0025】
図示されるエンジン10の各気筒には、エンジン10の燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁12が備えられている。燃料噴射弁12によって供給された燃料と吸気との混合気の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン10の出力軸(クランク軸14)の回転動力として取り出される。なお、クランク軸14付近には、クランク軸14の回転角度を検出するクランク角度センサ16が設けられている。
【0026】
クランク軸14の回転動力は、自動変速装置18及びデファレンシャルギア20を介して駆動輪22へと伝達される。詳しくは、自動変速装置18は、クランク軸14の回転動力が伝達される入力回転軸、変速機構及び出力回転軸等を備えて構成されるものであり、上記入力回転軸の回転速度は、自動変速装置18の変速比に従った上記出力回転軸の回転速度に変換される。そして出力回転軸の回転速度は、デファレンシャルギア20の変速比(デフ比)に従った駆動輪22の回転速度に変換される。すなわち、クランク軸14の回転速度は、自動変速装置18の変速比及びデフ比に従った駆動輪22の回転速度に変換される。なお本実施形態では、自動変速装置18として、変速比を連続的に可変設定可能な無段変速装置(CVT)を想定している。
【0027】
また、クランク軸14の回転動力は、ベルト24を介して発電機(オルタネータ26)に伝達される。オルタネータ26は、クランク軸14の回転動力を動力源として駆動されて発電するものであり、図示しないレギュレータ及びロータコイル等を備えて構成されている。詳しくは、レギュレータによってロータコイルに流れる電流が調節されることでオルタネータ26の発電電力が調節され、オルタネータ26の発電電力が大きくなるほど、オルタネータ26の駆動トルク(オルタネータトルク)が大きくなる。
【0028】
オルタネータ26には、バッテリ28が接続されており、バッテリ28には、図示しないラジエータファン等の車載電気負荷29が接続されている。詳しくは、バッテリ28は、オルタネータ26の発電電力によって充電されたり、車載電気負荷29の電力供給源となったりするものである。
【0029】
一方、エアコンシステムは、冷凍サイクルに冷媒を循環させるべく冷媒を吸入・吐出するコンプレッサ30や、コンデンサ32、レシーバ34、更にはエバポレータ36(蒸発器)等を備えて構成されている。
【0030】
上記コンプレッサ30は、これが備える図示しない電磁駆動式のコントロールバルブの通電操作によって冷媒の吐出容量を連続的に可変設定可能な可変容量型圧縮機である。コンプレッサ30には、ベルト24を介してクランク軸14の回転動力が伝達される。このクランク軸14の回転動力がコンプレッサ30に伝達される状況下、コンプレッサ30への通電操作により上記吐出容量が調節される。詳しくは、コンプレッサ30の冷媒吐出容量が大きくなるほど、コンプレッサ30の駆動トルク(コンプレッサトルク)が大きくなる。なお、以下の説明では、上記吐出容量が0より大きくなる状態をコンプレッサ30が駆動されるものとし、上記吐出容量が0となる状態をコンプレッサ30が停止されるものとする。
【0031】
コンデンサ32は、DCモータ等によって回転駆動される図示しないファンから送風される空気や車両の走行に伴いコンデンサ32に吹き付けられる空気と、コンプレッサ30から吐出供給される冷媒との熱交換が行われる部材である。レシーバ34は、コンデンサ32より流入した冷媒を気液分離して且つ分離された液冷媒を一時的に貯蔵し、液冷媒のみを下流側に供給するために設けられるものである。レシーバ34に貯蔵された液冷媒は、温度式膨張弁38によって急激に膨張され霧状とされる。霧状とされた冷媒は、車室内の空気を冷却するエバポレータ36に供給される。エバポレータ36では、DCモータ等によって回転駆動されるファン(エバファン37)から送風される空気と上記霧状とされた冷媒とが熱交換することで、冷媒の一部又は全部が気化する。これにより、エバファン37から送風された空気が冷却され、冷却された空気が車室内に設けられる図示しない吹出し口を介して車室へと送られることで車室内を冷房する。
【0032】
また、エバポレータ36は、その内部に封入される蓄冷剤40(例えばパラフィン)により冷媒の熱を蓄える蓄熱器として用いられる。これは、コンプレッサ30の駆動中に冷凍サイクルで生成された冷房のための熱量の余剰分を蓄え、コンプレッサ30の停止中において上記蓄えられた熱を冷房に使用するための構成である。詳しくは、コンプレッサ30が駆動されることでエバポレータ36に供給された冷媒と蓄冷剤40との熱交換によって、冷媒の熱がエバポレータ36に蓄えられる。その後、コンプレッサ30が停止される状況下、エバファン37から送風された空気と蓄冷剤40とが熱交換することにより、上記送風された空気が冷却され、冷却された空気が上記吹出し口を介して車室へと送られることでコンプレッサ30の停止中において車室内を冷房する。なお、エバポレータ36の入口直近には、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ41が設けられている。また、エバポレータ36から流出した冷媒は、コンプレッサ30の吸入口に吸入される。
【0033】
エンジンシステムを操作対象とする電子制御装置(以下、エンジンECU42)は、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。エンジンECU42には、クランク角度センサ16等の出力信号が入力される。エンジンECU42は、上記入力に応じて、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁12による燃料噴射制御等、エンジン10の燃焼制御を行う。
【0034】
オルタネータ26及びコンプレッサ30等の車載補機を操作対象とする電子制御装置(以下、補機制御用ECU44)は、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。補機制御用ECU44には、車室内を冷房すべくコンプレッサ30の駆動指令となるA/Cスイッチ46や、外気温度を検出する外気温センサ48、バッテリ28の電圧を検出するバッテリ電圧センサ50、更には冷媒温度センサ41等の出力信号が入力される。補機制御用ECU44は、これら入力に応じてROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、コンプレッサ30の駆動制御や、車室内の冷房制御、更にはオルタネータ26の発電制御等を行う。
【0035】
上記コンプレッサ30の駆動制御は、A/Cスイッチ46がオンされることを条件として、現在のコンプ稼働率をその目標値(目標コンプ稼働率)に制御すべくコンプレッサ30を通電操作することで行われる。ここでコンプ稼働率とは、最大吐出容量でコンプレッサ30が駆動される場合のコンプレッサトルクと、実際のコンプレッサトルクとの比に関する情報であり、コンプ稼働率が高いほど、コンプレッサ30の冷媒吐出容量が大きくなる。このコンプ稼働率に基づきコンプレッサ30の通電操作量を調節することで、現在のコンプ稼働率を目標コンプ稼働率に制御することが可能となる。ここで現在のコンプ稼働率は、外気温センサ48の出力値に基づく外気温度や、レシーバ34と温度式膨張弁38との間の冷媒圧力を検出する図示しない圧力センサの出力値に基づく冷媒圧力等から算出すればよい。なお本実施形態では、コンプ稼働率が0%に設定される場合、コンプレッサ30の吐出容量が0となり、コンプ稼働率が100%に設定される場合には、コンプレッサ30の吐出容量が最大吐出容量となる。
【0036】
一方、上記オルタネータ26の発電制御は、現在のオルタ稼働率をその目標値(目標オルタ稼働率)に制御すべくオルタネータ26を通電操作することで行われる。ここでオルタ稼働率とは、オルタネータ26の回転速度に応じた最大発電電力でオルタネータ26が駆動される場合のオルタネータトルクと、実際のオルタネータトルクとの比に関する情報であり、オルタ稼働率が高いほど、オルタネータ26の発電電力が大きくなる。このオルタ稼働率に基づくオルタネータ26の通電操作量の調節によって現在のコンプ稼働率を目標コンプ稼働率に制御することで、バッテリ28の蓄電量(SOC)を適正範囲内とすること等が可能となる。なお本実施形態では、オルタ稼働率が0%に設定される場合、オルタネータ26の発電電力が0となり、オルタ稼働率が100%に設定される場合には、オルタネータ26の発電電力が上記最大発電電力となる。
【0037】
また、補機制御用ECU44とエンジンECU42とは、双方向の通信を行うことで情報のやりとりを行う。詳しくは、補機制御用ECU44には、エンジンECU42から出力されるクランク角度センサ16の出力信号や、燃料噴射弁12からの燃料噴射量に関する情報等が入力される。一方、エンジンECU42には、補機制御用ECU44から出力されるA/Cスイッチ46の出力信号や、コンプレッサトルクに関する情報等が入力される。
【0038】
自動変速装置18を操作対象とする電子制御装置(以下、変速制御用ECU52)は、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。変速制御用ECU52は、エンジンECU42及び補機制御用ECU44と双方向の通信を行うことで情報のやりとりを行う。詳しくは、変速制御用ECU52には、エンジンECU42から出力されるクランク角度センサ16等の出力信号が入力される。一方、エンジンECU42や補機制御用ECU44には、変速制御用ECU52から出力される変速比に関する情報等が入力される。変速制御用ECU52は、上記入力に応じて、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、自動変速装置18の変速制御を行う。
【0039】
特に本実施形態では、補機制御用ECU44と変速制御用ECU52との協働で、オルタネータ26の発電制御、コンプレッサ30の駆動制御及び自動変速装置18の変速制御を行う。以下、補機制御用ECU44と変速制御用ECU52とが協働して行う処理(補機変速機協働処理)について図2に基づき説明する。
【0040】
図2は、補機制御用ECU44の行う処理のうち、本実施形態における補機変速機協働処理に関する機能ブロック図を示す。
【0041】
想定回転速度算出部B1は、自動変速装置18の出力回転軸の回転速度を現在の回転速度に保持しつつ自動変速装置18の変速比の操作によって実現可能な範囲でエンジン回転速度を様々な回転速度(検討対象回転速度NeDat)に仮設定する。詳しくは、自動変速装置18の変速比の操作によって実現可能であると想定されるエンジン回転速度の最小値(想定最小回転速度Nmin)と、上記実現可能であると想定されるエンジン回転速度の最大値(想定最大回転速度Nmax)とを算出し、これら想定最小回転速度Nminと想定最大回転速度Nmaxとの間となることを条件に検討対象回転速度NeDatを仮設定する。ここで想定最小回転速度Nminは、具体的には、クランク角度センサ16の出力値に基づく現在のエンジン回転速度NEと、自動変速装置18の現在の変速比Itと、自動変速装置18の変速比の最小値とに基づき算出すればよい。また、想定最大回転速度Nmaxは、具体的には、現在のエンジン回転速度NEと、現在の変速比Itと、自動変速装置18の変速比の最大値とに基づき算出すればよい。なお、自動変速装置18の現在の変速比Itは、変速制御用ECU52から出力される変速比に関する情報に基づき算出すればよい。
【0042】
オルタ稼働率設定部B2は、オルタ稼働率を様々な値(オルタ稼働率AltR)に仮設定する。
【0043】
発電電力算出部B3は、仮設定されたオルタ稼働率AltRと検討対象回転速度NeDatとに基づき、オルタネータ26の発電電力を算出する。詳しくは、検討対象回転速度NeDatから算出されるオルタネータ26の回転速度及びオルタ稼働率AltRとオルタネータ26の発電電力とが関係付けられたマップ(発電特性マップ)に基づき上記発電電力を算出する。
【0044】
コンプ稼働率設定部B4は、コンプ稼働率を様々な値(コンプ稼働率CmpR)に仮設定する。
【0045】
冷房能力算出部B5は、仮設定されたコンプ稼働率CmpRと検討対象回転速度NeDatとに基づき、冷凍サイクルで生成される単位時間当たりの熱量(冷房能力)を算出する。詳しくは、仮設定されたコンプ稼働率CmpRに対応するコンプレッサトルクと検討対象回転速度NeDatに応じたコンプレッサ30の回転速度との積としてコンプレッサ動力を算出し、これに成績係数COPを乗算することで冷房能力を算出する。なお、成績係数COPは、コンプレッサ30の動力を冷房能力に変換するパラメータである。この成績係数COPは例えば、外気温度や、エンジン回転速度NE等を入力パラメータとして予め作成されたマップ等を用いて算出すればよい。
【0046】
燃料消費量算出部B6は、仮設定されたオルタ稼働率AltRや、コンプ稼働率CmpR、検討対象回転速度NeDatに基づき、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量(オルタコンプ駆動時燃料消費量ΔF)を算出する。これは、図示されるエンジン10の発生トルクTeng及びエンジン回転速度NEと関連付けられた燃料消費率が規定されるマップに基づき行われる。
【0047】
具体的には、まず、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方が停止される場合におけるエンジン10の単位時間当たりの燃料消費量の最小値(最小燃料消費量Fmin)を算出する。すなわち、上記検討対象回転速度NeDatのそれぞれについて、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動以外に要求されるエンジン10の現在の出力(パワー)を維持しつつ、コンプ稼働率及びオルタ稼働率の双方を0とした場合のエンジン10の単位時間当たりの燃料消費量(オルタコンプ稼働率0時の燃料消費量)を算出し、算出されたこれら燃料消費量のうちの最小値を最小燃料消費量Fminとして算出する。ここで、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動以外に要求されるエンジン10の現在の出力を維持する回転速度NEと発生トルクTengとの関係は、図中、等出力曲線f1にて示されるように、回転速度NEが高くなるほど発生トルクTengが小さくなる関係である。等出力曲線f1のうちの検討対象回転速度NeDatに対応する動作点(図中、「●」にて例示)での燃料消費量は、この動作点においてマップ演算される燃料消費率に、エンジン10の発生トルクTeng及び検討対象回転速度NeDatの積として算出されるエンジン10の出力を乗算することで算出される。そして、検討対象回転速度NeDatの様々な値に対してオルタコンプ稼働率0時の燃料消費量を算出することで、最小燃料消費量Fminを特定することができる(図中、最小燃料消費量Fminに対応する動作点を「×」にて例示)。
【0048】
上記最小燃料消費量Fminが算出された後、オルタ稼働率AltR及びオルタネータ26の回転速度から定まるオルタネータ動力Paでオルタネータ26が駆動されて且つ、コンプ稼働率CmpR及びコンプレッサ30の回転速度から定まるコンプレッサ動力Pcでコンプレッサ30が駆動される場合のトルク増大量を、等出力曲線f1のうちの検討対象回転速度NeDatに対応する動作点におけるトルクに加算することで、オルタネータ26やコンプレッサ30が駆動される場合のエンジン10の発生トルクTengを算出する。そして、このときのエンジン10の動作点(図中「△」にて表記)における燃料消費率に、このときのエンジン10の出力を乗算することで、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方が駆動される場合のエンジン10の単位時間当たりの燃料消費量を算出する。そして、算出された燃料消費量から上記最小燃料消費量Fminを減算することで、オルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFを算出する。
【0049】
オルタ駆動時燃料消費量算出部B7は、燃料消費量算出部B6で算出されたオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔF、オルタネータ動力Pa及びコンプレッサ動力Pcに基づき、オルタネータ26の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量(オルタ駆動時燃料消費量ΔFa[g/h])を算出する。詳しくは、以下の式(1)に示すように、オルタネータ動力Pa及びコンプレッサ動力Pcの加算値と、オルタネータ動力Paとの比によってオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFを分割することで、オルタ駆動時燃料消費量ΔFaを算出する。
ΔFa=ΔF×Pa/(Pa+Pc)…(1)
想定電費算出部B8は、オルタネータ26の駆動による発電量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量(想定電費)を算出する。詳しくは、想定電費は、以下の式(2)に示すように、オルタ駆動時燃料消費量算出部B7によって算出されたオルタ駆動時燃料消費量ΔFaを、発電電力算出部B3によって算出されたオルタネータ26の発電電力で除算することで算出する。
想定電費[g/kWh]
=ΔFa[g/h]/発電電力[kW]…(2)
コンプ駆動時燃料消費量算出部B9は、燃料消費量算出部B6で算出されたオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔF、オルタネータ動力Pa及びコンプレッサ動力Pcに基づき、コンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量(コンプ駆動時燃料消費量ΔFc[g/h])を算出する。詳しくは、以下の式(3)に示すように、オルタネータ動力Pa及びコンプレッサ動力Pcの加算値と、コンプレッサ動力Pcとの比によってオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFを分割することで、コンプ駆動時燃料消費量ΔFcを算出する。
ΔFc=ΔF×Pc/(Pa+Pc)…(3)
想定熱費算出部B10は、コンプレッサ30の駆動によって冷凍サイクルにおいて生成される熱量(冷熱生成量)に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量(想定熱費)を算出する。詳しくは、以下の式(4)に示すように、コンプ駆動時燃料消費量算出部B9によって算出されたコンプ駆動時燃料消費量ΔFcを、冷房能力算出部B5によって算出された冷房能力で除算することで想定熱費を算出する。
想定熱費[g/kWh]
=ΔFc[g/h]/冷房能力[kW]…(4)
上限電費算出部B11は、現在のSOCとその目標値(目標SOC)との差に応じた値に基づき、想定電費の許容上限値(上限電費)を算出する。この上限電費は、発電制御のためにオルタネータ26を駆動することに伴うエンジン10の燃料消費量の増大を抑制するために設定されるものである。本実施形態では、上限電費を、目標SOCから現在のSOCを減算した値に所定の正数を乗算することで算出する。これは、バッテリ28の蓄電量が不足する状況下においてオルタネータ26の発電量を増大させ、バッテリ28に迅速に蓄電するため等の設定である。なお、現在のSOCは、バッテリ電圧センサ50の出力値に基づくバッテリ電圧等に基づき算出すればよい。
【0050】
上限熱費算出部B12は、車室内の冷房制御のためにエバポレータ36に蓄えられる現在の熱量(蓄冷量)とその目標値(目標蓄冷量)との差に応じた値に基づき、想定熱費の上限許容値(上限熱費)を算出する。この上限熱費は、冷房制御や蓄冷のためにコンプレッサ30を駆動することに伴うエンジン10の燃料消費量の増大を抑制するために設定されるものである。本実施形態では、上限熱費を、目標蓄冷量から現在の蓄冷量を減算した量に所定の正数を乗算することで上限熱費を算出する。これは、冷房制御に要求される蓄冷量の不足度合いが増大する状況下においてコンプレッサ30の冷媒圧送量を向上させ、エバポレータ36に迅速に蓄冷するためである。なお、現在の蓄冷量は、冷媒温度センサ41の出力値に基づく冷媒温度や、冷媒流量等に基づき推定すればよい。また、目標蓄冷量は、例えば外気温度や、車室内温度、車室内温度の目標値、更にはエバファン37の送風量等に基づき算出すればよい。
【0051】
加算部B13は、冷房能力算出部B5によって算出された冷房能力に基づく冷熱生成量と、発電電力算出部B3によって算出された発電電力に基づく発電量とを加算する。
【0052】
目標値算出部B14は、想定電費が上限電費以下であって且つ想定熱費が上限熱費以下であるとの条件下、加算部B13によって算出される発電量及び冷熱生成量の加算値が最大となる際のオルタ稼働率AltRや、コンプ稼働率CmpR、検討対象回転速度NeDat等に基づき、目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及びエンジン回転速度の目標値(目標回転速度NeOut)を算出する。そして、目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutのそれぞれに基づく通電信号をオルタネータ26及びコンプレッサ30のそれぞれに出力する処理を行い、目標回転速度NeOutに基づく変速指令を変速制御用ECU52に出力する処理を行う。
【0053】
図3に、本実施形態にかかる補機変速機協働処理を含む車載補機の制御処理の手順を示す。この処理は、補機制御用ECU44によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図中、A/Cスイッチ46がオンされて、コンプレッサ30の駆動指令がなされているものとする。
【0054】
この一連の処理では、まずステップS10において、上限電費及び上限熱費を算出する。続くステップS12では、想定最小回転速度Nmin及び想定最大回転速度Nmaxを算出する。
【0055】
続くステップS13では、最小燃料消費量Fminと、オルタネータ26の発電量及び冷熱生成量の加算値の最大値(最大出力値TWmax)と、想定電費及び想定熱費の加算値の最小値(最小電熱費THmin)とのそれぞれを「−1」に設定するとともに、目標オルタ稼働率AltOutと、目標コンプ稼働率CmpOutとのそれぞれを「0%」に設定する処理を行う。
【0056】
続くステップS14〜S36では、想定最小回転速度Nminから想定最大回転速度Nmaxまでの範囲内でエンジン回転速度を互いに相違する複数の値に仮設定しつつ目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及び目標回転速度NeOutを算出する。詳しくは、ステップS14においてオルタ稼働率AltRを「0%」に仮設定し、続くステップS16においてコンプ稼働率CmpRを「0%」に仮設定する。そしてステップS18では、検討対象回転速度NeDatを想定最小回転速度Nminに仮設定する。そして、オルタ稼働率AltR及びコンプ稼働率CmpRの双方を「0%」に維持しつつ(ステップS20:YES)、想定最大回転速度Nemaxとなるまで(ステップS26:YES)、検討対象回転速度NeDatを規定回転速度ΔNEずつ増大させた値に仮設定して最小燃料消費量Fminを算出する(ステップS28、S22)。次に、想定最大回転速度Nemaxとなり(ステップS26:YES)、コンプ稼働率CmpRが「100%」となり(ステップS30:YES)、オルタ稼働率AltRが「100%」となるまで(ステップS34:YES)、検討対象回転速度NeDat、コンプ稼働率CmpR及びオルタ稼働率AltRのそれぞれを、規定回転速度ΔNE、規定値ΔCmp及び規定値ΔAltのそれぞれずつ増大させた値に仮設定して目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及び目標回転速度NeOutを算出する(ステップS28、S32、S36、S24)。
【0057】
なお、上記規定回転速度ΔNEは、想定最大回転速度Nmaxから想定最小回転速度Nminを減算した値を所定の正の整数で除算することで設定し、上記規定値ΔAlt(ΔCmp)は、オルタ稼働率AltR(コンプ稼働率CmpR)の最大値(100%)から最小値(0%)を減算した値を所定の正の整数で除算することで設定すればよい。
【0058】
ここで、図4を用いて上記ステップS22にかかる最小燃料消費量Fminの算出処理の手順について詳述する。この処理は、補機制御用ECU44によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【0059】
この一連の処理では、まずステップS100において、仮設定された検討対象回転速度NeDatにおける上記オルタコンプ稼働率0時の燃料消費量Qを算出する。
【0060】
続くステップS102では、最小燃料消費量Fminがその初期値(「−1」)であるか否かを算出する。この処理は、最小燃料消費量Fminが上記ステップS100の処理で算出されたオルタコンプ稼働率0時の燃料消費量Qで更新されたことがあるか否かを判断するためのものである。
【0061】
ステップS102において否定判断された場合には、更新履歴があると判断してステップS104に進み、前回更新された最小燃料消費量Fminが今回算出されたオルタコンプ稼働率0時の燃料消費量Qよりも多いか否かを判断する。
【0062】
上記ステップS102やステップS104において肯定判断された場合には、ステップS106に進み、最小燃料消費量Fminを今回算出された上記燃料消費量Qで更新するとともに、目標回転速度NeOutを、仮設定された検討対象回転速度NeDatで更新する。
【0063】
ここで本ステップにおいて目標回転速度NeOutを更新するのは、後述する目標値の算出処理において、検討対象回転速度NeDat、オルタ稼働率AltR及びコンプ稼働率CmpRのそれぞれを仮設定しつつ算出された想定電費の全てが上限電費を上回ったり、算出された想定熱費の全てが上限熱費を上回ったりする場合において、エンジン10の燃料消費量の増大を抑制するためである。すなわち、この場合、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方を停止させ、最小燃料消費量Fminに対応する動作点でエンジン10を運転させる。これにより、車両の駆動に要求されるエンジン10の出力を維持しつつエンジン10の燃料消費量の最小化を図る。ちなみに、上限電費以下となる想定電費が存在しなくなるのは、現在のSOCが十分に大きい状況下である。すなわちこの場合、現在のSOCと目標SOCとの偏差が小さくなることに起因して上限電費が小さくなり、想定電費が上限電費を上回ることとなる。また、上限熱費以下となる想定熱費が存在しなくなるのは、エバポレータ36の蓄冷量が十分となる状況下である。すなわち、この場合、現在の蓄冷量と目標蓄冷量との偏差が小さくなることに起因して上限熱費が小さくなり、想定熱費が上限熱費を上回ることとなる。
【0064】
なお、上記ステップS104において否定判断された場合や、ステップS106の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【0065】
次に、図5を用いて上記ステップS24にかかる目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及び目標回転速度NeOutの算出処理の手順について詳述する。この処理は、補機制御用ECU44によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【0066】
この一連の処理では、まずステップS200において、仮設定されたオルタ稼働率AltR、コンプ稼働率CmpR及び検討対象回転速度NeDatに基づき、想定電費、想定熱費、オルタネータ26の発電量及び冷熱生成量を算出する。
【0067】
続くステップS202では、算出された想定電費が上限電費以下になるとの条件と、算出された想定熱費が上限熱費以下になるとの条件との論理積が真であるか否かを判断する。
【0068】
ステップS202において肯定判断された場合には、ステップS204において、最大出力値TWmaxが、今回算出されたオルタネータ26の発電量及び冷熱生成量の加算値よりも小さいか否かを判断する。この処理は、オルタネータ26の発電量及び冷熱生成量の加算値の最大値を絞り込むためのものである。
【0069】
そして、ステップS204において否定判断された場合には、ステップS206に進み、最大出力値TWmaxが今回算出されたオルタネータ26の発電量及び冷熱生成量の加算値と等しいか否かを判断する。ステップS206において肯定判断された場合には、ステップS208に進み、最小電熱費THminが今回算出された想定電費及び想定熱費の加算値を上回るか否かを判断する。この処理は、最大出力値TWmaxとなるものが複数ある場合、想定電費及び想定熱費の加算値が小さいものを採用するための処理である。
【0070】
上記ステップS204やステップS208において肯定判断された場合には、ステップS210に進み、最大出力値TWmaxと、最小電熱費THminとのそれぞれを、今回算出されたオルタネータ26の発電量及び冷熱生成量の加算値と、今回算出された想定電費及び想定熱費の加算値とのそれぞれで更新するとともに、目標回転速度NeOut、目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutのそれぞれを、仮設定された検討対象回転速度NeDat、オルタ稼働率AltR及びコンプ稼働率CmpRのそれぞれで更新する。
【0071】
なお、上記ステップS202や、S206、S208において否定判断された場合や、ステップS210の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【0072】
こうして図5に示した処理によって、目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及び目標回転速度NeOutを算出する処理が完了すると、先の図3に示した上記ステップS34において肯定判断され、ステップS38に進み、上記補機変速機協働処理を行う。本実施形態では、目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutのそれぞれに基づく通電信号をオルタネータ26及びコンプレッサ30のそれぞれに出力すると同時に、現在のエンジン回転速度を目標回転速度NeOutとすべく目標回転速度NeOutに基づく変速指令を変速制御用ECU52に出力する。これにより、オルタネータトルクやコンプレッサトルクの変更が開始される時期と、自動変速装置18の変速比の変更が開始される時期とのタイムラグが短くなり、エンジン10の現在の動作点を、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量が少ないエンジン10の動作点(最適動作点)へと迅速に移行させることが可能となる。
【0073】
なお、上記ステップS38の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【0074】
図6に、本実施形態にかかる補機変速機協働処理の一例を示す。詳しくは、図6に、コンプレッサ30の駆動制御態様及び自動変速装置18の変速制御態様の推移と、上記駆動制御及び変速制御に伴うエンジン10の動作点の推移とを示す。なお、図6では、オルタネータ26の発電制御態様については省略している。
【0075】
図6(a)には、先の図3のステップS38の処理タイミング(時刻t1)に同期して、現在のコンプ稼働率を目標コンプ稼働率CmpOutに制御すべくコンプレッサ30に通電信号が出力されて且つ、現在のエンジン回転速度を目標回転速度NeOutとすべく変速制御用ECU52に目標回転速度NeOutに基づく変速指令が出力される例を示している。この場合、次の演算タイミング(時刻t2)までに目標コンプ稼働率CmpOutへの制御及び自動変速装置18の変速比の変更が完了する。すなわち、変速比の変更が開始される時期と、コンプレッサトルクの変更が開始される期間とのタイムラグが短くなる。これにより、エンジン10の現在の動作点A1を、最適動作点A2へと迅速に移行させることができる。
【0076】
なお、図6(b)に示すように、目標コンプ稼働率CmpOutに制御すべくコンプレッサ30に通電信号が出力されてから目標コンプ稼働率CmpOutへの制御が完了するまでの期間(時刻t1〜時刻t2)内に、変速制御用ECU52に目標回転速度NeOutに基づく変速指令が出力される場合であっても、変速比の変更が開始される時期と、コンプレッサトルクの変更が開始される時期とのタイムラグが極力短くなり、エンジン10の現在の動作点A1を最適動作点A2へと極力迅速に移行させることができる。
【0077】
ここで、図6(c)に従来技術にかかるコンプレッサ30の駆動制御態様及び自動変速装置18の変速制御態様の一例を併記した。
【0078】
従来技術では、時刻t1において目標コンプ稼働率CmpOutへの制御が開始された後、目標コンプ稼働率CmpOutへの制御が完了する時刻t2において自動変速装置18の変速比の変更が開始されることで、コンプレッサトルクの変更が開始される時期と、変速比の変更が開始される時期とのタイムラグが長くなる。このため、エンジン10の現在の動作点A1がコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大量が大きい動作点A3を経由して最適動作点A2に移行したり、エンジン10の現在の動作点A1が最適動作点A2に移行するまでの時間が長くなったりすることに起因して、エンジン10の燃料消費量が増大する。
【0079】
このように、本実施形態では、エンジン回転速度、オルタ稼働率及びコンプ稼働率のそれぞれを仮設定しつつ目標回転速度NeOut、目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutを算出し、これら算出値を用いた補機変速機協働処理を行うことで、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大を好適に抑制することができる。
【0080】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【0081】
(1)想定最小回転速度Nminから想定最大回転速度Nmaxまでの範囲内でエンジン回転速度を互いに相違する複数の値に仮設定した場合のそれぞれについて、想定電費及び想定熱費を算出することで、目標オルタ稼働率AltOut、目標コンプ稼働率CmpOut及び目標回転速度NeOutを算出した。これにより、発電制御や冷房制御の要求に応じて発電量や冷熱生成量を好適に増大させつつエンジン10の現在の動作点を最適動作点へと迅速に移行させることができ、ひいてはオルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大を好適に抑制することができる。
【0082】
しかも、想定最小回転速度Nminから想定最大回転速度Nmaxまでの範囲内でエンジン回転速度を仮設定して目標回転速度NeOutを算出するため、変速比が操作されることに起因する車両の走行速度の変化を抑制することができ、ひいてはドライバに違和感を与える事態の発生を回避することもできる。
【0083】
(2)想定電費及び想定熱費の算出に際して、最小燃料消費量Fminからの増大量としてオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFを算出した。これにより、オルタネータ26等の駆動に伴う燃料消費量の増大量を適切に把握することができ、ひいてはオルタネータ26等の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量が少ない動作点を特定することができる。
【0084】
(3)エンジン回転速度、オルタ稼働率及びコンプ稼働率のそれぞれを仮設定しつつ算出された想定電費の全てが上限電費を上回ったり、算出された想定熱費の全てが上限熱費を上回ったりする場合、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方の駆動を停止させた。これにより、エンジン10の燃料消費量の増大を適切に抑制することができる。
【0085】
(その他の実施形態)
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【0086】
・上記実施形態では、コンプレッサ30を可変容量型圧縮機としたがこれに限らない。例えば駆動中は吐出容量が一定の固定容量型圧縮機としてもよい。この場合、クランク軸14からコンプレッサ30の駆動軸へのクランク軸14の回転動力を通電操作により伝達(オン)又は遮断(オフ)する電磁クラッチを備え、目標コンプ稼働率CmpOutの算出に際し、仮設定されるコンプ稼働率を上記オンされる場合の1通りの値に設定すればよい。
【0087】
・目標コンプ稼働率CmpOut、目標オルタ稼働率AltOut及び目標回転速度NeOutの算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、想定電費が上限電費以下となって且つ想定熱費が上限熱費以下となる任意の想定電費及び想定熱費のそれぞれに対応するオルタ稼働率及びコンプ稼働率のそれぞれを、目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutのそれぞれとして算出してもよい。ここでは、エンジン10の燃費低減効果及びコンプレッサ30の停止中の冷房制御による快適性の要求に応じて目標オルタ稼働率AltOut及び目標コンプ稼働率CmpOutを適宜算出すればよい。
【0088】
・上記実施形態では、コンプ稼働率やオルタ稼働率を互いに相違する複数の値に仮設定する場合の最小値を0%としたがこれに限らない。例えば、上記最小値を0よりも大きい規定値としてもよい。
【0089】
・上記実施形態において、自動変速装置としては、無段変速装置に限らず、有段変速装置であってもよい。
【0090】
・上記実施形態において、オルタネータ26及びコンプレッサ30等の車載補機と、自動変速装置18とのそれぞれが各別の電子制御装置のそれぞれによって操作されるものとしたがこれに限らない。例えば、車載補機及び自動変速装置18の双方が共通の電子制御装置によって操作されるものとしてもよい。
【0091】
・上限熱費の算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らず、例えば目標蓄冷量から現在蓄冷量を減算した値が多くなるほど上限熱費が多くなるように予め規定されたマップ等を用いて算出してもよい。また上限電費の算出手法としては、上限熱費の算出手法と同様に、目標SOCから現在のSOCを減算した値が多くなるほど上限電費が多くなるように予め規定されたマップ等を用いて算出してもよい。
【0092】
・エバポレータ36としては、上記実施形態に例示したものに限らず、例えば蓄冷機能を備えないものであってもよい。この場合、上限熱費を、エバポレータ36の温度等に基づき算出すればよい。具体的には、エバポレータ36の温度が高いほど、上限熱費を高く設定すればよい。
【0093】
・上記実施形態では、オルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動に伴ってエンジン10の燃料消費量が最小燃料消費量Fminを上回る量に基づきオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFを算出したがこれに限らない。例えば、検討対象回転速度NeDatにおけるオルタネータ26及びコンプレッサ30の駆動時と停止時と各動作点での燃料消費量の差をオルタコンプ駆動時燃料消費量ΔFとして算出してもよい。
【0094】
・上記実施形態では、エンジン回転速度、オルタ稼働率及びコンプ稼働率のそれぞれを仮設定しつつ算出された想定電費の全てが上限電費を上回ったり、算出された想定熱費の全てが上限熱費を上回ったりする場合、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方の駆動を停止させたがこれに限らない。例えば、想定電費及び想定熱費の加算値が最小となるものに対応する想定電費及び想定熱費に基づき、目標オルタ稼働率及び目標コンプ稼働率を算出してオルタネータ26及びコンプレッサ30を駆動させてもよい。これにより、車載補機の駆動に伴うエンジン10の燃料消費量の増大を極力抑制しつつも、冷房制御による快適性の低下を抑制したり、車載電気負荷29に給電したりすることができる。
・補機変速機協働処理の対象となる車載補機としては、オルタネータ26及びコンプレッサ30の双方に限らず、これらのうちいずれかであってもよい。
【符号の説明】
【0095】
10…エンジン、14…クランク軸、18…自動変速装置、22…駆動輪、26…オルタネータ、30…コンプレッサ、44…補機制御用ECU(車両用制御装置の一実施形態)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の動力により駆動されて且つ電子制御可能な車載補機と、前記内燃機関の出力軸の回転動力を駆動輪に伝達させる自動変速装置と、前記車載補機が単位エネルギを生成する上で消費される燃料量である補機燃料消費量を算出する補機燃料消費量算出手段とを備える車両に適用され、
前記補機燃料消費量算出手段は、前記自動変速装置の出力軸の回転速度を現在の回転速度に保持しつつ該自動変速装置の変速比の操作によって実現可能な複数の値に前記内燃機関の出力軸の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて、前記車載補機の駆動トルクを仮設定した場合の前記補機燃料消費量を算出するものであり、
前記補機燃料消費量の許容上限値を設定する許容上限値設定手段と、
前記算出された複数の補機燃料消費量のうち、前記設定された許容上限値以下となるものに対応する前記車載補機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、目標駆動トルク及び目標回転速度のそれぞれとして設定する目標値設定手段と、
前記車載補機の駆動トルクを前記設定された目標駆動トルクに制御すべく該車載補機を操作し、前記内燃機関の出力軸の回転速度が前記設定された目標回転速度となるように前記自動変速装置の変速比を操作する操作手段とを備えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項2】
前記補機燃料消費量算出手段は、前記車載補機の駆動トルクを複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記補機燃料消費量を算出することを特徴とする請求項1記載の車両用制御装置。
【請求項3】
前記補機燃料消費量算出手段は、前記実現可能な複数の値に前記内燃機関の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて前記車載補機の駆動を停止した場合の前記内燃機関の燃料消費量を算出し、該算出された複数の燃料消費量のうちの最小値を最小燃料消費量として算出する手段を備え、前記車載補機の駆動に伴って前記内燃機関の燃料消費量が前記最小燃料消費量を上回る量に基づき前記補機燃料消費量を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の車両用制御装置。
【請求項4】
前記車載補機とは、発電機と、冷媒を圧縮するための空調制御用の圧縮機とであり、
前記補機燃料消費量とは、前記発電機の発電量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量である想定電費と、前記圧縮機の駆動によって生成される熱量に関して、その単位量を生成する上で消費される燃料量である想定熱費とであり、
前記補機燃料消費量算出手段は、前記実現可能な複数の値に前記内燃機関の出力軸の回転速度を仮設定した場合のそれぞれについて、前記発電機の駆動トルク及び前記圧縮機の駆動トルクのそれぞれを複数の値に仮設定した場合のそれぞれの前記想定電費及び想定熱費を算出するものであり、
前記目標値設定手段は、前記算出された複数の想定熱費及び想定電費のうち、該想定熱費及び想定電費のそれぞれが前記設定された許容上限値以下となるものに対応する前記発電機の駆動トルク、前記圧縮機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、該発電機の目標駆動トルク、該圧縮機の目標駆動トルク及び前記目標回転速度のそれぞれとして設定するものであり、
前記操作手段は、前記発電機の駆動トルクを前記設定された発電機の目標駆動トルクに制御すべく該発電機を操作し、前記圧縮機の駆動トルクを前記設定された圧縮機の目標駆動トルクに制御すべく該圧縮機を操作することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
【請求項5】
前記目標値設定手段は、前記算出された複数の想定熱費及び想定電費のうち、該想定熱費及び想定電費のそれぞれが前記設定された許容上限値以下となって且つ前記発電機の発電量及び前記圧縮機の駆動によって生成される熱量の加算値が最大となるものに対応する前記発電機の駆動トルク、前記圧縮機の駆動トルク及び前記内燃機関の出力軸の回転速度のそれぞれを、該発電機の目標駆動トルク、該圧縮機の目標駆動トルク及び前記目標回転速度のそれぞれとして設定することを特徴とする請求項4記載の車両用制御装置。
【請求項6】
前記補機燃料消費量算出手段は、前記発電機及び前記圧縮機の駆動トルクの双方が0より大きい値に仮設定される場合、これら発電機及び圧縮機の駆動に伴う燃料消費量の増大量を、これら発電機及び圧縮機のそれぞれに分配される前記内燃機関の出力比で分割したものをこれら発電機及び圧縮機のそれぞれの駆動に伴う燃料消費量の増大量とすることを特徴とする請求項4又は5記載の車両用制御装置。
【請求項7】
前記補機燃料消費量算出手段によって算出された複数の補機燃料消費量の全てが前記設定された許容上限値を上回る場合、前記車載補機の駆動を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両用制御装置。

【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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【図6】
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【公開番号】特開2012−41830(P2012−41830A)
【公開日】平成24年3月1日(2012.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−181717(P2010−181717)
【出願日】平成22年8月16日(2010.8.16)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】